Структура элементарных природно-территориальных комплексов (стр. 2 из 3)
2.3 Методика выделения геогоризонтов
Для выделения геогоризонтов в полевых условиях удобно использовать зарисовку вертикального профиля ПТК, на который цветными карандашами или фломастерами или путем отдельных условных обозначений наносятся различные геомассы. Например, транспортно-скелетные органы - ветки и стволы - наносятся коричневым цветом, мезофитная хвоя - темно-зеленым, а листья и стебли травянистых растений - бледно-зеленым.
В одних случаях при зарисовке используется один и тот же масштаб для всего вертикального профиля ПТК. В других приходится делать две зарисовки: одну - для всего профиля, а другую (в более крупном масштабе) - для припочвенного (приповерхностного) слоя ПТК. Иногда для подземной части вертикального профиля употребляется один масштаб, а для надземной - другой. Допустимо применение логарифмических масштабов, однако при этом наглядность зарисовки уменьшается. После того как сделана зарисовка, приступают к анализу. Напомним, что при выделении геогоризонтов основным критерием является набор геомасс. Изменение этого набора свидетельствует о появлении нового геогоризонта. Например, если в вертикальном профиле ПТК после слоя, в котором преобладают аэромассы и транспортно-скелетные органы фитомассы, начинается слой с новой геомассой мезофитных листьев, то это свидетельствует о переходе одного геогоризонта в другой. При этом с этой геомассой будет связано наличие целого рода специфичных процессов функционирования, не свойственных вышележащему геогоризонту. В частности, будет наблюдаться интенсивное биогенное функционирование (фотосинтез и дыхание), а также транспирация. В силу того что мезофитные листья имеют большой листовой индекс, в этом слое будет значительное проективное покрытие, а с ним связано задержание солнечной радиации. Наконец, в рассматриваемом геогоризонте будет происходить интенсивная трансформация таких метеорологических параметров, как температура и влажность воздуха.
Другой пример - если в подземной части вертикального профиля ПТК будет обнаружено наличие мерзлых гидромасс, то это тоже будет свидетельствовать о новом геогоризонте. В начале летнего периода в таежных ПТК в слое, лежащем выше этого горизонта, будут происходить активные почвенные процессы, интенсивное поглощение влаги и минеральных веществ растениями и, таким образом, рассматриваемый слой примет активное участие в текущем функционировании ПТК. В то же время лежащий ниже мерзлый геогоризонт будет инертен, и в нем многие процессы функционирования будут законсервированы. Кстати, граница между этими двумя геогоризонтами может не совпадать с генетическими горизонтами почвы.
Третий пример - в кроновой части фаций с темнохвойными лесами имеется снег в виде снежных шапок на ветках деревьев. Таким образом, налицо - специфичная геомасса, а значит и особый геогоризонт.
Приведенные примеры показывают, что изменение набора геомасс очень хороший индикатор смены геогоризонтов.
Кроме набора и соотношения геомасс, при выделении геогоризонтов большое значение имеют их текстурно-структурные особенности, которые тесно связаны с формой, размером и ориентацией геомасс. Например, смена кроны стволовой частью у большинства ПТК свидетельствует о смене геогоризонтов.
В результате анализа на зарисовке выделяются параллельные земной поверхности слои - геогоризонты, которые отличаются друг от друга:
1) набором геомасс;
2) различием в соотношении отдельных геомасс (например, преобладанием аэромасс над фитомассами или наоборот;
3) текстурно-структурными особенностями.
Естественно, что определенный опыт позволяет выделять геогоризонты и без зарисовки.
При дифференциации вертикального профиля надо стараться выделять геогоризонты с одной и той же детальностью, т.е. одного классификационного ранга.
Классификация геогоризонтов не отличается сложными принципами, так как основана на соответствии с классификационными единицами геомасс: класс геогоризонтов выделяется на основе набора и соотношения классов геомасс, тип геогоризонтов - типов геомасс и т.п.
2.4 Индексация геогоризонтов
После того как на зарисовке вертикального профиля выделены геогоризонты, приступают к их индексации. При этом соблюдают определенные "грамматические" правила. Заглавными буквами всегда пишутся классы геомасс (лито-, педо-, фито-, зоо-, гидро - и аэромассы). Они не разделяются запятой, тогда как индексы более дробных подразделений - типов и родов геомасс, которые состоят из одной или двух строчных букв, пишутся в пределах соответствующих классов и разделяются запятыми. В формуле геогоризонта классы геомасс располагаются в порядке уменьшения их массы. На первое место ставится самая "тяжелая" геомасса, затем вторая по массе и т.д. В пределах классов типы и роды геомасс также располагаются в порядке уменьшения их массы.
Для каждой геомассы в виде верхнего индекса ставится число, обозначающее для фитомасс и мортмасс проективное покрытие в процентах, а для литомасс и педомасс их объемную долю (в процентах) от объема геогоризонта. Для аэромасс и гидромасс ни проективное покрытие, ни объем не указываются, так как они имеют аморфную форму. В конце формулы за разделительной чертой ставятся цифры, обозначающие верхнюю и нижнюю границы геогоризонта.
Приведем пример формулы геогоризонта
AmPt1, f60 │
Если некоторые свойства геомасс повторяются в различных геогоризонтах, то они указываются лишь там, где первый раз встречаются. Например, то, что в надземной части аэромассы макротермальны, следует указывать лишь в верхнем геогоризонте, тогда как в нижних достаточно указать индекс класса геомасс. Подобная редукция не допускается, если в пределах одного класса выделяется несколько типов или родов геомасс.
При составлении формул следует учитывать следующие правила:
1. В большинстве ПТК с лесной растительностью кроновые геогоризонты отличаются преобладанием аэромасс, тогда как горизонты со стволами деревьев и кустарников, например, доминированием фитомасс. Поэтому в таких ПТК в верхней части вертикального профиля преобладают аэрофитогоризонты (АР), а в нижней - фитоаэрогоризонты (РА).
2. В ПТК с травянистой растительностью смена горизонтов класса АР на горизонты РА происходит при проективном покрытии фитомассы более 70-90%.
3. Так как литомассы имеют в 2-3 раза большую плотность, чем педомассы, то если они составляют более 30% от общего объема горизонта, их индекс следует ставить на первое место. Если в почве содержится среднее количество гидромасс (Hs), а литомасс от 10 до 30%, то в формуле геогоризонта литомассы ставятся на второе место после педомасс.
4. В надземной части в связи с относительно малой плотностью аэромасс и литомасс, даже при объемной доли литомасс в геогоризонте не более 1-3%, они преобладают по массе.
5. Транспортно-скелетные органы, несмотря на небольшое проективное покрытие, имеют большую массу, чем листья. Поэтому в подавляющем большинстве случаев в формулах горизонтов на первое место ставится индекс транспортно-скелетных органов, а на второе - листья.
3. Основные характеристики вертикальной структуры
Синтез геогоризонтов в вертикальном профиле ПТК определяет его вертикальную структуру. Основными характеристиками этой структуры являются мощность, сложность, напряженность и состав геомасс и геогоризонтов. Из них для изучения состояний ПТК наиболее важен состав, т.е. набор специфичных для данного природно-территориального комплекса геомасс и геогоризонтов. Именно он определяет не только структуру, но и характер функционирования ПТК.
0. Крайне маломощные (наноструктуры) - 1 м.
1. Незначительной мощности (микромезоструктуры) - 1 - 2 м.
2. Маломощные (мезоструктуры) - 2-4 м.
3. Средней мощности (мезомакроструктуры) - 4-8 м.
4. Повышенной мощности (макромезоструктуры) - 8-16 м.
5. Большой мощности (макроструктуры) - 16-32 м.
6. Очень большой мощности (мегаструктуры) - 32 м.
Такие показатели, как сложность и напряженность вертикального профиля, имеют относительно низкое таксономическое значение. Для выбора градаций ПТК по сложности вертикальной структуры были проанализированы данные по этому показателю для всех экспериментальных участков, описанных в самых различных ландшафтах. Результат этого анализа показывает, что наиболее оптимально сгруппировать их попарно.
1. Примитивные структуры - 2-3 геогоризонта.
2. Простой сложности - 4-5 геогоризонтов.
3. Средней сложности - 6-7 геогоризонтов.
4. Повышенной сложности - 8-9 геогоризонтов.
5. Большой сложности - 10-11 геогоризонтов.
6. Очень большой сложности - 12 геогоризонтов. По напряженности выделяются три градации:
1. ПТК с малой напряженностью вертикального профиля - приходится меньше одного геогоризонта на 2 м вертикального профиля.
2. ПТК со средней напряженностью - один геогоризонт на 1-2 м вертикального профиля.
3. ПТК с большой напряженностью - на 1 м вертикального профиля приходится больше одного горизонта.
Названия типов вертикальных структур строятся на основе специфичных геомасс и геогоризонтов. Затем указываются мощность, сложность и напряженность вертикальных структур. Так как многие особенности вертикальной структуры тесно связаны с набором геогоризонтов, обусловлены различной растительностью и почвой, для краткости можно использовать такие названия, как мезофитные лесные, мезоксерофитные лесные и т.п. вертикальные структуры.
3.1 Классификация вертикальных структур
Наиболее крупная классификационная единица - класс вертикальных структур - выделяется на основе того, какой класс геомасс определяет структуру ПТК в целом в данном состоянии.