Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геосистемы Верхнего Приангарья на космических снимках

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Геосистемы Верхнего Приангарья на космических снимках"

ЬЛи 5 9 %

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи КОНОВАЛОВА Татьяна Ивановна .

ГЕОСИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИАНГАРШ НА КОСМИЧЕСКИХ СНИМКАХ

II.00.01 - физическая география, геохимия и геофизика ландшафтов.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

ИИСУТСК - 1992

Работа выполнена в Институте географии СО РАН Научный руководитель - доктор географических наук

Крауклис A.A. Официальные оппоненты: доктор географических наук

Семенов Ю.М. каадидат географических наук Пластинин Л. А.

Ведущая организацияt Байкальский Институт рационального

природопользования СО РАН /г.Улан-Удэ/.

Защита состоится 27 мая 1992 г. в 16.00 на заседании специализированного совета Д-002.60.02 при Инотитуте географии СО РАН.

Адрес: 664033, Иркутск-33, ул.Уланбаторская, I. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГ СО РАН. Автореферат разослан и V! " апреля 1992 г.

Ученый секретарь специализированного

совета, каадидат географических наук Е.Г.Суворов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

.Актуальность проблемы. Развитие современных ландшафтных исследований во многом определяется перспективами применения дистанционных методов. Они позволяют одновременно охватывать обширные региональные и планетарные подразделения земной поверхности и вместе с тем дают генерализованное отражение свойств геосистем. Поэтому космические данные, в особенности результаты повторных съемок Земли из космоса могут вскрыть структуру и динамику геосистем несравненно масштабнее и в качественно иных измерениях, чем наземные исследования, непосредственное поле зрения которых ограничено мелкими, изолированными друг от друга ключевыми участками.

Изучение геосистем по космическим снимкам /КС/ проведено для территории Верхнего Приангарья. Это географический узел, связывающий три контрастные ландшафтные области - Байкало-Джугджурскую, Ьжносибирскую и Среднесибирскую. С другой стороны, это один из центров аграрно-индустриального освоения со значительной антропогенной трансформацией степных и таежных ландшафтов. Наконец, Верхнее Приангарье принадлежит к числу регионов, где проведено много наземных исследований, в том числе ландшафтных, что позволяет уделить особое внимание методическим вопросам применения космических методов для изучения геосистем, сравнению и взаимной проверке результатов дешифрирования с наземными данными и наоборот.

К району исследований относится территория, расположенная между 52°-Ъ4°30 с.ш. и 102°-105°в.д. В пределах исследуемой территории расположены два ключевых участка - Иркутский и Вер-хнекудинский. Первый из них находится в районе Иркутска и окрестностей, второй приурочен к верховьям рек Куда,Ида,Илга,Оса. Цель и задачи исследования. Основная цель работы - выявление характера отражения региональной и топологической структуры ландшафтов на КС разных типов. В соответствии с этим в работе поставлены задачи: I/ исследовать отражение ландшафтов и их подразделений на КС; 2/ дополнить полученными данными характеристику природно-ландшафтной структуры региона; 3/ рассмотреть ландшафтную структуру сильноизмененных человеком территорий

/на примере Иркутска,его пригородов,сельскохозяйственного и лесохозяйственного района в верховьях реки Куда/ и дать характеристику экологического состояния среды. Основные положения защиты:

I/ на КС достоверно отражаются ландшафтная дифференциация Верхнего Приангарья, составляющие геосистем и их динамика;

2/ экологическое состояние г.Иркутска и его окрестностей в значительной мере обусловлено характером антропогенного воздействия и ландшафтными особенностями территории;

3/ изменение ландшафтной структуры сельскохозяйственного и лесохозяйственного района в верховьях реки Куда происходят дифференцированно в зависимости от строения ландшафтов территории.

Исходные данные и метода. В основу диссертации положены материалы наземных и аэровизуальных полевых работ,проведенных автором с 1984 по 1991 гг. на юге Иркутской области, космические фотографические и сканерные снимки /табл.1/. Исследования выполнены с использованием методов визуального и цифрового дешифрирования КС. Цифровая обработка.проведена в Госцентре"При-рода" /Москва/ и в Институте ландшафтной экологии /Чехо-Слова-кия, г.Ческе-Будейовице/.

Научная новизна и практическое значение проведенных исследований заключается в следующем: I/ получены новые данные о ла- ■ ндшафтной структуре региона, составлены ландшафтные карты Верхнего Приангарья /1:500 ООО/ и ключевых участков /1:50 ООО/, карты районирования, природных и антропогенных комплексов /1:1 млн./; 2/ сделана оценка возможностей цифрового и визуального дешифрирования геосистем района исследований по КС; 3/ дан анализ ландшафтной структуры Иркутска, ее влияния на экологическое состояние; 4/ рассмотрены' изменения ландшафтной структуры сельскохозяйственного и лесохозяйственного района верховий р.Куда.

Результаты работы автора используются Иркутским горисполкомом для анализа экологического состояния г.Иркутска и пригородной зоны, Усть-Ордынским окружномом Усть-Ордынского бурятского национального округа для оценки влияния вырубок на формирование стока р.Куда и антропогенных изменений в ее вер-

Таблица I

Список изученных материалов космических съемок

Туш съемки Масштаб Область спектра Время Дополнитель-___съемки ные сведения

Фотографическая:

фотоснимки

фотоснимки Фотоснимки фотоснимки

Сканерная: МСУ-Э

МСУ-С МСУ-СК

мсс

ховьях.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на У научной сессии Совета по аэрскосмическим исследовании.: природных ресурсов Сибири.Новосибирск,1987; всесоюзной школе-семинаре, по геоинформатике.Владивосток,19У7; всесоюзной конференции "Методы и средства дистанционного зондирования Земли и обработки космической информации в интересах народного хозяйства".Рязань,1989; региональной конференции "Научно-технический прогресс и окруяаэтцая среда".Иркутск,1989; региональном семинаре "Экология городов Сибири".Иркутск,1990;рес-публикаяскон конференции 'Физико-географические аспекты формирования урбанизированных территорий".Ярославль,1992. Объем и структура работы. Диссертация состоит из' введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы /104 наименования/. Работа содержит 149 страниц машинописного текста,иллвс-

1:1 млн. 0.6-0.7 мкм;

0.7-1.1 мкм;

спз.

1:400000 660; 840 нм.

1:200000

СПЗ

1:1 млн. 510-570 нм;

620-710 нм.

9.06.1979

22.09.1976 12.07.1978 27.08.1989

ИСЗ"Метеор-Природа"

ПКК"Союз-22"

ИСЗ"Космос"

ИСЗ"Ресрс-

1:150000 0.8-0.9 мил 16.03.1991

1:3 млн. 0.6-0.7 мкм;

0.7-1.1 мкм. 23.09.1988

1:3 млн. 0.8-1.Г мкм. 7.10.1990

1:1 млн. 0.6-0.7 мкм; 30.06.IS77 0.8-1.1 мкм.

ИСЗ"Космос--1939"

ИСЗ"Космос--1869"

ИСЗ"Космос--1939"

ИСЗ"Ландсат--2"

стрирована 23 рисунками и 2 таблицами.

Автор выражает свою искреннюю признательность и благодар- . ность д.г.н. Михееву B.C. за помощь, оказанную в написании диссертации и в работе над ней, сотрудникам лаборатории аэрокосмических методов исследований Института географии СО РАН, к.г.н. Батуеву А.Р. за консультации и помощь в оформлении работы, доктору Мартину Шиме за предоставленную возможность использовать материалы цифровой обработки КС.

■Азтор благодарит доктора географических наук А.А.Краукли-са за научное руководство диссертационной работой.

ГЛАВА I. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

При изучении геосистем Верхнего Приангарья мы исходили из следующих положений:

1. КС выступает как иерархическая модель ландшафтной структуры, которая включает естественную дифференциацию природной среда на нескольких геосистемных уровнях. Главные объекты ландшафтных исследований передаются на КС закономерными пространственными сочетаниями фототона, геометрической структуры, текстуры. При этом распознаются не только составляющие геосистемы, но и она сама может быть рассмотрена как часть более крупной геосистемы /Николаев,1981/.

2. Геосистема, по В.Б.Сочаве /1978/, является системой не только пространственно-морфологической, но к функциональной, динамической; она проходит множество состояний, каждому из которых соответствует достаточно определенное сочетание процессов. Иными словами, "о геосистеме как о целостном образовании можно судить только на основе присущих ей временных вариаций" /Крауклис,1966/. Очевидно, что в смене состояний находят выражение разные по времени проявления изменения геосистем, обусловленные, в частности, метеоэнергетическими факторами,сук-цессионно-возрастной динамикой биоты, естественной и связанной с деятельностью человека, и процессом эволюции геосистем, приводящим к изменению инвариантов /Крауклис,1974;1975;1976/. На КС распознаются особенности функционирования ландшафтов, существенно изменяющие оптические свойства изображения КС. Тип

функционирования ландшафтов удовлетворительно выделяется на одиночных снимках, четко передающих ландшафтную структуру территории. Для изучения самого процесса функционирования требуется периодическая съемка. Параметры КС выбирают в зависимости от характера и площадей распространения исследуемых явлений. На современном этапе космические методы дают наибольшую информацию при изучении ритмики, значительную - для прослеживания динамики и ограниченную - для выявления эволюции ландшафтов /Глушко и др.,1987; Виноградов,1976; Смирнов,1975/.

3. Объектом ландшафтного исследования является геосистема как функциональное единство инертных, мобильных и биотически активных элементов природной среды, связанное с физической поверхностью Земли. Своим существованием геосистема обязана всем трем составляющим /Крауклис,1978/. Изучение составляющих геосистемы возможно при использовании характеристик изображения. При дешифрировании КС первостепенную роль играют раститель -ность-ведущий фактор биотической активности и рельеф,который выступает,главным образом,инертной составляющей. Они оказывают непосредственное влияние на формирование изображения КС. О мобильной части геосистем,выступающей преимущественно в виде климата,стока,денудационных и аккумулятивных процессов можно судить,как правило,через систему деципментных признаков.

ГЛАВА II. ГЕОСИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИАЯГАРЬЯ И ИХ ИЗУЧЕННОСТЬ

Анализ литературы показал, что территория Верхнего Прианга-рья достаточно хорошо изучена на региональном и частично на топологическом уровнях. Составлены схемы районирования,отражающие дифференциацию территории от уровня областей до округов, ландшафтная карта с подразделениями геосистем по ряду геохор, описаны закономерности систематизации ландшафтных взаимосвязей на топологическом уровне. Кроме того существует много отраслевых исследований.

Устгщовлено, что регионально-типологический спектр охватывает южносибнрскке, байкадо-джугджурские, среднесибирские и частично - центрально-азиатские и северо-азиатские геосистемы. Четко проявлено ландшафтообразующе« влияние рельефа, сказываю-

щегося, прежде всего, в подгорных местоположениях, а также в формировании высотно-поясных различий. Подгорные эффекты приводят к значительному разнообразию и контрастности природных условий, высотно-поясные различия - к существованию темнох-войной тайги. Рельеф и континентальность климата обусловливают формирование степных ландшафтов■, под влиянием воздушных вторжений развиваются ареалы темнохвойной тайги; сухость климата и горные породы определяют элементы сухой лиственничной тайги. Таким образом, ландшафтная структура территории обусловливает основные локальные особенности природы района, которые возникают в результате пространственной дифференциации крупных целостных геоморфологических и климатических структур.

Типологический спектр региона определяется диапазоном вы-сотно-поясного и равнинного сочетания таежных, подтаежных и лесостепных ландшафтов. Разнообразная гамма других комплексов осложняет территориальную целостность спектра вследствие проявления сопутствующих закономерностей физико-географической дифференциации.

Полученные данные обеспечивают корректность дешифрирования КС, дают возможность идентифицировать отдельные геосистемы и их элементы, не прибегая к специальному наземному обоснованию. С другой стороны, были намечены основные задачи исследований, решаемые в работе.

ГЛАВА Ш. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕДУШ ОБРАБОТКИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ

В работе было использовано визуальное и цифровое дешифрирование КС. При дешифрировании мы исходили из следующих положений.

1. КС фиксирует в конкретном пространстве и времени фото-геническую часть формы объектов, специфичную для конкретного состояния объекта и определенных условий съемки. Комбинация структур космического изображения создает образ явления как целого, по которому возможно установить сущность явления.

2. Место и время съемки определяют наличие или отсутствие интересующих объектов на изображении и форму их существования. Они определяют условия представления данного "оораза"объекта

. вообще и его признаков з частности.

3. Изображение, отвечающее некоторому классу объектов, более часто встречается в определенном пространственном сочетании с другими /контексте/. Контекстуальные признаки - это условные вероятности встречи изображения данного типа объектов в некотором тональном, цветовом или текстурном окружении.

4. Принадлежность объекта к территориальной единице большей размерности определяется посредством дешифрирования тра-ДИЦП01ШЫМИ методами по прямым дешифровочным признакам разномасштабных КС. Мелкомасштабные КС позволяют интерпретировать структуру ландшафта и подразделять территорию по фотографически однородны),: областям снимка. В их пределах можно предполагать одинаковую индикационную значимость прямых признаков изображения.

5. Получение дифференциальных характеристик земной поверхности основывается на избирательности диапазона исходного материала многозональных КС, позволяющих расшифровать региональную специфику природы. Выбор спектральных диапазонов КС при изучении геосистем обусловлен физическими аспектами дистанционного зондирования Земли, в частности, усилением спектральной яркости объектов в определенных зонах электромагнитного спектра.

Изучение геосистем Верхнего Приангарья визуальным способом даю следующие результаты.

I. Основные регионально-типологические черты ландшафтной структуры региона прослеживаются через текстуру КС, снятых сканером МСУ-С в спектральном диапазоне 0.6-0.7 мкм, благодаря усилению отражательной способности рельефа и мезофитной растительности в этом диапазоне. При этом снимки, полученные в переходные периоды отражают более контрастно ландшафтные закономерности территории.

Сравнительный анализ изображений фотоснимков /камера МКФ-6/, выполненных в зонах спектра 660 и 840 нм обеспечивают ландшафтное картографирование территории с показом и типологической характеристикой фациального состава местностей и урочищ. Так на КС через систему прямых дешифровочных признаков четко выражены растительность и инертное начало геосистем. Эти составляющие и

д

были взяты за основу для характеристики ландшафтной дифференциации региона. По КС, снятым в зоне 840 нм выделено три класса урочищ: междуречные урочища, урочища местной эрозионной сети, урочища транзитных речных долин. По характеру геометрического рисунка на этом же снимке междуречные урочища затем подразделялись на слабоденудированные равнинные междуречья, средне- и сильноденудированные холмисто-увалистые и горные междуречья. Дальнейшая дифференциация ландшафтов до ранга урочищ и групп фаций проводилась нами по КС, выполненным в зоне спектра 660 им. Подразделялись урочища одного вида, приуроченные к определенным формам рельефа, а затем были выявлены группы фаций по составу растительности на отдельных элементах рельефа.

Изучение природной среды по КС дало возможность выделить в пределах района исследований 12 ландшафтов и 24 местности/рис. I/, составить ландшафтную карту региона.

2; Составляющие геосистем отчетливо прослеживаются по следующим КС. Характер растительности и геологического строения региона по фотоснимкам масштаба 1:1 млн.,снятых в диапазонах 0.6-0.7 мкм и 0.8-0.9 мкм соответственно из-за дифференцированного контрастирования изучаемых объектов в этих зонах спектра, макродифференциация территории с учетом тектонических структур - на более генерализованных изображениях сканерных снимков /сканер МСУ-С, спектральный диапазон 0.8-1 Л мкм/.Ка-, чественные характеристики почв, климата, характера увлажнения территории возможно получить традиционным методом ландшафтной индикации: характеристику эдафического фактора - по КС в диапазоне 660 нм /камера МКФ-6/ через особенности растительного покрова и местоположения; увлажнения территории - по КС, снятому в зоне спектра 840 нм через особенности гидрографической сети,геологического строения и состав растительного покрова; термическую характеристику местоположений - на КС, снятых в зоне спектра 0.8-0.9 мкм сканером МСУ-Э в переходные периоды /предвесенний, предзимний/ через особенности растительности, определяемые гидротерлическими условиями, и типы местоположений.

5акторально-динамическая характеристика геосистем находит отражение на спектрозональных /СПЗ/ снимках в масштабе 1:200

Границы - ландшафтов, -местностей

А.Унгинско-Окинский подтаежный/с элементами горно-таежных сос-няков/средне-и сильноденудированный холмисто-увалистый светло-хвойный на юрских песчаниках,алевролитах,атэгиллигах ландшафт.

1.0кинская горно-таежная/с элементами подтаекной/сосново-ли-ственничная местность на дерново-подзолистых и серых лесных почвах средне-и сильноденудированньк водоразделов и заболоченных речных долин на юрских алевролитах,аргиллитах,песчаниках.

2.Куйская подтаежная/с элементами горно-таежной/сооновая местность на дерново-лесных и ссрых лесных почвах среднедену-днровашшх водоразделов и заболоченных долин на юрских песчаниках, аргиллитах.

Б.Ангарский долинный степной на кембрийских доломитах,известняках ландшайт.

3.Балаганская степная мелкодерновинно-злакозая местность на обыкновенных и солонцеватых черноземах слабсденудированная на кембрийских известняках,доломитах.

З.Йда-Оскнский лугово-степной на четвертичных отложениях.

4.Ангарская правобережная лугово-степная разнотравно-злаковая местность на выщелоченных и обыкновенных черноземах слабоденудипованная на четвертичных отложениях.

Г.Залари-Вельский лесостепной слабоденудированный сосново-мелколиствешшй остепненный с фрагментами степей на юрских песчаниках,аргиллитах,углях.

5.3ачарпнская подтаежная сосново-мелколиственная остепнен-ная местность на серых лесных почвах слабоденудированная на юрских песчаниках,аргиллитах.

б.Черемховокая подтаежная сосново-мелколиственная с фрагментами степей местность на дерново-карбонатных почвах и выщелоченных черноземах равнинная слабоденудированная на кембрийских доломитах,пзвестняках;юрских песчаниках,аргиллитах, углях.

Д.Иркутско-ЕельскиЛ подтаежшп слабоденудированный' сосновый на юрских песчаниках,аргиллитах,ачевролитах,конгломератах.

7.Еркутско-Усольская подтаежная сосновая местность на дерно-во-подзолистгос и серых лесных, почвах слабоденудишванных равнинных суглинистых водоразделов и переувлажненных речных долин

8.Китойско-Аш'арскач долинная заболоченная местность на лу-гово-болотных и болотных почвах пуиистоберезовая,елово-светло-хвойная и кустарниковая.

9.Кудинская подтаежная сосново-мелколиственная остепненная с фрагментами степей местность на серых лесных почвах слабо-и среднеденудированных водоразделов.

10.Кудинско-Иркутнал долинная лугово-болотная на лугово-бо-лотных почвах.

Е.Предсаянский предгорный горнс-таежный средне-и спльнодену-рованный холмисто-увалистый светлохвойный и заболоченный внутренних дельт на четвертичных отложениях,кембрийских известняках.

П.Еельско-Китэйская дельтовая кустарпичково-осоково-гипно-вая болотная в сочетании с багульниково-ыоховыми сосняками на мерзлотно-болотных и луговых лочвах.

^.Предсаянскач предгорная горно-таежная светлохвойная местность на дернор.о-подзолистых почвах среднеденудированных равнинных суглинистых водоразделов и переувлажненных речных долин

.^.Саянский горный темнохвойно-таежныи и гольцовый на архейских гнейсах,кристаллосланцах.

З.Уда-Осинскпй слабо-и среднеденудированный горно-таежный сосновый с элементами темнсхвойной тайги по вершинам Бодораз-дзлов на кембрийских песчаниках,алевролитах,аргиллитах.

13,Удинская горно-таежная сосново-лиственничная с элементами темнохвойной тайги местность на дерново-карбонатных почвах среднеденудированных плосковершинных водоразделов и переувлажненных речных долин.

М.Осинская горно-таежная сосново-лиственничная на дерново-карбонатных почвах местность слабоденудированных равнинных междуречий.

15.Ида-0синскан горно-таежная сосново-лиственничная на дерново-лесных и дерново-подзолистых почвах с элементами темно-хвойной тайги местность слабоденудированных холмисто-увалистых водоразделов.

15.Идинская горно-таегаая сосновая с примесью лиственницы местность на дерново-подзолистых почвах среднеденудированных холмисто-увалистых водоразделов и переувлажненных речюгх долин

17.Илгинская горно-таежная сосновая с элементами остепнения по солярным склонам местность на дерново-подзолистых почвах слабоденудированных водоразделов.

И.Ида-Кудипский подтаежный слабоденудированный сосновый на кембрийских песчаниках,алевролитах,аргиллитах и четвертичных отложениях.

18.Идинская долинная подтаежная сосновая на серых лесных

почвах.

19.0са-Кудинская подтаежная сосновая на дерново-карбонатных почвах местность слабоденудированных холмистых водоразделов.

К.Ангаро-Илгинский слабо-и среднеденудирозаннпй горно-таежный темнохвойный на кембрийских песчаниках, алевролитах.

Л.Верхнекудинский слабо-и сильнорасчлененный плосковершин-1шй горно-таежный лиственничный на кембрийских песчаниках, алевролитах,аргиллитах.

М.Кудинский долинный подтаешшй сосновый и лесостепной на юрских песчаниках,алевролитах,апгиллитах.

20.Кудинская долинная степная'на черноземных почвах.

21.Куда-!<1уринская долинная подтаежная сосновая с элементами лесостепи на дерново-подзолистых почеэх местность.

Н.Онотский слабо-и среднеденудированпый горно-таежный свет-лохвойный с примесью елово-кедрових лесов по плоским водораздела/. на юрских песчаниках,алевролитах,аргиллитах.

22.Туринская горно-таежная лиственничная местность на дерново-карбонатных выщелоченных почвах с элементами елово-кедровых лесов по плоским переувлажненным вершинам водоразделов и поймам речных долин.

23.Ушаковская горно-таежная лиственничная с пршесью сосны на дерново-карбонатных почвах местность среднеденудированных холмисто-увалистых водоразделов._;__:__

тыс.Отклонения от нормы плакорной фации моделируются на снимке вариациятли основного тона,присущего "центральной"фации.Так фации сублитоморфного ряда моделируются на снимке более светлыми, чем коренная фация, тонами, субгидроморфного ряда, наоборот, более темными.

Итоги цифровой обработки космических снимков показали: I. При изучении закономерностей ландшафтной дифференциации территории цифровое дешифрирование КС позволяет заменить процесс визуального дешифрирования КС, получить более контрастное отображение объектов исследования и повысить достоверность дешифрирования. При оценке экологического состояния природной среды цифровое дешифрирование дает широкие возможности анализа тепловых структур городского землепользования, загрязнения воздушного бассейна, снежного покрова.

При использовании поэлементных операций типа квантования,

изменений яркости и контрастности,выделения зон определенной яркости, геометрической коррекции и пр./Пакеты программ Госцентра "Природа" и МитеСес ,Франция/, реализованных на системах "Периколор-1500 Е" и "Периколор-1000" было установлено:

- изучение закономерностей ландшафтной дифференциации территории возможно вплоть до топологического и низших таксонов регионального уровня по космическим фотоснимкам масштаба 1:1 млн. и сканерным снимкам, полученным системой МСС. Ландшафтные подразделения на снимках дифференцируются по однородности или контрастности физико-географических условий, что отражается на тональности изображения. Близость спектрального отражения ландшафтов индицирует их общегеографические связи в рамках района исследований;

- в плане получения качественной информации об элементах геосистемы цифровая обработка дает широкую возможность изучения данных о функциях каждого фактора геосистемы. Так,последовательный анализ сканерных снимков /система ЫСС/ позболил очень четко, по сравнению с визуальным дешифрированием, провести границу между песчаниками и карбонатными породами кембрия и установить взаимосвязь темнохвойных лесов с песчаниками кембрия, лиственничных - с доломитами, известняками;

- выделение серийных рядов на осноЕе анализа одного изображения ' возможно только при оценке структуры горных территорий

с более четким отображением рельефа на КС. При анализе динамики ландшафтов равнинных территорий необходимо изучение ряда изображений,полученных при различных алгоритмах обработки. Ряды трансформации отображаются на КС наиболее контрастно; оценивается, в основном, • изменение биоты.

ГЛАВА 1У. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ ГЕОСИСТЕМ

Изучение геосистем района исследований,основанное на подробном анализе ландшафтной структуры региона вплоть до фацпаль-ного уровня показало, что характер взаимоотношения между горними и равнинными ландшафтами неоднозначен на территории ксе следований. На правобережье Ангары граница вирааопа довольно отчетливо и обусловлена, на наш взгляд, геологическим строепи-

ем территории - развитием юрских песчаников и кембрийских известняков, доломитов с одной стороны и кембрийских красноцвет-ных песчаников - с другой. Высотная граница 800 м - граница раздела красноцветных песчаников, во многом обусловила развитие горных ландшафтов. На левобережье Ангары отмечается плавный переход горных ландшафтов к равнинным, их мозаика в переходной части. Здесь видна взаимосвязь горных и равнинных ландшафтов. С одной стороны, горные ландшафты накладывают отпечаток на равнинные через климат, рельеф и как следствие - характер растительности, главным образом, ез травяно-кустарниковый ярус. Эти взаимоотношения хорошо прослеживаются в районе Окия-ской горно-таенной /с элементами подтаежной/ светлохвойной местности, Куйской подтаежной /с элементами горно-таежной/ светлохвойной, Предсаянской предгорной горно-таежной местности. С . другой стороны, в переходных зонах в неблагоприятные климатические годы /уменьшение осадков, увеличение теплообзспеченнос-ти/ при антропогенном воздействии происходит унаследование черт равнинных ландшафтов горными. Прежде всего, это касается усиления ксерофитизации, изменения травяно-кустарникового яруса и пр.

В пределах Иркутско-Усольской подтаежной местности слабоде-нудированных суглинистых водоразделов и переувлажненных речных долин отмечается взаимодействие элементов горных и равнинных подтаежных ландшафтов, представленных соответственно елово-ли-ственнично-лушистоберезовыми горно-долинными комплексами и сосняками кустарниковыми злаково-разнотравными равнин и возвышенностей. В местах контакта наблюдалось изменение травяного покрова лесов в сторону повышения видового разнообразия и усиления роли влаголюбивых видов. В пределах Предсаянской предгорной горно-таежной светлохвойной местности в районах, прилегающих к населенным пунктам, имеет место ксерофитизация фаций, особенно по крутым склонам солярных экспозиций. В результате наблюдается разреживание травяного покрова, появление видов, присущих подтайге, угнетение подроста.

Изучение антропогенной структуры ландшафтов показало,что характер современного землепользования обусловлен ландшафтными особенностями территории. В процессе использования земли и дру-

гих форм деятельности человека существенно нарушена ландшафтная структура региона. Больше всего эти изменения сказались на природе Уда-Осинского, Ида-Кудинского, Верхнекудинского, Ангарского долинного, Иркутско-Бельского ландшафтов /рис.2/.

Ангарский долинный степной ландшафт изменяется, в первую очередь, под влиянием земледелия и динамики Братского водохранилища. Ида-Осинский лугово-степной ландшафт испытывает трансформацию в связи с развитием сельского хозяйства. Залари-Бель-ский лесостепной ландшафт характеризуется достаточно широким набором форм землепользования: лесозаготовками, сельскохозяйственной деятельностью, открытой разработкой угля. Иркутско-Бельский подтаежный ландшафт изменяется крупными промышленными центрами и их инфраструктурой. Кудшско-Иркутная долинная местность подвержена комплексному антропогенному воздействию, в котором преобладает промышленное и сельскохозяйственное. Уда-Осинский, Верхнекудинский горно-таежные светлохвойные ланг-дшафты изменены вырубками и гарями.

Большинство фаций в пределах Верхнекудинского ключевого участка подвержены интенсивному антропогенному воздействию. Фации горно-таежных местностей изменены вырубками и гарями, фации долинной и подтаежной местностей подвержены различным формам сельскохозяйственного воздействия. Восстановление ландшафтной структуры в пределах местностей происходит дифференцированно в зависимости от положения фаций.в системе факто-рально-динамических рядов. Наименьшие изменения претерпевают фации плакорных групп горно-таежнпх темнсхЕойных лесов, развитых на осевых частях главного водораздела. Для периферийных хребтов, обращенных к-Кудиьской депрессии, из-за усиления кон-тинентальности климата происходит ухудшение восстановительных функций■темнохвойных лесов. Это явление усугубляется в лито-морфных группах фаций, где отмечается, замена темнохвойных фаций на лиственничные горно-таежные. Вследствие изменения поверхностного и подземного стока из-за вырубок, гарей, уничтожения слоя многолетней мерзлоты на солярных склонах, которая держит основной водный запас территории, отмечается изменение фаций гидроморфного ряда. В пределах долинных комплексов р.Ку-ды и ее притоков при интенсивном хозяйственном воздействии от-

К рис. 2. Природные и антропогенные комплексы: леса -I. Сосновые; 2. С преобладанием березы; 3. Лиственничные с примесью сосны; 4. Темнохвойные; 5. Долинные темнохвойные; 6. Лиственнично-кедрово-еловые. 7. Пойменные болота; 6. Луга; 9. Ерники; 1С. Степи; Районы интенсивного хозяйственного воздействия: II. Пашни; 12. Вырубки; 13. Гари; 14. Районы карьеров и отвалов; 15. Районы интенсивного развития эрозионных процессов; 16. Города.

мечается увеличение площади галофитных лугов, разреживание травяного покрова степных участков.

Изучение структуры экологического фона Иркутска и его окрестностей дало возможность утвервдать, что природные условия г.Иркутска определяются влиянием Восточного Саяна, подгорно-долинным расположением у р.Ангары и преобладающей трансрегиональной циркуляцией атмосферы преимущественно СЗ-ЮВ направления. В основном ландшафтный облик территории определяется сочетанием четырех местностей: Кудинской подтаежной сосново-мел-колиственной остепненной, Предсаянской предгорной горно-таежной светлохвойной среднеденудкровадаых водоразделов, Иркутско-Усольской подтаежной сосновой слабоденудированных водоразделов и Кудинско-Иркутной лугово-болотной. Основная часть города расположена в пределах пойл рек Ангары, Иркута, Ушаковки, что существенно определяет формирование экологической среды города. Застаивание воздушных масс в пойлах рек благодаря антицккло-кальному типу погоды способствует процессам накопления вредных веществ, поступающих с выбросами предприятий в атмосферу и почвы. Дополнительное воздействие оказывают выбросы гг.Ангарск, Усолье, Мелехов. Площади загрязнения городом окружающих ландшафтов на основе анализа изображения сканерного снимка /сканер МСУ-С, диапазон 0.7-0.8 мкм/ составила 3300 кв. юл. Длина темного пятна, вытянутого в северо-зачадном направлении /до ст. Мегет/ около 70 км, ширина - 55 ш /съемка выполнена 26 марта 1990 г./.

Существенный эффект при изучении экологического состояния дало цифровое дешифрирование КС. Были установлены зоны макси-

мального загрязнения города и тепловыо характеристики структур городского землепользования. Районы максимального загрязнения и прогревания совпадают. В пределах города это центральная часть Иркутска, предместье Марата, Иркутск-П, микрорайоны Первомайский, Университетский, Синюшина Гора.

На распространение выбросов промышленных предприятий влияет ландшафтная структура района исследований. Благодаря воздействию холмистого рельефа, препятствующему распространению выбросов, южная часть территории с ландшафтами расчлененных водораздельных равнин с таежной растительностью загрязнена в меньшей степени, чем северная. Местность нерасчлененных водораздельных равнин с подтаежной растительностью подвергается воздействию выбросов при антициклональном типе погоды, кото- , рые распространяются вдоль плоских низких водоразделов на всю территорию местности.

Основные результаты исследования, отражающие теоретическую и практическую значимость работы, заключаются в следующем:

1. Для районов Верхнего Приангарья проведены геосисте.-шые исследования на основе материалов космической съемки, основной задачей которых являлась оценка и реализация возможностей космической информации и сопоставление данных, полученных при дистанционных исследованиях геосистем с уже известными.

•• В процессе работы получены новые данные о ландшафтной структуре региона, характеристики возможностей отражения геосистем и их динамики на КС, дан анализ ландшафтной структуры отдельных регионов на разных уровнях обобщений, составлены ландшафтные карты Верхнего Приангарья /м-б 1:500 ООО/, ключевых участков /1:50 ООО/, карты районирования и использования земель /м-б 1:1 ООО ООО/, изучена структура экологического фона г.Иркутска и его окружения, рассмотрены вопросы антропогенного изменения верховий р.Куда.

2. Основные регионально-типологические черты ландшафтной структуры Верхнего Приангарья хорошо прослеживаются по КС в спектральном диапазоне 0.6-0.7 мкм /сканер МСУ-С/. Сравнительный анализ фотоснчмков, выполненных в зонах спектра 660 и S40 т /камера 1.Ш-6/ обеспечивает ландшафтное картографирование территории с показом и типологической характеристикой фациаль-

ного состава местностей и урочищ.

Факторально-динамическая характеристика геосистем находит отражение на спектрозональных КС /м-б 1:200 ООО/. Отклонения от нормы плакорной фации моделируются на КС вариациями основного тона.

Изучение природной среды по КС дало возможность выделить в пределах района исследований 12 ландшафтов и 24 местности. Дальнейшая дифференциация пространственных ландшафтных группировок отражает классы, группы и виды урочищ» которые сгруппированы по общности фациального состава. Выделено три класса: междуречные урочища, урочища местной эрозионной сети, урочища транзитной речной долины. Каждый из этих классов характеризуется преобладанием фаций одного цикла: междуречные урочища - мезотермального с близкими к фоновой норме показателями теплового режима, местная долинная сеть - гипотермального - с пониженными, по сравнению с фоновой нормой, показателями тепло-обеспеченности, урочища крупной речной долины - гипертермального, со значительно повышенной нормой теплообеспечённости. В группы объединены урочища, сходные по типу пространственного сопряжения /слабоденудированные равнинные междуречья, слабо- и среднеденудированные холмисто-увалистые междуречья и проч./. Дальнейшая дифференциация отражает урочища и группы фаций.

3. Характер современного землепользования района во многом обусловлен природно-ландшаф;тной дифференциацией территории.В процессе использования земли и других форм деятельности человека существенно нарушена ландшафтная структура региона. В пределах Верхнекудинского ключевого участка горно-таеяные фации изменены вырубками и гарями, долинные и подтаежные фации подвержены различным формам сельскохозяйственного воздействия. Восстановление.ландшафтной структуры в пределах названных фаций происходит.дифференцированно в зависимости от положения в системе факторально-динамических рядов. Наименьшие изменения претерпевают фации плакорных групп горно-таекных тем-нохвойных лесов, развитых на осевых частях главного водораздела; наименьшие - фации литоморфного и гидроморфного ряда в пределах периферийных хребтов, обращенных к Кудинской депрес-

сии, и долинных комплексов р.Куда и ее притоков.

4. Природные условия г.Иркутска определяются влияние« Вое-' точного Саяна, подгорно-долиннш расположением у р.Ангары и преобладающей трансрегиональной циркуляцией атмосферы. В основном ландшафтный облик территории и особенности экологического состояния природной среды и города определяются сочетанием четырех местностей. Основная часть города расположена в пределах крупных речных долин, что существенно определяет формирование экологической среды города. Застаивание воздушных масс в поймах рек благодаря антициклональному типу погоды способствует процессам накопления вредных веществ, поступающих с выбросами предприятий и котельных в атмосферу и почвы. При ан-тициклоналыюм типе погоды выбросы распространяются практически по всей территории местности нерасчлененных водораздельных равнин с подтаежной растительностью, расположенной в северной . части района. Благодаря воздействию холмистого рельефа южная часть территории с ландшафтами расчлененных водораздельных равнин с таежной растительностью загрязнена в меньшей степени, чем северная. Площадь загрязнения городом окружающих ландшафтов на основе анализа КС составила 3900 кв. км.

В пределах города наиболее загрязнены центральная часть,в районе сквера им.Кирова, улиц Советских, предместье Марата, Иркутск-П, микрорайоны Первомайский, Университетский,Синюши-на Гора. Зоны повышенного загрязнения и сильного прогрева территории совпадают.

5. Характер взаимоотношения между горными и равнинны«! ландшафтами неоднозначен на территории исследований. На правобережье Ангары граница выражена довольно отчетливо и обусловлена геологическим строением территории - развитием юрских песчаников и кембриских доломитов,известняков с одной стороны и кембрийских красноцвзтных песчаников - с другой. Высотная граница 800 м - граница раздела этих пород во многом обусловила развитие горных ландшафтов. На левобережье Ангары отмечается плавный переход горных ландшафтов к равнинным, их мозаика в переходной части.

Список работ,опубликованных по теме диссертации.

1. Опыт использования аэрокосмической информации при создании схем ландоафтного районирования//Методы аэрокосмического мониторинга природных объектов.Владивосток,1985.-е.14-16.

2. К вопросу о районировании горных территорий на основе материалов космической фотосъемки//Применение современных методов исследований в географии.-Иркутск,1987.-с.1эЗ-154.

3. Геосистемы Верхнего Приангарья на аэрокосмических сним-ках//Вопросы организации региональной географической информации .-Владивосток,1967.-с.56-57.

4.Примененке космической информации в географических иссле-дованиях//Всесоюзная конференция "Методы и средства дистанционного зондирования Земли и обработки космической информации

в интересах народного хозяйства.-Ч.II.-Рязань,1989.-с.102-103 /соавт. Шеховцов А.И./.

5.Использование космической информации при ландшафтном картографировании территории Верхнего Приангарья//Эколого-геогра-

аическое картографирование и оптимизация природопользования в ибири.-Иркутск,1969.-с.185-186.

6. Использование космических снимков для изучения ландшафтов Верхнего Приангарья//Научно-технический прогресс и окружающая среда.-Иркутск,1989. -с.116-117.

7. Использование аэрокосмических материалов в эколого-гео-графических исследованиях Сибири//Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Региональные биосферные и экологические исследования космическими средствами".-Звенигород,23-26 апреля 1990. -М.,1990. - с,32./соавт. Михеев В.С.,Шеховцов А.И.,Медведев Ю.О./.

б.Система и признаки дешифрирования ландшафтной структуры Верхнего^Приангарья//География и природные ресурсы.I.-I99I. -с* X<wG~X33*

9. Экологическая структура природного фона г.Иркутска по материалам космических съемок//Физико-географические аспекты формирования урбанизированных территорий.-Ярославль,1992. -- c.II . /соавт. Михеев B.C./.

10. Ландшафтно-экологическая характеристика территории// Экология городов Сибири.-Вып.I.-Иркутск,1990.-с.35-48.

II* Функциональное зонирование зеленой зоны городов Верхнего Приангарья.Карта.М-б 1:500 000.-I л.-Иркутск,1992. /соавт. Антипов А.Н.,Линевич Н.Л., Лобанова Т.А. и др./.