Обработка материалов ландшафтно-геофизических

Исследований

Результаты измерений и наблюдений, собранные в поле и за-, писанные в журналах наблюдений, в полевых дневниках, на блан­ках, подвергают первичной обработке. Проводят запланированные химические (валовой анализ, определение содержания гумуса и др.) и физические (определение механического состава, удельно­го веса, гигроскопической влажности почв, зольности торфа или растений и т.д.) анализы отобранных для этой цели образцов. Систематизируют и приводят к виду, удобному для дальнейшей обработки, результаты разнообразных наблюдений и измерений.

Полученные массовые данные подвергают дальнейшей обра­ботке с помощью математических методов. Рассчитывают средние Показатели за определенные периоды, суммарные величины, опре­деляют расчетные характеристики (например, порозность или

скважность почв, коэффициент фильтрации и т.д.)- Систематизи­рованные и первично обработанные данные могут быть представ­лены в табличной форме, но более наглядно их графическое изобра­жение: диаграммы, графики, профили, разрезы и т.д. Самой прос­той формой графического изображения для дискретных данных (по различным ПТК или отдельным точкам, по срокам наблюде­ния) являются столбиковые диаграммы, гистограммы (рис. 36). При их построении на оси абсцисс откладывают расстояние между точ­ками наблюдения, или время, или отрезки одинаковой величи­ны, соответствующие разным ПТК. В каждой такой точке строятся столбики той или иной ширины, высота которых соответствует средней величине представляемого на диаграмме показателя или признака.

В тех случаях, когда необходимо изобразить ход какого-либо процесса непрерывно, строят графики. Самая простая форма гра-\ фика — вариационная кривая (рис. 37). По вертикали откладывают I значение изучаемого признака на данном интервале или в точке I наблюдения. Полученные на графике точки соединяют. Иногда та-к кая кривая имеет вид пилы, а случайные отклонения ее столь мно-| гочисленны, что она оказывается малопригодной для последу-'I ющего анализа, так как по ней трудно проследить основную тен-'■денцию изменения процесса (тренд). В этом случае кривую надо ^спрямить, сделать определенные обобщения, срезать случайные %. отклонения. В математике существуют специальные методы спрям-^.ления кривых.

При необходимости показать значения какого-либо признака, «зависящего от двух других, можно использовать особую группу г кривых — изоплеты. Для отражения изменения какого-либо при-| знака в пространстве используют топоизоплеты (рис. 38, а), а во | времени — хроноизоплеты (рис. 38, би в). По оси ординат в обоих I случаях показывают изменение признака по вертикали (с высотой - или глубиной). Для графического изображения пространственно-I временных изменений применяют топохроноизоплеты (рис. 39), ■ наглядно представляющие тенденции изменения изучаемого про-I Цесса или явления.

В тех случаях, когда результаты даются в процентах, применя­ются круговые диаграммы (рис. 40).

Традиционным способом систематизации материалов при ланд-* Шафтных исследованиях, позволяющим отражать взаимосвязи меж-1ДУ компонентами ПТК и их изменение в пространстве, являются | профили. На профиле может быть совмещенно показано распрост­ранение различных процессов и явлений, а также изменение раз-| Личных характеристик от комплекса к комплексу. Если такие про-

I

I рис. 39. Топохроноизоплеты сумм ак-I тивных температур воздуха (в поле фации — годы) (из книги «Тополо­гия степных геосистем», 1976): I, II, IV-VII - фации

фили строят на определенные сроки наблюдения, то их набор ; позволяет проследить простран­ственно-временные изменения явления или процесса.

Дальнейший анализ обрабо-I тайного и представленного в на-I глядной форме материала с по-^: мощью методов математической ! статистики позволяет выявлять i тесноту связей между отдельны-[ ми компонентами (и их элемен-

I тами) внутри фаций, с одной стороны, и различие в количествен-Ь ных характеристиках одних и тех же компонентов (и их элемен-Гтов) в различных фациях, с другой стороны, т.е. устанавливать I связи отдельных процессов и явлений между собой и их простран-S ственные изменения.

Для установления тесноты связи между двумя показателями !; используют корреляционный и регрессионный анализы. Если нужно I определить зависимость какого-либо процесса от множества фак-f торов, применяют дисперсионный и факторный анализы.

При обработке материалов длительновременных стационарных | наблюдений можно получить представление как о пространствен-[ ных изменениях ПТК, так и об их временных превращениях. По-[ степенно собирается материал для полного и точного количествен-I ного описания функционирования ПТК, для установления мно-

голетних циклов динамики природных процессов, для создания моделей ПТК. В качестве одной из форм пространственно-времен­ных моделей ПТК можно использовать уже упоминавшиеся топо-хроноизоплеты, соединяющие равнозначные величины изучаемых показателей. В этом случае мы практически получаем модель про­цесса в сопряженном ряду комплексов. Такая модель может быть построена на конкретный отрезок времени, но целесообразно и построение обобщенных пространственно-временных моделей по средним показателям за несколько лет. Дальнейший анализ топо-хроноизоплет позволяет судить о тенденциях изменений и законо­мерностях структуры изучаемого процесса или явления. Многолет­ние наблюдения за природными процессами дают возможность получить их надежную характеристику и дать научное объяснение выявленным географическим закономерностям.

Важнейшим методом систематизации материала при изучении взаимосвязей внутри комплекса, а также его связей с окружающей средой является составление и расчет балансов. Для изучения дина­мических (временных) изменений ПТК фактический материал си­стематизируют во временные ряды, а для исследования изменений от комплекса к комплексу — в пространственные ряды. Метод ба­лансов позволяет анализировать распределение потоков вещества и энергии по разным каналам, прослеживать динамику суточных и годовых циклов, вскрывать тенденцию их вековых изменений.

В связи с этим часто уже на начальной стадии изучения балан­сов составляют их графическую модель, стрелками показывая ос­новные приходные и расходные статьи баланса. Такая диаграмма стрелок позволяет сразу охватить взглядом, сопоставить и взвесить

значение всех действующих фак­торов или процессов (рис. 41), однако в качестве окончатель­ного продукта она не годится. Для этой цели больше подходит диаграмма струй или потоков (Д.Л.Арманд, 1975). В такой диа­грамме ширина стрелок про­порциональна мощности пото­ков, а все контуры замыкают­ся, что хорошо отражает круго­вороты. Разные потоки обычно показывают разными знаками. На потоках можно поставить цифры величины составляющих баланса (рис. 42).

В тех случаях, когда необхо­димо рассмотреть зависимость баланса от какого-либо факто-

I ра, т. е. проследить изменение всех его составляющих и сальдо при I разных состояниях или значениях фактора, используют метод изо-\ плет. Чтобы сравнить значение баланса в разных точках наблюде-I ния или в разные периоды на одной точке, т.е. проследить их из-| менение в пространстве или времени, используются гистограммы \ или круговые диаграммы. При этом в зависимости от целей иссле-I дования строят одну или две круговых диаграммы. Если главная I цель — выяснение структуры баланса, то диаграммы строят от-I дельно для приходной и для расходной частей баланса. Если же

нужно показать динамику, то лучше все статьи дать на одном кру­ге, проведя между приходом и расходом жирную черту.

Систематизированная и обработанная информация, представ­ленная в наглядной форме, служит источником для дальнейшего анализа с целью установления закономерностей изучаемого про­цесса или в целом функционирования ПТК, их устойчивости или изменчивости. Так, при изучении взаимосвязей между компонен­тами методом балансов устанавливаются не только пространствен­но-временные изменения их функционирования, но и (при мно­голетних наблюдениях) тенденции их дальнейшего развития. При изучении состояний ПТК результатом обработки полевых наблю­дений является выделение фаз и подфаз сезонного развития и их продолжительности (рис. 43). При многолетних наблюдениях выяв­ляются многолетние состояния и смены ПТК.

Конечный результат камеральной обработки материалов — уста­новление эмпирических закономерностей. Но на этом этапе гео­физический метод должен сочетаться со сравнительно-географи­ческим, так как установленным закономерностям необходимо дать географическую интерпретацию.

ГЛАВА 6