Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Проблемы дифференциации вещества и организация геосистем

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Проблемы дифференциации вещества и организация геосистем"



АКАДЕМИЯ НАУК СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ .

ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

СЕМЕНОВ Юрий Михайлович

УДК 911.2:550.4

ПРОБЛЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ВЕЩЕСТВА И ОРГАНИЗАЦИЯ. ГЕОСИСТЕМ

II.00.01 - физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

\wV-J-4 ъ зД _МЛА»А Я -4 п ^¿и _

Иркутск - 1990 / I \'У.

Работа выполнена в Институте географии СО АН СССР.

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Н.Л.Беручашвшш

доктор географических наук, профессор Н.С.Касимов

доктор географических наук В.С.Михеев

Ведущее учреждение - Ленинградский государственный университет.

Защита состоится "_"_1990 г. в_час.

на заседании специализированного совета Д-002.60.01 при Институте географии СО АН СССР по адресу: 664033, Иркутск, Уланба-торская, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета.

Автореферат разослан "_"_1990 г.

Ученый секретарь специализированного/^ *

совета кандидат географических наук С. ЧМгТ Л.А.Турушна

ОНДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В условиях усиливащегося воздействия общества на природную среду важное значение приобретают вопросы ее оптимизации и создания систем природопользования на основе разработки стратегии взаимодействия человека со средой его обитания. Местом, где сталкиваются интересы общества и природной среды, является ландшафтная оболочка Земли. Регионализация природопользования, направленная на максимальный учет конкретной природной обстановки, должна опираться на знания о строении, развитии и функционировании объектов использования, в качестве которых выступают подразделения ландшафтной оболочки - геосистемы - природные единства различных уровней, "где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и' как определенная целостность взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом" (Сочава, 1978, с.292).

В настоящей работе рассматриваются результаты изучения роли дифференциации вещественной составляющей геосистем в их организации. Под организацией геосистем понимается их внутренняя упорядоченность (строение) и взаимосвязанное функционирование отдельных морфологических частей и компонентов. Это понятие широко используется как в теоретических системных исследованиях, так и в системном анализе природных объектов. По отношению к природных образованиям оно основывается на признании причинности дифференциации ландшафтной оболочки и предполагает нахождение факторов, обусловливающих ее.

Как известно, вся иерархия геосистем формировалась в процессе исторического развития (Сочава, 1978), поэтому современная ландшафтная оболочка представляет собой полигенетическое геторохронное образование,•и говорить о конкретных ее участках как о самостоятельно сформировавшихся ландшафтных индивидуумах невозможно.

Важнейшую роль в ее формировании сыграла вековая геохимическая миграция, а сама история развития ландшафтов представляет собой непрерывную дифференциацию вещества (Ковда, 1973). Этот терлин - "дифференциация вещества" - объединяет процесс и результат миграции и понимается как распределение и перераспределение вещества.

Дифференциация вещества на путях его миграции приводит к определенной последовательности изменения вещества геосистем, приводя к новым пространственным сочетаниям его показателей. Поэтому дифференциация ландшафтной оболочки Земли, интеграция ее отдельных частей и их совместное функционирование так или иначе отражаются в дифференциации их вещественной составлящей.

Использование же показателей вещества дои объективизации классификаций, познания механизмов интеграции и выявления тенденций' развития природных образований к настоящему времени не получило еще достаточного распространения, хотя и признается многими исследователями как имеющее несомненные перспективы.

Лаццшафтоведение и геохимия ландшафтов пока не могут объяснить с достаточной степенью достоверности, какова связь между организацией геосистем и их вещественными показателями, что требует в первую очередь познания закономерностей дифференциации вещества, отражающих различные стороны ландшафтной организации.

В этой основной проблеме, на разрешение которой были направлены исследования, выделяется ряд других, подчиненных ей:

1) нахождение зависимостей медцу распределением вещества и дифференциацией ландшафтной оболочки (ландшафтно-геохимический анализ);

2) определение вещественных показателей интеграции геосистем (ландшафтно-геохимический синтез);

3) выяснение роли движения и трансформации вещества в динамике и эволюции геосистем (ландшафтно-геохимический диагноз);

4) выявление изменений поведения вещества при усилении техногенного воздействия на природную среду и их временная экстраполяция (ландшафтно-геохимический прогноз);

5) картографирование и оценка геосистем с использованием показателей вещества для выработки лавдшафтно-геохимических подходов к их оптимизации на основе взаимодействия природных и техногенных потоков (ландшафтно-геохимическая оценка).

Масштабность и сложность проблем не позволяют, естественно, разрешить их в одной работе, поэтому исследования были направлены на теоретические и методические аспекты выявления взаимосвязей характеристик вещества и организации природных образований .

Основной полью -работы является разработка и обоснование но-

вого научного подхода к познанию организации геосистем для оценки их как объектов природопользования.

В соответствии с целью работы в задачи исследований входило:

- изучение распределения запасов вещества в элементарных ландшафтно-геохимических бассейнах, иерархических подразделениях геохор и геомеров топологического и регионального уровней;

- разработка методов классификации геосистем с использованием показателей дифференциации вещества;

- изучение режимов ландшафтно-геохимических показателей в компонентах условно естественных геосистем и их трансформации под воздействием антропогенных факторов;

- определение тенденций развития геосистем и диагностика их динамических состояний;

- разработка методики ландшафтно-геохимического прогнозирования с использованием экспериментального моделирования взаимодействия природных и техногенных потоков вещества;

- ландшафтное и ландшафтно-геохимическов картографирование для оценки природно-ресурсного потенциала геосистем в целях выбора путей оптимизации природопользования.

Исходя из цели и задач работы, принципиальная логическая схема ландшафтно-геохимического изучения организации геосистем в целях оптимизации природопользования представляется следующей (рис.1).

Научц^я новизна. На основании многолетних исследований (1971— 1989 гг.) в геосистемах топологической и региональной размерностей оценена дифференциация вещества, показана ее роль в организации геосистем. Сформулированы принципы ландшафтно-геохимического анализа, синтеза, диагноза, прогноза и оценки; показана принципиальная возможность их применения и рассмотрена практическая реализация на примере степных и лесостепных геосистем.

Определены запасы вещества, выявлены их амплитуды для каждого иерархического ранга, установлены различия внутри таксонов геоыеров топологического уровня. Показана роль радиальной дифференциации вещества в типизации геомеров и латеральной дифференциации в интеграции геохор. Рассмотрены изменения вещества геосистем в процессе их динамики, эволюции и антропогенной трансформации. Оценены с лавдшафтно-геохимических позиций пути использования изученных геосистем.

Рис.1. Логическая схема изучения геосистем в целях их оптимизации.

Разработаны метода типизации геомеров, интеграции геохор и диагностики динамического состояния геосистем, сопряженного ландшафтного картографирования с одновременным отображением геомеров и геохор, оценки природно-ресурсного потенциала в целях оптимизации природопользования на основе изучения дифференциации вещества.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования результатов исследований дифференциации вещества и организации природных образований юго-восточного Забайкалья и территории формирования Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЗК) при разработке экологического обоснования региональных систем рационального природопользования. Материалы автора использованы в научных записках и отчетах Института географии СО АН СССР и Научного совета СО АН СССР по проблемам окружающей среды, направленных в плановые, проектные и научно-исследовательские учреждения, советские и партийные органы. Они используются при разработке проектов районных планировок, комплексов мероприятий по оптимизации использования природных ресурсов и охране среды обитания, минимизации негативного воздействия создаваемых объектов КАТЭКа и нормированию антропогенных нагрузок на геосистемы. Почвенная, ландшафтная,

ландшафтно-геохимическая, ландшафтно-оценочные карты, схеш почвенного и физико-географического районирования включены в серии карт для планирования и охраны окружащей среды КАТЭКа.

Объекты и методы. В диссертационную работу вошли результаты исследований автора, проведенных по плановым темам в лаборатории географии почв и геохимии ландшафтов Института географии СО АН СССР. Объектами изучения служили"степные геосистемы юго-восточного Забайкалья и лесостепные геосистемы территории формирования КАТЭКа в центральных районах Средней Сибири."

Дифференциация вещества геосистем изучалась в полевых и лабораторных условиях с использованием методов физической географии, геохимии ландшафтов, картографии и смежных отраслей знания. Основополагающими моментами при этом служили идеи учения о геосистемах (Сочава, 1978) и геохимии ландшафтов (Полы-нов, 1956; Глазовская, 1964; Перелылан, 1975). Определение количеств вещества в компонентах геосистем проводилось в соответствии со стандартными методиками.

Диссертационная работа основана на результатах собственных исследований автора и интерпретации материалов, полученных под его руководством.

Апробация и публикация результатов исследований. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях лаборатории географии почв и геохимии ландшафтов, собраниях и полевых симпозиумах Канско-Ачинской экспедиции Института географии СО АН СССР, совещании "Топологические аспекты изучения поведения вещества в геосистемах" (Иркутск, 1973), научной конференции по тематическому картографированию (Иркутск, 1977), У1, УП и УШ совещаниях географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 1978, 1982; Владивосток, 1986), 17 Всесоюзном совещании по прикладной географии (Иркутск, 1§79), 17 и У! Всесоюзных совещаниях по структуре почвенного покрова (Кишинев, 1980; Минск, 1986), заседании, посвященном 75-летию со дня рождения академика В.Б.Сочавы (Ленинград, 1981), I и .П Всесоюзных совещаниях по микроморфологии почв (Харьков, 1981; Тарту, 1983), Всесоюзном научном симпозиуме "Метода исследования антропогенных ландшафтов" (Воронеж, 1982), научно-технической конференции "Картографичес-

кое обеспечение региональных народнохозяйственных программ" (Иркутск, 1983), Всесоюзной научной конференции "Почвы речных долин и дельт, их рациональное использование и охрана" (Москва, 1984), I Всесоюзном совещании "Геохимия техногенеза" (Иркутск, 1985), Всесоюзной конференции по развитию производительных сил Сибири (Барнаул, 1985), научных чтениях памяти В.Б.Со-чавы (Иркутск, 1985), конференции "Природно-ресурсный потенциал Восточной Сибири и проблемы формирования аграрных и промышленных комплексов" (Иркутск, 1986), Всесоюзном совещании "Прогноз природоохранных проблем" (Москва, 1987); УШ Всесоюзной межвузовской конференции по природному и сельскохозяйственному районированию СССР (Москва, 1987), УШ Всесоюзной конференции по мелиоративной географии (Таллинн, 1988), научном совещании по стационарным исследованиям геосистем (Иркутск, 1988), Международном научном симпозиуме по теме СЭВ Ш.2 "Экологические основы управления и планирования ландшафта" (Бад Сааров, ГДР, 1989), конференции "Научно-технический прогресс и окружащая среда" (Иркутск, 1989).

По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе 2 монографии в соавторстве и разделы в 2 коллективных монографиях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 355 страницах, включая 46 таблиц, 21 рисунок, подписи к ним и список использованной литературы из 453 наименований.

Перечисленные выше результаты исследований явились основой для формулирования основных положений, представляемых в качестве предмета защиты.

1. Дифференциация геосистем определяется радиальной дифференциацией вещества: каждому иерархическому уровню геомаров соответствуют определенные амплитуды запасов вещества в почвах и фитомассе, возрастающие от низших таксонов к высшим, а внутри таксонов геомеры различаются по абсолютным количествам тех или иных химических элементов и их радиальной дифференциации.

2. Интеграция геохор обусловливается литеральной дифференциацией вещеотва: каждый ранг геохор топологической размерности имеет определенные пределы колебаний абсолютных количеств вещества в компонентах подчиненных геомеров; всем рангам геохор соответствуют конкретные ранги геомеров с определенными запасами вещества.

3. Развитие геосистем определяется миграцией вещества и сопровождается изменением его количеств и состава: динамика отражается в масштабах миграции подвижных соединений, а эволюция приводит к коренной трансформации состава вещества.

4. Ландоафтно-гаохимический прогноз должен основываться на познании эволюции геосистем, диагностике их современных состояний и временной экстраполяции тенденций развития с учетом возрастающего влияния антропогенного фактора путем изучения взаимодействия природных и техногенных потоков вещества в стационарных условиях с использованием экспериментального моделирования процессов.

5. Основным инструментом и документом оценки геосистем как единого природного ресурса в целях оптимизации природопользования является серия природных тематических карт и схем районирования, отражающих дифференциацию, интеграцию и динамику природной среды.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ландшафтно-геохимический анализ и синтез в классификации геосистем

Классификационная проблема в ландшафтоведении до сих пор во многом остается неразрешенной, причиной чего являются относительная молодость этой отрасли географии и связанное с ней разнообразие научных школ и направлений, являющиеся объективным следствием роста и становления научной дисциплины. Не вдаваясь в детали вопроса, следует отметить, что единой, используемой всеми или хотя бы многими ландшафтоведами, классификации природных образований, известных под названием "ландшафты", "геокомплексы", "природные территориальные комплексы", "природные комплексы", "геосистемы" и т.п., до сих пор не создано. Более того, разные исследователи вкладывают различный смысл в объем и понятие того или иного термина, что, естественно, ведет и к различиям в принципах и методах классификации объектов.

В настоящей работе, как указывалось выше, в качестве объектов исследования выступают геосистемы в трактовке основоположника учения о геосистемах В.Б.Сочавы (1963, 1978). Вопросы нх типизации и интеграции рассматриваются в связи с дифференциацией вещества, слагающего эти природные образования и мигриру-

вдего между ниш и внутри них.

Геосистемный подход к изучению дифференциации вещества предполагает взаимосвязь и взаимообусловленность миграции вещества в сопряженных топогеосистемах. Однако в условиях низкогорного и среднегорного рельефа, преобладающего на изученных территориях, существует определенная разобщенность элементов геохор в ланддгафтно-геохимическом плане, когда участки одной и той же то-погеосистемы (даже низших рангов) оказываются по разные стороны водоразделов, непроходимых для водных, большинства воздушных и механических мигрантов. Поэтому для обобщения результатов исследования дифференциации вещества были выделены элементарные стоковые ландшафтно-геохимические бассейны ОБ) (Семенов, 1977).

В пределах каждого ЭБ наиболее сложная система дифференциации вещества наблюдается в геосистемах, находящихся на стыке разнонаправленных потоков вещества. Примером могут служить трансэлювиально-аккумулятивные микрогеохоры долины р.Шарасун (Онон-Аргунская степь), где формирование геосистем идет как при участии вещества, движущегося по склонам, так и принесенного речными водами. Наоборот, в геохорах пологих склонов, где движение вещества осуществляется латеральными фронтальными потоками, неоднородность ландшафтной структуры практически не выражена.

Общее направление дифференциации вещества в бассейне р.Шарасун, представляющем бассейн более высокого порядка по отношению к элементарным, - от верховий из элювиальных ЭБ через транзитные до аккумулятивных. Элювиально-аккумулятивные ЭБ, не имеющие выходящих потоков, остаются в стороне от общей системы движения вещества в низкогорных степях.

Изучение поведения вещества в геосистемах, направленное на познание механизмов их дифференциации и интеграции, проводи- . лось поэтапно, для различных уровней ландшафтной организации. Одновременно рассматривалась дифференциация вещества и в объектах ландшафтно-геохимического анализа (геомерах) и в объектах ландшафтно-геохимического синтеза (геохорах).

Установлено определенное соответствие геомеров и геохор топологического и регионального порядка по запасам вещестза. Оно во многом объясняется взаимоотношением геосистем обоих класси-

фикационных рядов. Например, элементарная геохора часто представляет собой мозаику элементарных геомзров, относящихся к одной факции, а микрогеохора - элементарных геомеров, относящихся к одному типу фаций, и т.д. По значениям показателей дифференциации вещества фация примерно соответствует элементарной геохоре, тип (подтип) фаций - микрогеохоре, группа фаций - мезогеохора, класс фаций - топогеохоре, геом - макрогеохоре.

Взаимосвязь двух классификационных рядов геосистем, конечно, не абсолютна, однако количественные показатели дифференциации вещества удобнее рассматривать именно в сопряженных уровнях геосистем: элементарный геомер - элементарная геохора, фация - мик-рогеохора, тип (подтип) фаций - мезогеохора, группа .фаций - то-погеохора, геом - провинция.

Многолетние исследования показали, что дифференциация и интеграция геосистем связаны с различными процесса™ распределения и движения вещества.

Все разнообразие ландшафтной структуры сформировалось, как указывалось вше, в результате слоянейшей истории дифференциации вещества. При этом современная дифференциация геосистем определяется радиальным распределением вещества. Поэтому иерархическая классификация геомеров долина строиться на основе ланд-шафтно-геохимического анализа геосистем через учет абсолютных количеств вещества в их компонентах. Как установлено в результате проведенных исследований, каздсму иерархическому уровню геомеров соответствуют определенные амплитуды колебаний запасов вещества в почвах и фитомассе, возрастающие при переходе от низших таксонов к' высшм.

Увеличение амплитуд запасов вещества по мере генерализации геомеров от элементарного геомера до геома в Онон-Аргунской степи показано в табл.1.

Показатели запасов вещества для фаций и элементарных геомеров, являющихся их индивидуумами, одинаковы. Затем они возрастают в разной степени для того или иного вещества. Верхним пределом иерархии геомеров, для которого возможно выделение по показателям абсолютных количеств вещества, является группа фаций. Внутри таксонов геомеры различаются по абсолютным количествам тех или иных элементов и их радиальной дифференциации, что общеизвестно и на чем строятся многие почвенные и ландаафтно-гео-

химические классификации. Аналогичная картина наблюдается и в геосистемах Назаровской котловины.

Таблица I

Максимальные амплитуды запасов вещества в метровом слое почв для рангов геомеров топологического и регионального

уровней, т/га

Ранг геомеров Органо-минеральная масса Органический углерод 06Е1ИЙ азот Карбонаты Водно-растворимые соли

Элементарный геомер 200 5 0,7 200 15

Фация 200 5 0,7 200 15

Подтип фаций 3000 50 9,2 1000 ПО

Тип фаций 8000 100 11,2 1000 300

Группа фаций 11000 190 15,2 1000 300

Класс фаций II000 190 15,2 1000 300

Геом II000 190 15,2 1000 300

Примечание. Подчеркнуты предельные нижние и верхние значения амплитуд запасов вещества, по которым возможно выделение рангов геомеров по тому или иному показателю.

Сочетания геомеров в пространстве образуют в совокупности единицы другого ряда - геохоры. В природе имеет место пространственная интеграция элементарных геохор в микрогеохоры, мезо-геохорн, топогеохоры и т.д., в совокупности образующие геосферу. Эта интеграция обусловливается литеральной дифференциацией вещества. Каждый ранг геохор топологической размерности имеет определенные пределы колебаний абсолютных количеств вещества в компонентах геомеров, ареалы распространения которых ограничиваются рамками данных геохор. Всем рангам геохор топологическог.о порядка соответствуют конкретные ранги геомеров с определенными запасами вещества. В табл.2 приведены пределы абсолютных количеств вещества в метровом слое почв рангов геохор топологического порядка, рассчитанные для элементарных геомеров, их слагающих, и средние амплитуды запасов в подчиненных геохорах, полученные также при исследованиях в юго-восточном Забайкалье.

Геохоры в отличие от геомеров строго не ранжируются по абсолютным количествам вещества, хотя и здесь с возрастанием иерар-

Таблица 2

Пределы запасов вещества в метровом слое почв для рангов геохор в элементарных геомерах и средние амплитуды запасов в подчиненных геохорах, т/га

Ранг Подчиненные Органо- Органи-Общий Карбо- Водно-

геохор геосистемы глине- ческий азот на ты раство-

раль- угле- римые

ная род соли

масса _

Микро-геохоры

Мезо-геохоры Топо-геохоры Макро-геохоры

Элементарные геомеры

Элементарные геохоры

Элементарные геомеры

1)1икрогеохоры

Элементарные геомеры

Мезогеохоры

Элементарные геомеры

Топогеохоры

11000 50 5,2 1000 250

133 3 1,0 350 15

11000 50 5,2 1000 300

4625 24 3,4 500 88

11000 190 15,2 1000 300

6071 . 100 8,8 719 115

II000 190 15,2 1000 300

3091 НО 9,5 705 86

хического уровня запасы вещества увеличиваются до ранга топогеохоры. По-видимому, топогеохоры являются наиболее крупным таксоном геосистем хорологического ряда, выделение которых может основываться на интеграции геохор низшего порядка. Поэтому поэтапная интеграция геохор на основе ландшафтно-геохимического синтеза с учетом абсолютных количеств вещества возможна только на топологическом уровне. Выделение геохор регионального уровня должно проводиться членением единиц более высокого порядка, но также с учетом дифференциации вещества.

Ландшафтно-геохимическая диагностика динамики и эволюции геосистем

В последние года внимание географюв обращено на развитие геосистем, что объясняется важностью познания его закономерностей для построения прогнозов. Развитие, как известно, включает

в себя эволюцию, то есть смсну инварианта геосистемы, и динами-

ку, которая выражается в смене состояний в рамках одного инварианта (Сочава, 1974, 1978; Сочава, Крауклис, Снытко, 1974; Исаченко, 1979). Каждое состояние геосистемы может выявиться только в определенном временном интервале, так как в него входят изменчивые по годам циклы колебаний характеристик вещества. Поэтому автор настоящей работы, говоря о состояниях геосистем, имеет в виду не всякие изменения параметров их компонентов, а только те совокупности свойств, которые сохраняются в течение продолжительного времени, и присоединяется к мнению Н.Л.Беручашвили (1982), определившему состояние как соотношение параметров строения и функционирования в определенный промежуток времени.

При этом предполагается, что каждому изменению состоянии геосистем отвечает определенное изменение их геохимических параметров. Основными моментами в изучении временно'й организации геосистем через исследование дифференциации вещества являются установление цикличности изменения ландшафтно-геохими-ческих показателей или отсутствия таковой и определение тенденций развития природных образований на базе диагностики их состояний. Все изменения характеристик вещества, приводящие к изменению структуры геосистем без изменения их инварианта (в основном, это миграция подвижных соединений), рассматриваются как показатели динамики геосистем, а изменения самих инвариантов (трансформация профильного строения почв или их валового состава) - как показатели эволюции геосистем. Важнейшей задачей при этом является диагностика сагах состояний геосистем.

Изучение радиальной миграции вещества геосистем Онон-Ар-гунской степи с помощью наблюдений за режимами содержаний водно-растворимых соединений, прямого учета мигрирующего вещества методом лизиметрических хроматографических колонок и • микроморфологических исследований процессов почвообразования позволило разграничить элементарные геомеры по их динамическому состоянию. Диагностика динамического состояния по вышеназванным показателям позволяет четко дифференцировать коренные, мнимокоренные и серийные геосистемы.

Для коренных геомеров характерны стабильный режим и относительно невысокая интенсивность радиальной миграции вещества, отсутствие в микростроении почв признаков почвообразую-

щих процессов, противоположных или сопутствующих основному. Хотя интенсивность миграции вещества в коренных геосистемах невелика по сравнению с другими геомерами, близкими по свойствам и месту в классификации, ее абсолютные размеры иногда могут быть довольно значительными.

Серийные геомеры отличаются резко выраженной нестабильностью миграции'вещества и ее значительными масштабами. В микроморфологии почв хорошо диагностируются признаки одного или нескольких сопутствующих или противоположно направленных почвообразу-ющих процессов.

Процессы в мнимокоренных элементарных геомерах характеризуются показателями, промежуточны!® между таковыми коренных и серийных геосистем: миграция вещества относительно стабильна, в то же время в микростроении почв обычно четко отражены признаки нескольких почвообразунцих процессов.

Ландшафтно-геохимический подход к реконструкции эволюции геосистем базировался на соответствии тех или иных ландшафтно-геохимяческих обстановок определенным условиям их существования (Перелилан, 1975). Он позволяет производить абсолютную датировку обстановок, но их последовательность диагностируется довольно четко. Большую роль в изучении эволюции геосистем играет анализ геохимических циклов миграции вещества.

Стационарное изучение дифференциации вещества дает возможность сопоставить современные циклы миграции с более длительными, которые рассматриваются как фоновые. Использование метода балансов помогает понять направленность эволюции геосистем через показатели миграции вещества.

Определение балансов вполне возможно через использование результатов режимных наблюдений за ходом природных процессов. Наряду с полными балансами при этом имеют право на существование и частные балансы (Снытко, Семенов, 1987). Например, можно предположить, что разность показателей двух сроков наблюдений рте представляет собой сальдо баланса. Такие сальдо рассчитываются для разных промежутков времени.

Примером балансов подобного типа является баланс радиальной миграции.подвинных соединений в аллювиальном всолонцовои горизонте лугово-каштановой солонцеватой солончаковой почвы трансэлговиальпо^аккумулятивнок вострецовой фации, рассчитанный для временного отрезка с июня 1374 по июнь 1975 гг.

(табл.3). Как видно, в горизонте идет аккумуляция железа, магния и натрия, интенсивно выносятся органическое вещество и кальций. Это позволяет утверждать, что в горизонте наблвдается устойчивое рассоление и интенсивное осолонцевание, что подтверждается и балансом, рассчитанным на основе наблюдений за солевым режимом (табл.4), а также микроморфологическими исследованиями .

Геосистемы спонтанного развития и антропогенно измененные в разной степени реагируют на внешнее воздействие, поскольку первые развиваются под влиянием главным образом природных факторов, а вторые - под влиянием как естественных, так и антропогенных. В связи с высокой степенью освоенности Назаровской котловины детальные ландшафтыо-геахимические исследования на территории западного участка КАТЭКа проводились в геосистемах-дублях, находящихся соответственно в условно естественном (коренном, мнимокоренном или серийном) и антропогенно измененном (кратковременно-, длительно- или устойчиво длительно-производном) состояниях.

Наблюдения за режимами содержаний водно-растворимых веществ подтвердили полученные ранее выводы о том, что в серийных фациях диапазоны колебаний и средние значения данных показателей значительно превышают таковые в коренных и мшшокорен-ных. Коэффициенты динамичности параметров водной вытяжки (табл.5), показывающие отношение максимального значения показателя к минимальному, для почв серийных фаций значительно выше по большинству ингредиентов.

Использование почв в земледелии (фации ПДУ,Ж) и лесном хозяйстве (фация УШ) привело к сужению диапазонов колебаний содержания водно-растворимых веществ по сравнению с их спонтанно развивающимися аналогами. При этом наблвдается определенное изменение микроотроения почв. Так, для пахотных почв • фаций П и 1У характерно снижение порядка агрегатов в пахотном горизонте, возрастание их плотности, нарушение стабильности порового пространства, заполнение пор микроагрегатами и тонкодисперсными продуктам разрушенных агрегатов, снижение доли темного мулля в составе органического вещества. В подпахотном горизонте происходит замена губчатого сложения глыбистым, слитым. Таким образом, умеренное антропогенное воздействие (распашка почв, залесение территории) приводит к снижению

Таблица 3

Годовой баланс вертикальной миграции химических элементов в горизонте В1 лугово-каштановой солонцеватой солончаковой почвы транс элювиально-аккутлулнтивн ой вострецовой фации (над чертой -гАс, под чертой - % от общих запасов

Общие Элемент запа-

Составляющие баланса

Углерод (орг.)

Железо

Кальций Магний

Натрий

сы Приход Расход Сальдо

из А1 из В2 всего в А1 в В2 всего

964 2.9 1.3 4.2 2.6 4Т5 7,1 -2,9

100 0,30 0,14 0,44 0,27 0,47 0,74 -0,30

1742 1.1 0,2 1,3 0,4 0.2 0,6 +0,7

100 0,06 0,01 0,07 0,02 0,01 0,03 +0,04

1828 2.6 2.5 5,1 3.1 3.1 6,2

100 0,14 0,14 0,28 0,17 0,17 0,34 -0,06

880 1.9 1.5 3.4 _1,3 1,5 2.8 +0.6

100 0,21 0,17 0,38 0,14 0,17 0,31 +0,07

2588 3.0 5.0 8.0 2,1 4.2 6,3 +1,7

100 0,12 0,19 0,31 0,08 0,16 0,24 +0,07

Таблица 4

Динамика запасов водно-растворимого вещества в горизонте В1,

г/м2

Сроки наблюдений

Вещество 1Хд973 у.1974 х.1974 У. 1975

Сальдо баланса

IX.1973- У.1974-Х.1974 У.1975

Сумма солей (сухой остаток) 907,4 282,9 617,6 243,4 -289,8 +10,4

Углевод (орг.) 36,2 12,1 39,7 10,4 +3,5 -1,7

Кальций 17,2 5,2 17,2 5,1 0 -0,1

Магний 6,9 5,2 8,6 5,2 +1,7 0

Натрий 290,0 60,4 222,5 70,7 -67,5 +1С.З

Таблица 5

Коэффициенты динамичности параметров водной вытяжки из почв геосистем Назаровской котловины

Фация Слой,см н2о Сорг.. п МИН. Са м*

-1-. Элювиальная березовая высокотравная с темно- 0-20 2,4 7,6 4,6 2.8 4,0

серой лесной почвой (мнимокоренная) 0-50 2,5 6,0 4,6 2,8 3,6

п. Антропогенная длительно-производная модификация 0-20 2,8 2,5 8,4 2,2 2,7

фации I - пашня 0-50 2,0 2,5 7,3 1,9 3,2

п. Элювиальная осоково-злаково-разнотравная с черно- 0-20 2,1 2,8 3,4 ЗД 5,4

земом обыкновенным (мнимокоренная) 0-50 1,8 4,2 2,1 1,8 2,1

1У. Ан тропогенная кра тковременно-проиэводная 0-20 2,3 7,5 3,9 3,1 3,6

модификация фации Ш - залежь 0-50 2,1 6,9 3,7 3,1 3,7

У. Трансэлювиально-аккумулятивная разнотравно-луго- 0-20 2,4 2,3 16,2 3,0 4,6

вая с лутово-черноземной почвой (серийная) 0-50 2,5 2,2 12,5 1,7 3,9

п. Трансаккумулятивная высокоразнотравно-осоковая 0-20 2,0 5,5 5,6 4,0 2,7

с лугово-болотной почвой (серийная) 0-50 2,1 5,2 6,3 4,6 4,3

га. Элювиальная злаково-разнотравная с черноземом 0-20 2Д 2,9 4,8 1,8 1,7

выщелоченным (мнимокоренная) 0-50 . 1,7 1,9 3,2 1,7 2,8

ж. Антропогенная устойчиво длительно-производная 0-20 1,9 7,2 7,0 1,5 2,0

модификация фации УП - сосновые лесонасаждения 0-50 1,6 4,7 4,9 ■1,5 2,6

хд. Трансэлювиалъная сосновб-березовая папоротниковая 0-20 4,6 9,3 4,9 1,9 2,7

коротконсксково-вейниковая со светло-серой лесной 0-50 4,0 5,8 4,0 1,6 2,1

почвой (мнимокоренная)

хш. Антропогенная кратковременно-производная модифи- 0-20 1,9 4,6 2,6 2,1 1,8

кация фации Ж1 - пашня 0-50 1,7 3,7 2,3 2,2 2,0

динамичности ландшафтно-геохишческих процессов в антропогенных ■модификациях геосистем и нарушению их стабильности по сравнению с природными аналогами.

Интенсивное техногенное воздействие на геосистемы и их антропогенные модификации, которое проявляется в увеличении масштабов аврального поступления ряда элементов, наоборот, вызывает расширение диапазона колебаний изучаемых параметров. При этом антропогенные модификации геосистем имеют более низкие запасы влаги, органического и минерального углерода и более узкие диапазоны их изменений за исследованный период. Что касается водно-растворимых форм кальция и магния, то их запасы близки к таковым в естественных геосистемах, а размах колебания запасов магния даже больше, что связано с его активным техногенным поступлением на не закрытую естественным растительным покровсм поверхность почв.

Сравнительное изучение микроморфологии почв естественных геосистем фоновых территорий и их антропогенных аналогов в зоне воздействия ГРЭС показало, что последние имеют на поверкности периодически возникающую слабо уплотненную карбонатную корку, образовавшуюся при взаимодействии золы с кислыми продуктами разложения растительного опада. Дерновый горизонт пропитан стекловидной карбонатной плазмой, слитизирован и уплотнен в верхней'части, растительные остатки инкрустированы карбонатной плазмой. Выщелачивание карбонатов из дернового горизонта приводит к образованию в перегнойно-аккумулятивном горизонте гумусо-во-карбонатных ооидов, способствует возрастанию масштабов радиальной миграции плазмы, вызывая осветление окраски горизонта. Иллювиальный горизонт светло-серых лесных почв по сравнению с аналогичным горизонтом почв фоновых территорий обогащен гуму-сово-карбонатной плазмой, карбонаты присутствуют в составе кутан иллювиирования. Подобные образования появляются и в переходном горизонте дерновых лесных почв зоны воздействия выбросов ГРЭС.

Ландшафтно-геохимнческий прогноз

В настоящее время географический прогноз приобретает все большее значение в различного рода предплановых и предпроект-ных обоснованиях необходимости тех или иных природоохранных мероприятий, выработки критериев экологических ограничений освоения геосистем. В.Б.Сочава опредолмл географический прогноз

как разработку "представлений о природных географических системах будущего, а именно об изменениях, могущих возникнуть в процессе спонтанного развития, но чаще всего вследствие деятельности человека по освоению местности, разработке природных ресурсов и в связи с другими его воздействиями на окружающую среду" (1978, с.292). Значительная часть географов считает, что прогноз - это научно обоснованное предвидение тенденций в изменении природной среды и производственно-территориальных систем (Звонкова, 1987).

Ландшафтное прогнозирование является продолжением теории динамики и развития геосистем (Исаченко, 1980). Ландшафтно-ге-охимический прогноз - составная часть ландшафтного прогноза, поэтому логическим продолжением ландшафтно-геохимического диагноза при изучении организации геосистем служит ландшафтыо-геохимический прогноз.

В то же время он является и частью геохимического прогноза. В связи с этим предметом ландшафтно-геохимического прогноза (как части геохимического) является изменение поведения вещества, а объектом (как части ландшафтного прогноза) - геосистемы .

Современный уровень знаний о природных процессах, неоднозначность планов экономического развития и невозможность предсказания прогресса в технологиях обусловливают неоднозначность любого географического прогноза, приводящую к его многовариантности (Буфал, Волкова, Воробьев и др., 1982).

Ландшафтно-геохимический прогноз, обращаясь к устойчивости геосистем, напрямую смыкается с проблемой нормирования антропогенных нагрузок на геосистемы, что наряду с детальным изучением естественного развития геосистем требует использования специальных методов исследований, объединяемых понятием "географический эксперимент". По-видимому, этот термин предпочтительнее связывать с таким исследованием процессов в геосистемах, когда экспериментатор мажет по своему усмотрению задавать одни из параметров. Сам процесс получения данных в полевых и лабораторных условиях с принудительны:.! изменением характера и степени воздействия одного из факторов называется экспериментальным моделированием (1.1аыитко, Семенов, Буряков, 1983; Семенов, маыитко, 1533; Семенов, Иапрасникова

и др., 1987; Снытко, Семенов, Мартынов, 1989).

Для выявления характера и степени изменения вещества геосистем западного участка КАТЭКа под воздействием техногенного фактора, определения норм допустимых нагрузок и обоснования экологических ограничений были проведены эксперименты с внесением на поверхность почв наиболее распространенных лесостепных геосистем различных загрязнителей: угольной пыли, пыли вскрышных пород и золы ГРЭС. В соответствии с объектами и методами экспериментального моделирования исследования подразделялись на полевой стационарный, лабораторный, базовый стационарный и активный полевой эксперименты.

Применение полевого стационарного эксперимента позволило установить характер воздействия пыли вскрышных пород, угля и золы ГРЭС на запасы водно-растворимых форм элементов, содержание обменных оснований и масштабы выноса подвижных соединений в почвах зоны влияния выбросов объектов КАТЭКа.

На основании лабораторного эксперимента выявлен общий ход процесса взаимодействия техногенного вещества с органо-минераль-ной массой и поглощающим комплексом почв.

Загрязнение в ходе базового стационарного эксперимента геосистем золой ГРЭС в количествах до 3200 г/м2 не привело к значительному изменению общей ландшафтно-геохимической обстановки и обнаружило неоднозначность влияния загрязнителя: вместе с рядом негативных последствий (иссушение профиля почв при дефиците влаги, снижение количества гумуса, подщелачивание среды, затягивание сроков вегатации) нвблвдается определенный положительный эффект (увеличение содержания азота и поглощенных оснований, запасов подземной фитомассы).

В результате активного полевого эксперимента выявлены механизмы трансформации летучей золы ГРЭС в модельных агроцено-зах, установлены допустимый, критический и недопустимый уровни техногенной нагрузки, определены количественные показатели изменения вещества компонентов геосистем при длительном воздействии загрязнителя.

Допустимым уровнем загрязнения антропогенных модификаций степных геосистем с черноземом обыкновенным пахотным следует считать кумулятивную дозу золы не более 3-4% от веса почвы (в расчете на пахотный горизонт), критическим - от 3-4 до У-10% и недопустимым - более 9-1

Использование стационарного изучения природных режимов миграции вещества геосистем, экспериментального моделирования взаимодействия природных и техногенных потоков вещества и картографических методов позволило прогнозировать годовое поступление золы ГРЭС в геосистемы района первоочередного формирования КАТЗКа (рис.2), вероятные сроки непрерывного загрязнения последних, приводящие к достижению критического и недопустимого уровней техногенных нагрузок (табл.6).

т

7

13

• • • • • *

2 8 14

О?

-ГГГ

га

3 Ж

У

1Ь Д Л Л Л Л

4 10 16

V V

V V V

V V

V V V

5

IX

I?

II II II

II к II II II

6 12

Рис.2. Фтагмент карты геосистем западного участка КАТЭКа.

Продолжение подписи к рис.2

Геомеры спонтанного развития и их антропогенные модификации (в скобках - динамические состояния: к - коренные, м - мни-мокоренные, с - серийные, п - антропогенные модификации)

Группа га шов

Геом

Класс фаций

Группа фаций

Г

название

Островных ле-состе-пе.й южносибирская

Степная южносибирская

Североазиатский степной класс геомов

Предгорный Предгорный и подгорный березовый Равнинный Равнинный

Подгорный степной и долинный

Низинный мелколиственный

Степной

Лугово-с те пн ой низинный Луговой долинный и низинный

9 10 II

12

13

Пологосклоновая березовая травяная (к)

Плоских возвышенностей березовая и пахотные земли на ее месте (п)

То же на карбонатных отложениях (п)

Равнинная березовая и пахотные земли на ее месте (п) Низинная березовая, черему-хово-березовая и пахотные земли на ее месте (п) Низинная осиново-березовая с ивняком заболоченная (с) Крутосклоновая разнотравно-ковыльная (м)

Высоких равнин пахотная (п) Равнинная пахотная (п) Низинная пахотная (п) Злаково-разнотравная и пахотные земли на ее месте (п)

Долинная, низинная и пойменная луговая злаково-разнотравная и элаково-осоковая (с) Долинная и пойменная лугово-болотная и торфяно-осоковая в сочетании с болотами (с) Низинная болотная борезовая и ивняковая торфяно-осоковая закочкаронная (м)

5

6

7

Продолжение подписи к рис.2 Контролируемые геосистемы (геотехнические системы)

Техногеом Группа геотехнических систем

■Р название

Наземный 15 Селитебная

16 Карьерно-отвальная

Аквальный 17 Водохранилища

Таблица 6

Вероятные срока (лет) непрвривното загрязнения геосистем золой ГРЭС, не обходимые для достижения критического и недопустимого уровня техногенных нагрузок

Уровни при зольности углей. %

групп фаций (см.рис.2) 7 12

Критический Недопустимый Критический Недопустимый

1,2,3,7 102-136 383-425 61-81 228-253

4,8,9,16 48-65 185-202 29-38 108-120

10,11,12,15 32-43 121-135 21-27 77-86

5,6,13,14,17 31-41 116-129 19-26 73-81

В ближайшие 20 лет (в период строительства первоочередных объектов КАТЭКа) не ожидается резкого негативного воздействия выбросов предприятий топливно-энергетического комплекса на геосистемы. Допустимый уровень техногенных нагрузок на геосистемы может быть превышен в зоне наибольшего воздействия объектов КАТЭКа только через 20-40 лет непрерывного загрязнения геосистем.

Ландшафтно-геохимическая оценка геосистем

Постоянно возрастающее воздействие техногенного фактора на геосистемы обусловливает необходимость поиска вариантов оптимальных отношений общества и природной срсды. Как известно, магистральным перспективным направлением повышения эффективности использования природно-ресурсного потенциала является переход от частного ресурсопользования к интегральному природопользова-

нию, включающему освоение, преобразование и охрану природной среды (Ефремов, 1975; Анучин, 1978; Вопросы географии, 1978; Маринич, 1980 и др.). Сам термин "природопользование" как научное понятие в СССР получил широкое распространение в 70-х гг. и понимается в настоящее время "как характер связей, системы отношений хозяйства и населения с природой, пронизывающих все отрасли хозяйства и виды деятельности, поскольку все они пользуются природой в том или ином виде" (Рунова, 1987, с.II).

В идеале природопользование должно быть, естественно, оптимальным, но в реальной обстановке хозяйственного освоения территорий с различными характером и степенью освоенности приходится обычно исходить из нуждаемости общества в тех или иных ресурсах и имевдихся возможноетей (технических и финансовых) развития производительных сил конкретных регионов. Одним из важнейших условий правильности выбора стратегии взаимодействия человека со средой его обитания является корректная оценка условий освоения территорий, включающая комплексную оценку геосистем и тенденций их преобразования под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.

В этом плане весьма плодотворной является концепция природного потенциала, сформулированная Н.А.Солнцевым: природный потенциал - это "скрытые природные возможности, которые имеются в каждом ландшафте,' но которые не могут быть реализованы без содействия человека" (1948, с.75). По мнению В.Б.Соча-вы, отношения человека со средой его обитания должны строиться на 'основе "сотворчества", под которым он понимал "систему мероприятий, направленную на развитие потенциальных сил природы, активизацию природных процессов, увеличение продуктивности геосистем, а следовательно, и коэффициента полезного использования человеком энергетических возможностей земного пространства" (1978, с.254). В настоящее время определенное распространение в географических кругах получило понятие природ-но-ресурсного потенциала, который, по-видимому, можно определить как совокупность природных ресурсных возможностей геосистем как еданого целого, могущую быть реализованной только на базе "сотворчества" человек? с природой.

В работе представлены серии карт геосистем Оион-Аргунской степи и западного участка КАТЭКа. Принципы, методика и основные этапы их составления рассмотрены п «яде публикаций (Семо-

нов, 1980, 1985; Семенов, Пущщк, 1983, 1986; Снытко, Семенов, 1980, 1981; Снытко, Семенов, Мартынов, 1983, 1985, 1987).

Базовыми картами серий служат карты геосистем (ландшафтные карты), на которых одновременно отображаются геомеры и геохоры.

Выше рассматривались возможности генерализации геомеров и интеграции геохор через познание закономерностей дифференциации вещества. Поэтапное составление схем геохор и геомеров одинакового ранга в соответствующих масштабах проводилось одновременно с генерализацией их легенд. На этих схемах мозаика геохор включает вцделы геомеров. Если геохоры показаны в естественных границах (с учетом, естественно, возможностей масштаба карты), то геомеры отображены в зависимости от масштаба и уровня их генерализации, то есть ранга. Введение в таксономическую систему геомеров В.Б.Сочавы (1975) двух дополнительных таксонов топологического порядка (Семенов, 1977) позволило соблюсти более полное соответствие мезду таксонами типологического и хорологического рядов. При традиционной генерализации ландшафтной карты и схем районирования возможно пересечение ареалов геомеров границами геохор. Сопряженное же картографирование геомеров и геохор дает возможность производить генерализацию геомеров поэтапно, согласованно с генерализацией геохор, и поэтому на карте, составленной таким образом, отсутствует пересечение контуров геомеров хорологическими границами (Снытко, Семенов, 1981). В легендах карт геосистем частично отражается и их динамика путем показа динамических состояний картируемых геомеров.

В серии входят также ландшафтно-геохимические карты и дополняющие их картосхемы по отдельным показателям, схемы природного районирования.

Примером оценки природного потенциала может служить серия ландшафтно-оценочных карт западного участка КАТЭКа, включающая карты сельскохозяйственной, инженерной, рекреационной и интегральной оценки геосиотем. Объектами оценки являются геосистемы в целом; они оцениваются по отношению к конкретному субъекту, в качестве которого выступает вид использования территории. По степени благоприятности•к тому или иному виду использования геосистем территории подразделяются на 5.категорий: наиболее благоприятные, благоприятные, выборочно благоприятные, малоблагоприятные и неблагоприятные. На карте иите-

тральной оценки условий освоения геосистем (рис.3) отдельные оценки сведены шесте, а геосистемы сгруппированы в 13 направлений перспективного освоения.

т* в-

Рис.3. Интегральная оценка геосистем западного участка КАТЭКа Условия освоения геосистем: I - благоприятные и наиболее благоприятные для сельскохозяйственного освоения и промышленного строительства; 2 - выборочно благоприятные для сельскохозяйственного освоения и промышленного строительства; 3 - благоприятные и 'наиболее благоприятные для сельскохозяйственного освоения;

4 - выборочно благоприятные для сельскохозяйственного освоения;

5 - благоприятные для промышленного строительства и выборочно благоприятные для сельскохозяйственного освоения; 6 - выборочно благоприятные для промышленного строительства; 7 - выборочно благоприятные для сельскохозяйственного освоения, промышленного строительства и рекреации; 8 - благоприятные для сельскохозяйственного освоения и рекреации; 9 - выборочно благоприятные для сельскохозяйственного освоения и рекреации; 10 - выборочно благоприятные для промышленного строительства и рекреации; II -благоприятные и наиболее благоприятные для рекреации; 12 - выборочно благоприятные для рекреации; 13 - неблагоприятные для нового освоения.

Заключение

Изучение роли дифференциации вещества в организации геосистем позволило выявить ее механизмы, обусловливающие различные стороны ландшафтной организации (рис.4). Строение геосистем проявляется в латеральной и радиальной дифференциации вещества, а функционирование - в его латеральных и радиальных потоках.

Рис.4. Ландшафтно-геохимические механизмы организации геосистем

Установлено, что дифференциация геосистем определяется радиальным распределением вещества, при этом каждому иерархическому уровню геомеров соответствуют амплитуды абсолютных количеств вещества в почвах и фитошссе, паслишидоеся с повышением ранга таксона, а внутри таксонов геомеры различаются по запасам и ра-

риальной дифференциации отдельных химических элементов и их соединений. Поэтому иерархическая классификация геомеров может строиться на основе ландшафтно-геохимического анализа- геосистем через учет абсолютных количеств вещества в их компонентах.

Интеграция геосистем обусловливается латеральной дифференциацией и латеральными потоками вещества. Каждый ранг геохор топологической размерности имеет определенные пределы колебаний абсолютных количеств вещества в компонентах подчиненных гесмеров, ареалы распространения которых ограничиваются рамками данных геохор. Всем рангам геохор соответствуют конкретные ранги геомеров с определенными запасами вещества. Для низших уровней гескор характерны однонаправленные потоки и единый баланс дифференциации вещества. Поэтому поэтапную интеграцию геохор можно осуществлять на основе ландшафтно-геохимического синтеза с учетом абсолютных количеств вещества.

Развитие геосистем определяется радиальными потоками вещества и сопровождается изменением его количеств и состава. При этом динамика геосистем отражается в миграции и режимах содержаний подвижных соединений. Изучение изменения поведения вещества во времени с помощью режимного, лизиметрического и микроморфологического методов дает возможность диагностировать динамическое состояние геомеров. Ландшафтно-геохимическая диагностика позволяет разделить коренные, мнимокоренные, серийные геосистемы и их антропогенные производные. Для коренных геомеров характерны стабильный режим и относительно невысокая интенсивность миграции вещества. Серийные состояния отличаются резко выраженной нестабильностью движения вещества и ее значительными масштабами. Мнимокоренным природным образованиям свойственны показатели, промежуточные между таковыми для коренных и серийных. Антропогенные модификации геосистем имеют более узкие диапазоны колебаний параметров вещества и сохраняют в микростроении почв черты-предшествующих спонтанных состояний, лишь иногда в почвах устойчиво длительно-производных геосистем появляются признаки новых почвообразовательных процессов. В кратковременно-производных геосистемах миграция вещества менее стабильна, чем в длительно-производных. Техногенное воздействие на геосистемы приводит к расширению диапазона колебаний ландшафтно-геохимических параметров. При эво-

люции геосистем происходит коренная трансформация химического состава почв, которая наиболее отчетливо проявляется в их микроморфологии. Расчет балансов содержания и радиальной дифференциации вещества дает возможность определить тенденции развития геосистем.

Ландаафтно-геохимический прогноз разрабатывается на основе познания их эволюции, диагностики современных состояний и временной экстраполяции тенденций развития с учетом возрастающего влияния антропогенного фактора. Предсказание возможных изменений характеристик вещества геосистем и связанное с ним определение норм допустимых нагрузок на геосистемы требуют количественного обоснования с помощью экспериментального моделирования взаимодействия природных и.техногенных потоков вещества. В результате активного полевого эксперимента выявлены механизмы трансформации летучей золы ГРЭС в модельных агроценозах, установлены допустимый, критический и недопустимый уровни техногенной нагрузки, определены количественные показатели изменения вещества компонентов геосистем при длительном воздействии загрязнителя. Использование данных стационарного изучения природных режимов миграции вещества геосистем, экспериментального моделирования и картографических методов позволило прогнозировать годовое поступление золы ГРЭС в различные геосистемы и вероятные сроки загрязнения последних, приводящие к достижению критического и недопустимого уровней техногенных нагрузок.

Одним из важнейших условий правильности выбора стратегии взаимодействия человека со среда'! его обитания является корректная оценка геосистем как единого ресурса и тенденций их преобразования под влиянием природных и техногенных факторов на основе использования концепции природно-ресурсного потенциала с помощью картографического метода. Серия карт оценки включает ландшафтные, ландшафтно-геохимические, ландщафтно-оценочные карты и схемы природного районирования. Базовыми картами при оценке природно-ресурсного потенциала служат карты геосистем (ландшафтные карты), одновременно отражающие . дифференциацию, интеграцию и динамику природных образований. Они создаются на основе результатов изучения дифференциации вещества с использованием ее показателей при разработке классификации геосистем. Завершающими картографическими докумен-

тами серии, имеющими непосредственный выход в практику, являются схемы природоохранного районирования.

Таким образом, решение проблем дифференциации вещества тесно связано с познанием различных аспектов организации геосистем. Взаимосвязь дифференциации вещества с организацией природных образований и взаимообусловленность их механизмов позволяют выявить вещественные показатели дифференциации, интеграции, динамики, эволюции геосистем и определить допустимые нормы воздействия на них в целях обоснования путей оптимизации природопользования, используя ландшафтно-геохшлические методы анализа, синтеза, диагноза, прогноза и оценки.

Список основных работ автора, опубликованных по теме диссертаций

Распределение запасов вещества в степной топогеосистеме // Топологические аспекты изучения повещеняя вещества в геосистемах. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1973. -С.96-97.

О некоторых результатах изучения пространственной дифференциации вещества в степных топогеоснстемах // Изучение природы, населения и хозяйства Сибири. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1975. - С.147-148.

Особенности вертикальной Ш1грации вещества в почвах степных топогеосистем // Режимы ландшафтно-геохтлпческих процессов в геосистемах. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1977.С.25-33.

Топологические и региональные особенности микроморфологии почв степных геосистем Юго-Восточного Забайкалья // Вещество и энергия в естественных и преобразуемых геосистемах. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1978. - С.71-35.

Структуры почвенного покрова как показатели движения .веществ в геосистемах // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. - 1.1.: Наука, 1978. - С.26-30 (совместно с В.А.Снытко).

Использование карты топогеосистем для разработки мероприятий по природопользованию // Картографической обеспеченно планирования территориально-производствсншк систем Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск: Пп-т геогр. Сибири и Д13 СО Л;

СССР, 1978. - С.20-28 (совместно с В.А.Снытко).

Солевой режим почв некоторых топогеосиотем Юго-Восточного Забайкалья // Стационарные исследования метаболизма в геосистемах. - Иркутск: Ин-т геогр.Сибири и ДВ СО АН СССР, 1979. - С.97-109.

Микрогеохоры как отражение дифференциации вещества в геосистемах // Докл. АН СССР. - 1979. - № 2. - С.455-457 (совместно с В.А.Снытко).

Особенности составления основы ландшафтно-геохимической карты территории с усиливающимся влиянием техногенеза (на примере Назаровской котловины) // Природные и экономические факторы формирования КАТЗКа. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1980. - С.17-26.

Об организации почвенного покрова низкогорных степей (на примере Юго-Восточного Забайкалья) // Почвы территорий нового освоения, их режимы и рациональное использование. - Иркутск: Ин-т геогр. Сибири и ДВ СО АН СССР, 1980. - С.41-44.

Ландшафтно-геахимическая оценка геосистем в целях рационального природопользования (на примере Назаровской котловины) // Изв. ВГО. - 1980. - В 2. - С.118-125 (совместно с В.А.Снытко, Н.Д.Давыдовой).

Структура степных топогеосиотем и дифференциация вещества в них // География и природ, ресурсы. - 1980. - № 2. - С.39-50. (совместно с В.А.Снытко).

Опыт сопряженного картографирования геомеров и геохор // География и природ, ресурсы. - 1981. - К 4. - С.28-37 (совместно с В.А.Снытко).

Ландаафтно-экологический подход к оптимизации сельского хозяйства степных территорий // П Международный симпозиум по проблематике экологического исследования ландшафта. - Пъештя-ни (ЧССР), 1982. - 8 с. (совместно-с В.А.Снытко).

Прогнозирование состояний геосистем на основе их ландшафтно-геохимической диагностики // Динамика вещества в геосистемах, - Иркутск: Ин-т геогр. СО АН СССР, 1983. - С.29-40.

Ландшафтно-геохимический анализ состояний геосистем // География и природ, ресурсы. - 1983. - В 3. - С.23-28 (совместно с В.А.Снытко, А.В.Мартыновым, Д.Н.Семеновой).

Природа и хозяйство района первоочередного формирования КАТЭКа. - Новосибирск: Наука, 1983. - 261 с. (совместно с В.В.Буфалом, В.Г.Волковой, Л.А.Турушииой п др.).

Ландшафтно-геохимическое районирование и прогноз изменения геосистем (на примере КАТЭКа) // География и природ, ресурсы. -1984. - .№ 3. - 0.18-28 (совместно с В.А.Снытко, А.В.Мартыновым).

Вещество в степных геосистемах (на примере Забайкалья). -Новосибирск: Наука, 1984. - 158 с.(совместно с В.А.Снытко, Н.Д. Давыдовой, Л.Г.Нефедьевой и др.).

Ландшафтное картографирование в целях рационального природопользования // География и природ, ресурсы. - 1985. - Ji 2. -С.22—28.

Ландшафтно-гескимический подход к оптимизации взаимодействия природных и техногенных потоков вещества // География и природ, ресурсы. - 1986. - $ 4. - С.14-19 (совместно с В.А.Снытко, A.B. Мартыновым).

Ландшафтно-геохимические аспекты обоснования оптимизации природопользования // Роль географии в ускорении научно-технического прогресса. - Иркутск: Ин-т геогр. СО АН СССР, Т986. -Т.2. - С.35-37.

Ландшафтно-геохимическая оценка территории первоочередного формирования КАТЭКа // Региональные ландшафтно-геохимические исследования. - Иркутск: Ин-т геогр. СО АН СССР, 1986. -С.3-53.(совместно с В.А.Снытко, Н.Д.Давыдовой, Л.Г.Нефедьевой и др.).

Опыт ландшафтного картографирования южных регионов Сибири // Там же. - С.86-98 (совместно о Л.Н.Пурдиком).

Ландшафтно-геохимический анализ геосистем КАТЭКа. - Новосибирск: Наука, 1987. - III с. (совместно с В.А.Снытко, А.В.Мартыновым) .

Природоохранные проблемы Сибири и пути их решения // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 1987. - № 5. - С.71-79 (совместно с В.В.Воробьевым, Е.Г.Нечаевой).

Географический прогноз оптимизации природопользования как основа развития КАТЭКа // География и природ, ресурсы. - 1987, - № 4. - С.55-63 (совместно с В.В.Воробьевым, Л.М.Корытным и ДР.).

Ландшафтно-геохимический синтез и оценка состояния геосистем // Методы оценки состояния природной среды. - Владивосток: Изд-во ДВО АН СССР, 1987. - С.14-19 (совместно с В.А.Снытко).

Человек и окружающая среда из этапе первоочередного разли-

тия КАГСЭКа - Новосибирск: Наука, 1988. - 224 с. (совместно с В.Г.Волковой, Л.А.Турушиной, Л.М.Корытным и др.).

Опыт разработки ландшафтно-геохимического обоснования нормирования техногенных нагрузок на лесостепные геосистемы // Нормирование антропогенных нагрузок. - М.: Ин-т геогр. АН СССР, 1988. - С.73-75 (совместно с А.В.Мамитко).

Роль дифференциации вещества в организации геосистем // География и природ, ресурсы. - 1989. - $ 2. - С.30-37.

Организация геосистем и дифференциация вещества // Научно-технический прогресс и окружающая среда. - Иркутск: Ин-т геогр. СО АН СССР, 1989. - С.79-80.

Микроморфологическая диагностика антропогенных изменений в почвах западного участка КАТЭКа // Тезисы докладов УШ Всесоюзного съезда почвоведов. - Новосибирск: Ин-т почвовед, и агрохимии СО АН СССР, 1989. - Кн. 4. - С.307.

Природное районирование и ландшафтно-геохимический анализ // Проблемы природного и- сельскохозяйственного районирования и типологии сельских местностей СССР. - ГЛ.: МГУ, 1989. - С.54-58. (совместно с В.А.Снытко).

Моделирование воздействия техногенных веществ на лесостепные почвы // Миграция загрязнявдих веществ в почвах и сопредельных средах: Труды У Всесоюзного совещания. - Л.: Гидроме-теоиздат, 1989. -С.284-289 (совместно с В.А.Снытко, А.В.Мартыновым) .