CC BY
28И. II. ГОРЯ И НОВА, Е. Г. МЯЛО, Н. П. НИКИТЕНКО
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ РАСТИТЕЛЬНОСТИ
Перспективность использования космических снимков для создания тематических карт природы в настоящее время не нуждается в доказательствах. Признано, что космические снимки содержат материал исключительной ценности для изучения ландшафтной оболочки земли и ее отдельных компонентов (Кутузов, Киенко, 1980). При интерпретации и специальном дешифрировании космических снимков важное место занимает проблема их использования в геоботаническом картографировании. Отражение растительности на снимках, возможность использования результатов дешифрирования для составления и уточнения геоботанических карт неоднократно рассматривались в литературе (Виноградов, 1971; Виноградов, Кондратьев, 1971; Копыл и др., 1975).
Для решения целого круга вопросов, связанных с геоботаническим картографированием, необходимо выяснить, с какой степенью детальности возможно дешифрирование растительности на космических снимках, каким образом с наибольшей полнотой можно использовать данные, полученные при дешифрировании, для составления карт растительности. Нами сделана попытка рассмотреть эти вопросы на примере территории Западного Казахстана, для которой мы располагаем материалами многолетних полевых исследований. Кроме того, для аридных районов вообще, и для Казахстана в частности, накоплен большой опыт дешифрирования растительности на аэрофотоснимках, разработаны методические приемы. Все это позволило нам подойти к работе с космическими снимками более обоснованно, используя предшествующий опыт и знание территории. Мы располагали черно-белым снимком, сделанным с космического корабля «С ал ют-4».
Рисунок на снимке в первую очередь отражает рельеф, его крупные формы и структурные особенности; роль растительности в его создании невелика (Востокова, 1980). На рассматриваемом снимке прежде всего опознаются участки с очень разреженным растительным покровом или лишенные его (солончаки, незакрепленные и слабо закрепленные песчаные массивы, выходы на поверхность коренных пород) и участки с сомкнутым покровом (влаголюбивая растительность различных гидроморфных местообитаний). Прямое изображение получают также участки интенсивного антропогенного воздействия: пашни, сенокосы, места с нарушенным покровом вблизи населенных пунктов. Размещение этих природных и антропогенных элементов создает рисунок на космическом снимке и служит основой для выделения на нем контуров (рис. 1). В процессе дешифрирования выяснилось, что фототон изображения, хотя и может быть использован, но обязательно в сочетании с остальными характеристиками и чаще всего в качестве дополнительного признака.
На снимке по характеру рисунка и набору дешифровочных признаков вся изученная территория разделяется нами на две части: западную, охватывающую Прикаспийскую низменность (на снимке она имеет рисунок, образованный многочисленными, сложно ветвящимися руслами и солончаковыми понижениями), и восточную, занимающую Подуральское плато, с четко врезанными более или менее прямолинейными руслами (на снимке она отличается характерным «струйчатым» рисунком обнажений коренных пород по склонам останцо-вых возвышенностей). Выделение контуров на Прикаспийской низменности (западная часть территории) проводится по рисунку гидросети, количеству и очертаниям бессточных понижений, реже по фототону. Подуральское плато (восточная часть) отличается главным образом соотношением выровненных поверхностей останцовых возвышенностей, равнинных участков, склонов с обнажениями коренных пород и шлейфов (рис. 1). Здесь удается выделить лишь несколько крупных, внутренне неоднородных контуров, образованных чередованием перечисленных элементов. Кроме того, по распространению пашен и сенокосов, что служит косвенным показателем изменений в почвенно-расти-тельном покрове, исследуемую территорию можно разделить на северную и
южную части. Граница между ними проходит несколько севернее оз, Индер.
В результате сопряженного анализа геологических, геоморфологических и ландшафтно-индикационных карт и схемы дешифрирования снимка с привлечением литературных источников (Никитин, 1954; Доскач, 1979, и др.) было
НИ1
4 \'.'\5
|х 10 I т Iп 12
и»
'/7
Рис. 1. Схема дешифрирования космического снимка.
1 — массивы незакрепленных и слабо закрепленных песков; 2 — гидрофитные сообщества в поймах; з — сильносомкнутые сообщества гидрофитной растительности в речных разливах; 4 — сочетание гидрофитных и галофитных сообществ на молодых морских террасах; 5 — лиманы; б — соры округлые; 7 — соры вытянутые (положение значка соответствует ориентированности сора); 8 — соры с извилистыми очертаниями; 9 — сухие русла (положение значка соответствует преобладающей ориентированности русел); ю — оросительные системы; 11 — многочисленные обнажения коренных пород по склонам возвышенностей; 12 — редкие обнажения коренных пород; 13 — пашни; 14 — нарушенный растительный покров вблизи населенных пунктов; 15 — соры вытянутые и сухие русла; 16 — соры округлые и вытянутые; 17 — граница Прикаспийской низменности и Подуральского плато, а—з — сравниваемые участки.
установлено, что обособление контуров на Прикаспийской низменности и Подуральском плато обусловлено разными причинами. Контуры, выделенные по снимку низменности, соответствуют разновозрастным дельтовым и морским равнинам, т. е. участкам различного возраста и генезиса, что определяет и характер поверхностных отложений, и набор основных форм мезорельефа. В связи с этим формируется характерный для каждого контура тип структуры растительного покрова, закономерное сочетание сообществ. Обособление контуров на плато определяется степенью выраженности останцовых форм рельефа, интенсивностью денудационных процессов, протекающих на их склонах, различием в мощности накопления четвертичных поверхностных отложений. Каждый контур схемы дешифрирования (рис. 1) един по набору почвообразую-щих пород, часто весьма пестрому; последнее находится в зависимости от ин-
тенсивностн денудационных процессов. На склонах возвышенностей обнаруживается широкий спектр отложений — от мела и мергеля до карбонатных и гипсояосных глин. Это определяет сложность рисунка внутри получаемых при дешифрировании выделов, сложный набор форм мезо- и микрорельефа, разнообразие почвенных условий, с чем связано и своеобразие и сложность структуры растительного покрова.
Таким образом, при интерпретации схемы дешифрирования выяснилось, что на снимке находят отражение основные физико-географические особенности, свойственные аккумулятивным равнинам и структурно-денудационным плато, обусловленные различиями в ведущих природных процессах. Ими определяются обособление контуров, границы, степень их внутренней неоднородности. Выделы на схеме дешифрирования по сути соответствуют ириродно-территориальным комплексам высокого ранга, обладающим сложной структурой и закономерным рядом свойственных им комбинаций растительных сообществ.
Для выявления возможностей использования результатов дешифрирования космического снимка в геоботаническом картографировании было проведено сравнение схемы дешифрирования с картой растительности (рис. 2). Последняя получена путем генерализации и уменьшения карты засоления почвообразую-щих пород, составленной для Прикаспийской низменности по геоботаническим данным (Несветайлова, Родман, 1959; Несветайлова, 1965). Выбор этой карты определен тем, что она создавалась путем дешифрирования крупномасштабных аэрофотоматериалов и на ней нашла отражение структура растительного покрова на уровне микрокомбинаций (комплексов); первоначально контуры выделялись по растительности, затем им давалась индикационная интерпретация. Таким образом, растительность на данной карте отражена достаточно детально. В целом сопоставление показало хорошее соответствие (с учетом поправки на искажение) границ контуров на схеме (рис. 1) и карте (рис. 2). Как и можно было предполагать, хорошо совпадают границы выделов растительных сообществ и их комбинаций, развивающихся в различных гидроморфных местообитаниях, на обнажениях коренных пород и т. д. Контуры некоторых песчаных массивов обнаруживают соответствие со злаковыми (Stipa capillata, S. реп-nata, S. lessingiana) сообществами (участок «а» на рис. 1, 2). Однако зачастую отдешифрированные по снимку массивы слабозакрепленных и незакрепленных песков не выделены на карте, а включены в состав более обширных контуров со злаковой или полынно-злаковой растительностью, развивающейся на отложениях легкого механического состава (участки «б» и «в» на рис. 1, 2). Иногда площади, занимаемые влаголюбивой растительностью, на карте и снимке существенно различаются (участок «г» на рис. 1, 2). Это может быть обусловлено спецификой карты, при составлении которой не стояла задача детального разграничения контуров, не различающихся по засолению. Вероятно также, что на космических снимках при оптической генерализации более четко выявляются границы речных разливов и незакрепленных песков, чем при субъективной генерализации крупномасштабных материалов. В последнем случае границы маскируются полосами переходных сообществ, отражающих постепенное снижение обводненности разливов и разные стадии зарастания песков, поэтому рубежи могут быть проведены несколько иначе. Несоответствие площади разливов на карте и схеме дешифрирования, кроме того, может быть связано с изменением обводненности русел, произошедшим более чем за 20 лет со времени составления карты. Иногда расхождения между картой и схемой дешифрирования объясняются различиями между субъективной генерализацией по преобладающим сообществам и оптической генерализацией, при которой на фотоизображении видна структура растительного покрова. Так, на карте выделен контур сора, на снимке же отчетливо видно, что это большое сгущение соро-видных понижений с относительно неширокими перемычками между ними (участок «д» на рис. 1, 2), которое весьма субъективно было генерализовано в один контур.
В ряде случаев границы между растительными сообществами и мезокомби-нациями, в состав которых они входят, видны на снимке вследствие того, что они совпадают с крупными геоморфологическими рубежами (участки «е» и «ж» на рис. 1, 2) или четкими перегибами рельефа, оконтуренными гидрофитной
Рис. 2. Фрагмент картосхемы растительности Западного Казахстана,
1—4 — дерновиннозлаковые сообщества и комплексы с их преобладанием: 1 — дерновиннозлаковые (Stipa lessingiana, S. capillata, S. sareptana, Festuca valesiaca, Agropyron fragile); 2 — дерновиннозлаковые в комплексе с чернополынными (Artemisia pauciflora) и спирейными (Spiraea hypericifolia)\ 3 — дерновиннозлаковые или полынно-дерновиннозлаковые в комплексе с полынными (Artemisia lerchiana, A. terrae-albae), местами белополынные в комплексе с дерновиннозлаковыми; 4 — грудницево-ковыльные (Stipa sareptana, Crinitaria villosa) в комплексе с биюргуновыми (Anabasis salsa) или кокпековыми (Atriplex сапа). 5—10 — белополынные, белоземельнополынные сообщества и комплексы с их преобладанием: 5 — полынные, итсегеково-полынные (Artemisia lerchiana, A. terrae-albae, Anabasis aphylla)', 6 — полынные с участием Alhagi pseudalhagi\ 7 — белополынные в комплексе с чернополынными (Artemisia pauciflora) и дерновиннозлаковыми (Festuca valesiaca, Agropyron desertorum)', 8 — белополынные, белоземельнополынные в комплексе с чернополынными (Artemisia pauciflora) и биюргуновыми (Anabasis salsa)', 9 — белополынные, итсегеково (A. aphylla)-белополынные в комплексе с биюргуновыми; 10 — белополынные, белоземельнополынные в комплексе с кеуре-ковыми (Salsola orientalis) и биюргуновыми. 11—13 — чернополынные сообщества и комплексы с их преобладанием: 11 — чернополынные (Artemisia pauciflora); 12 — камфоросмово-чернополынные (A. pauciflora, Camphorosma monspeliacum) в комплексе с дерновиннозлаковыми (Festuca valesiaca, Agropyron fragile) и ит-сегеково-белоземельнополынными (Artemisia terrae-albae, Anabasis aphylla); 13 — чернополынные в комплексе с биюргуновыми (Д. salsa) и белоземельнополынными (Artemisia terrae-albae). 14—17 — биюргуновые сообщества и комплексы с их преобладанием: 14 — биюргуновые (Anabasis salsa), иногда с Salsola orientalis; 15 — биюргуновые в комплексе с белоземельнополынными, злаково-белоземельнополынными (Artemisia terrae-albae, Festuca valesiaca, Agropyron desertorum)', 16 — биюргуновые в комплексе с чернополыннымн (Artemisia pauciflora) и белоземельнополынными (A. terrae-albae); 17 — биюргуновые в комплексе с чернополынными (A. pauciflora). 18 — кокпековые (Atriplex сапа) сообщества в комплексе с биюргуновыми (Anabasis salsa) и белоземельнополынными (Artemisia terrae-albae). 19—22 — сообщества и комплексы с господством или значительным участием псаммофитов: 19 — прутняково-жптняково-белополынные (A. lerchiana, Agropyron fragile, Kochia prostrata) в сочетании с песчанополынными (Artemisia tschernieviana)\ 20 — злаковые (Agropyron fragile, Stipa lessingiana, S. capillata) с участием псаммофитов (Leymus racemosus, Artemisia tschernieviana)\ 21 — разреженные группировки псаммофитов (Leymus racemosus, Agriophyllum squarrosum, Calligonum aphyllum, Artemisia tschernieviana)\ 22 — сообщества и разреженные группировки из Nano-phyton erinaceum, Anabasis truncata, Convolvulus fruticosus. 23—27 — луга: 23 — пырейные (Elytrigia repens); 24 — острецовые (Leymus ramosus)\ 25 — галофитнозлаковые (Puccinellia distans, Aeluropus littoralis) с участием сочных солянок (Petrosimonia spp., Climacoptera spp.); 26 — ажреково-тамарисковые, солянково-тамарнсковые с селитрянкой (Tamarix ramosissima, Aeluropus littoralis, Nitraria schoberi)\ 27 — тростниковые (Phragmites australis), иногда с Calamagrostis epigeios, Achnatherum splendens. 28—31 — сочносолянковые сообщества: 28 — однолетнесолянковые (Salicornia europaea, Salsola soda, Petrosimonia spp., Suaeda spp.) с участием Phragmites australis; 29 — однолетнесолянковые (Climacoptera crassa, C. brachiata, Petrosimonia spp., Suaeda spp.); 30 — однолетнесолянково-сарсазановые (Halocnemum strobilaceum)\ 31 —сарсазановые.
a—з — сравниваемые участки.
растительностью (участок «з» на рис. 1, 2). Таким образом, высокое совпадение границ контуров схемы дешифрирования и карты обнаруживается там, где рубежи геоботанической карты обусловлены геоморфологическими или лито-логическими факторами. Границы между сообществами зонального типа (бело-земельно полынными, биюргуновыми) (рис. 2, 5—10,14—17) зачастую на снимке не видны; эти сообщества не всегда можно отличить от злаковых и полынно-злаковых сообществ закрепленных песчаных равнин (рис. 2, 1—4). Растительность зональных местообитаний можно отдешифрировать, только используя широкий набор косвенных признаков, опираясь на внутри ландшафтные взаимосвязи (Виноградов, 1961, 1975; Востокова, 1980).
На основе дешифрирования космического снимка на геоботанической карте могут быть уточнены границы и проведено дополнительное выделение контуров сообществ, развивающихся в интразональных местообитаниях, а также контуров сообществ с антропогенно нарушенным растительным покровом. Обновление содержания геоботанической карты возможно также за счет того, что при дешифрировании космического снимка могут быть выделены с большой достоверностью мезокомбинации растительных сообществ, свойственные определенным природно-территориальным комплексам. Это позволяет отразить структуру растительного покрова и существенно увеличить объем информации, заложенной в геоботаническую карту (Виноградов, 1975; Востокова, 1980). Большая же часть сведений о растительности может быть извлечена из космического снимка путем расшифровки сложной цепи взаимодействий между растительностью и другими компонентами ландшафта с использованием материалов наземных наблюдений и сведений о связи сообществ с различными факторами среды. При этом используются контуры, полученные при дешифрировании снимка, представляющие собой целостные природные образования. Расшифровка цепи взаимодействий между растительностью и другими компонентами ландшафта в рамках этих природно-территориальных комплексов позволяет использовать полученные сведения для создания экологической карты растительности. В этом случае объектом картографирования является не только сама растительность, но и ее экологические параметры, вследствие чего информативная емкость карт существенно повышается (Сочава, 1967, 1976).
При составлении экологических карт важно выявить комплекс условий, определяющих набор сообществ, структуру растительного покрова и его динамику. На мелкомасштабных картах отражается структура растительного покрова на уровне мезокомбинаций. По определению Т. И. Исаченко (1969 : 23). мезокомбинация — это «закономерно повторяющееся чередование однородных сообществ или микрокомбинаций, связанное преимущественно с формами мезорельефа». Известен удачный опыт показа на мелкомасштабной карте связи растительности с определенными параметрами тепла и увлажнения (Букс, 1976). Учитывая значительную широтную протяженность исследуемого нами района, мы попытались использовать климатические показатели как один из определяющих факторов дифференциации растительного покрова. Территория, на которой проводилось картирование, относится к одной климатической области, характеризуемой суммой температур 2200—2400 СС и индексом сухости свыше 3. В пределах области выделяются юго-западная часть с умеренно мягкой зимой и северо-восточная — с умеренно суровой малоснежной зимой (Григорьев, Будыко, 1964). В растительности эти различия не находят отражения. При выборе ведущих факторов для построения легенды экологической карты растительности мы не могли использовать такие важнейшие факторы дифференциации, как влажность и засоление почв, как это делается при создании крупномасштабных экологических карт для аридных территорий (Варна, 1980), поскольку мезокомбинации, которые в основном и картируются в мелком масштабе, характеризуются набором экологически различных сообществ.
Распределение экологических факторов в исследованном районе зависит от рельефа. Генетический тип рельефа является тем показателем, который позволяет выявить территории, единые по происхождению, истории развития, направленности основных рельефообразующих процессов, характеризующиеся сочетанием почв и растительных сообществ и их динамикой. В пределах таких территорий и антропогенные воздействия проявляются по-своему, и формы
5 Геоботаническое картографирование, 1983
29
воздействия зачастую специфичны. Все это дает основание принять генетический тин рельефа в качестве критерия при группировке мезокомбинаций в легенде экологической карты, а учитывая дешифрируемость различных типов рельефа на космическом снимке, использовать их для построения контурной основы карты. В то же время данные о связи сообществ с факторами среды позволяют представить их размещение в системе координат, на одной из которых показано нарастание степени засоления, на другой — увлажнения почв. Размещение сообществ в такой системе представляет известные сложности, поскольку экологические амплитуды сообществ достаточно широки, за счет чего неизбежны их перекрытия (табл. 1). Будучи в известной степени условной, эта схема тем не менее отражает распределение сообществ относительно друг друга, их положение в микропоясных рядах, комплексах или мезокомбинациях.
Таблица 1
Экологические взаимоотношения основных растительных формаций и их объединений
к а я Дерновинно-зла-ковые Белоземельно-полынная, дер-новиннозлаково-белоземельнопо-лынная Чернонолын-ная, камфо-росмовая Биюргуновая Высшая растительность отсутствует (такыры)
Ф 1 я Ч Злаково-кустар-никовые Дерновинно-злаковая
« ф 5! Д ф £Г я Дерновиннозла-ковые с участием тростника Острецовая , чиевая Кокпековая Поташникован
с а а > 5 Вейниковая, солодковая, софоро-вая Ползучепырей-ная Ажрековая, тамарисковая Бородавчато лебедовая, бескильнице-вая Сарсазановая
Ивовая, осоковая, камышовая Клубнекамышован, тростниковая Солеросовап Высшая растительность отсутствует (соры)
Увеличение засоления
Мезокомбинации растительных сообществ, выделенные в исследуемом районе, можно разделить по приуроченности к определенному типу рельефа и связи с ведущими природными процессами на 4 группы (табл. 2—5).
Мезокомбинации растительных сообществ эрозионно-денудационных возвышенных равнин развиваются под действием процессов сноса поверхностных слоев почвы, обнажения коренных пород, формирования делювиальных шлейфов и эрозионной сети. Мощность поверхностных четвертичных отложений по большей части невелика, и основное влияние на растительность оказывают неглубоко залегающие коренные породы, служащие, в частности, источником засоления почв. Динамика почвенно-растительного покрова проявляется в формировании почв и растительности на обновляющихся поверхностях. Характерны микрокомбинации (серии) и мезокомбинации (сочетания) растительных сообществ, представленные серийными сообществами на выходах коренных пород по склонам и на шлейфах возвышенностей, и относительно устойчивыми однородными сообществами на выровненных поверхностях равнин и плато. Распространены также мезокомбинации растительных сообществ, приуроченные к склонам и днищам балок и оврагов. Однако занимаемая ими площадь невелика, и на мелкомасштабной карте они отражения не получают (табл. 2).
Мезокомбинации растительных сообществ низменных аккумулятивных равнин морского и речного генезиса формируются под воздействием процессов засоления и рассоления почв. В почвах проявляются гидроморфные черты,.
Растительность эрозионно-денудационных возвышенных равнин и плато (ведущип процесс — денудационный)
Рельеф и почвообразующие породы
№ легенды 1
Мезокомбинации (сочетания) и микрокомбинации (серии) растительных сообществ
Высокие холмисто-увалистые эрозионные равнины и участки куэсто-во-грядового рельефа, сложенные мер гелями и мелом
Холмисто-увалистые и пологовол-нистые эрозионные равнины, сложенные глинами
Структурные плато, останцы столового плато, сложенные песчаниками, с выходами мела и глин по склонам
Холмисто-увалистые эрозионные равнины, сложенные суглинками и супесями
Серия разреженных группировок кальне-фитов (Anabasis cretacea, Asperula petraea), биюргуновых (Anabasis salsa), белоземель-нополынно-биюргуновых (A. salsa, Artemisia terrae-albae), кокпековых (Atriplex сапа), бе-лоземельноиолынно-кокпековых (A. cana, Artemisia terrae-albae), белоземельнополын-ных сообществ с участием Ceratoides papposa, Salsola arbuscula, A nabasis aphylla в сочетании со злаково-кустарниковыми сообществами (Spiraea hypericifolia, Caragana fru-tex, Stipa capillata) по западинам и потяжи-нам
Серия разреженных группировок Kali-dium foliatum, Suaeda physophora, Salsola spp., биюргуновых (Anabasis salsa), черно-полынных (Artemisia pauciflora), эфемерово-солянковых сообществ в сочетании с белозе-мельнополынными, белоземельнополынно-ковыльными сообществами (Stipa sareptana, Artemisia terrae-albae) по понижениям и по-тяжинам
Белоземельнополынно-злаковые и злаковые сообщества (Stipa sareptana, Festuca va-lesiaca, Agropyron desertorum, A. fragile) на плато в сочетании с сериями сообществ, характерных для мела и глин, по склонам
Белоземельнополынные, белоземельнополынно-злаковые сообщества (Artemisia terrae-albae, Stipa sareptana, Agropyron desertorum), местами в кохмплексе с биюргуновыми (A nabasis salsa) и чернополынными (A rte-misia pauciflora) в сочетании с разреженными группировками однолетних солянок и биюр-гуна на такырах и острецовыми (Leymus racemosus) или пырейными (Elytrigia repens) сообществами в лиманах
Во всех таблицах указаны номера легенды фрагментов карты растительности (рис. 3, А, Б).
Таблица 3
Растительность низменных аккумулятивных равнин (ведущий процесс — засоление—рассоление почв)
Возраст и генетический тип рельефа № легенды Мезокомбинации (сочетания) и микрокомбпнацип (комплексы) сообществ
Раннехвалынскпе морская равнина и эрозионные дельты 5 Комплексы белополынно-злаковых (Stipa capillata, S. sareptana, S, lessingiana, Festuca valesiaca, Artemisia lerchiana) и чернополынных сообществ (A. pauciflora), иногда с участием Camphorosma monspeliacum, Anabasis salsa в сочетании со злаковыми (Agropyron cristatum, Leymus ramosus, Elytrigia repens) сообществами по падинам и сухим руслам
Позднехвалынские морская равнина и эрозионные дельты 6 Биюргуновые сообщества (Anabasis salsa) с мелкими пятнами белоземельнополынных сообществ в сочетании с сорами, окаймленными сообществами сарсазана (Halocnemum strobilaceum) и кокпеко-выми сообществами (A triplex сапа) по соровым террасам
5*
31
Таблица 3 (продолжение}
Возраст и генетический тип рельефа
№ легенды
Мезокомбинации (сочетания) и микрокомбинации (комплексы) сообществ
Позднехвалынские эрозионные дельты
Новокаспийская морская равнина
Новокаспийские эрозионные дельты
Новокаспийские морские террасы
10
11
12
13
Биюргуновые сообщества (Anabasis salsa) часто с участием однолетних солянок, по грядам в сочетании с сорами, окаймленными сообществами сарсазана (Halocnemum strobilaceum), и микропоясными рядами галофитнолуговых (Leymus ramosus, Aeluropus littoralis, Limonium gmelinii, Tamarix ramosissima), однолетнесолянковых и сарсазановых сообществ по сухим руслам
Комплексы биюргуновых (Anabasis salsa) д ит-сегеково-белополынных сообществ (Artemisia ler-chiana, A nabasis aphylla) в сочетании с белополынно-злаковыми (Stipa sareptana, Festuca valesiaca) по сухим руслам, острецовыми (Leymus ramosus), чер-ноиолынными (Artemisia pauciflora), однолетнссо-лянковыми сообществами или такырами по понижениям
Эфемерово-однолетнесолянково-сарсазановые сообщества (Halocnemum strobilaceum, Climacoptera crassa, С. brachiata, Eremopyrum triticeum)
Эфемерово-солянково-сарсазановые сообщества в сочетании с группировками однолетних солянок (Climacoptera spp., Suaeda spp.) по сухим руслам и биюргуновыми сообществами (Anabasis salsa) по редким буграм
Солянково-поташниковые сообщества (Kalidium foliatum, Climacoptera spp.) с участием Mitraría schoberi, Halocnemum strobilaceum (в сочетании с группировками видов p. Suaeda) по сухим руслам
Экологический ряд сообществ Phragmites austra-lis, Suaeda spp., Petrosimonia spp., Salicornia euro-paea, Climacoptera spp., солончаковых лугов (Aeluropus littoralis, Puccinellia distans, Leymus ramosus)
Экологический ряд группировок Salicornia euro-paea, однолетних солянок, злаково-солянковых сообществ (Aeluropus littoralis, Climacoptera с участием Kalidium foliatum
источником засоления выступают морские отложения и неглубоко залегающие грунтовые воды. Степень выраженности этих процессов коррелирует с генезисом и возрастом отложений, в связи с чем по растительности хорошо различаются разновозрастные древние дельты и морские равнины (Швыряева, Михайлова, 1964). Растительность каждого выдела отражает определенную стадию этого процесса; различия в растительности территорий одного генезиса, но разного возраста отражают ход процесса. Динамика растительности не столь интенсивна, как в группе мезокомбинаций эрозионно-денудационных возвышенных равнин, и сообщества, составляющие мезокомбинации, образуют экологические или эколого-генетические ряды по увлажнению и засолению. Только на молодых территориях новокаспийского возраста и в пересыхающих руслах на более древних равнинах отмечаются серии, отражающие начальные стадии формирования растительного покрова (табл. 3).
Мезокомбинации сообществ эоловых равнин обусловлены в первую очередь спецификой механического состава почв, определяющего и ход рельефообра-зующих процессов, и динамику почвенно-растительного покрова, и особенности условий существования растительности (слабое засоление, паличие конденсационной влаги, подвижность субстрата). Основные природные процессы — развевание и закрепление песка. В связи с этим здесь формируются серии растительных сообществ (от группировок пионеров-псаммофитов до полынно-злаковых сообществ песчаных равнин), мезокомбинации серий сообществ псаммофитов на бугристых песках и микропоясных рядов влаголюбивых сообществ
Растительность эоловых равнин (ведущие процессы — развевание и закрепление песка)
Генезис и возраст отложений № легенды Мезокомбинации (сочетания) и микрокомбинации (серии) растительных сообществ
Раннехвальгнскис и дочет-вертичныс морские равнинные 14 Серии сообществ развеваемых песков: разреженные группировки пионеров-псаммофитов (Ag-riophyllnm squarrosum, Corispermum aralocospicum, Chondrilla ambigua, Ley mus racemosus), группировки L. racemosus, Calligonum aphyllum, сообщества посчанополынные (Artemisia tschernieviana), злаковые, полынно-злаковые (Stipa pennata, ó', ca-pillata, Agropyron fragile, Artemisia tschernieviana), злаково-полынные (Agropyron fragile, Artemisia lerchiana, A. terrae-albae)
15 То же в сочетании с гидрофитной растительностью по котловинам и окраинам песчаных массивов (Salix spp., Phragmites australis, Glycyrrhiza glabra, Achnatherum splendens)
Позднехвалынские морские 16 To же в сочетании с сорами и сообществами сар-сазана (Halocnemum strobilaceum) по понижениям
Поздне- и раннехвалынские дельтовые 17 То же в сочетании с гидрофитной растительностью по котловинам и экологическим рядом гало-фитнолуговых (Aeluropus littoralis, Ltmonium gme-linii, Tamarix ramosissima, Achnatherum splendens) и соляпковых (Halimione verrucifera, Camphorosma monspeliacum) сообществ
Новокаспийские и поздне-хвалынские дельтовые 18 Белополынно-злаковые (Agropyron fragile, Artemisia lerchiana) сообщества в сочетании с биюргу-новыми (Anabasis salsa) по окраинам понижений, сарсазановыми (Halocnemum strobilaceum) по понижениям и сериями галофитяолуговых и солян-ковых сообществ (Bolboschoenus maritimus, Aeluropus littoralis, Salicornia europaea, Suaeda spp.) no пересыхающим руслам
по периферии песчаных массивов. Различия в растительности отдельных песчаных массивов определяются главным образом длительностью континентального периода их существования и генезисом. Молодые пески морского происхождения содержат относительно много солей, поэтому здесь распространены соры; для песков речного генезиса характерны сухие русла, насоленные, затакырен-ные или занятые гидрофитной растительностью (табл. 4).
Мезокомбинации сообществ речных долин и разливов бессточных рек развиваются под воздействием аллювиального процесса и затопления полыми водами. Факторами дифференциации почвенно-растительного покрова являются мощность и механический состав аллювия, частота и длительность затопления, уровень залегания грунтовых вод в период после половодья. Характерны микропоясные ряды серийных сообществ — от грив и понижений прирусловой поймы к центральной и притеррасной (табл. 5).
Таким образом, внутри каждой из выделенных групп мезокомбинаций дифференциация растительного покрова зависит от разных факторов. Этим объясняется подразделение единиц внутри крупных разделов: в первой группе — по характеру коренных пород, во второй — по возрасту и генезису отложений, и т. д.
Руководствуясь вышеизложенными принципами и используя космический снимок, мы составили фрагменты экологических карт растительности Прикаспийской низменности и Подуральского плато (рис. 3; табл. 2—5). Как и при использовании аэрофотоснимков, карта растительности создавалась в более мелком масштабе, чем масштаб космического снимка. При этом выяснилось, что для Прикаспийской низменности контуры, отдешифрированные на снимке,
Растительность речных долин, дельт, разливов бессточных рек (ведущий процесс — аллювиальный)
Разновозрастные элементы долин
№ легенды
Ряды растительных сообществ
Поймы и заливаемые участки разливов, речные террасы и незаливаемыо участки речных разливов
19 Ряд тростниковых (Phragmites australis), луговых
(Шу frigia repens, С alamagrcstis epigeios, Agropyron cristatum, Leymus ramosus, Limonium gmelinii, Aeluropus littoralis, Tamarix ramosissima, Puccinellia distans) и солянковых сообществ (Nitraria schoeberi, líalimione verrucifera, Salicornia europaea, Clima-coptera spp., Halocnemum strobilaceum) и ряд кам-форосмовых (Camphorosma monspeliacum) и кам-форосмово-чернополынных (Artemisia pauciflora), биюргуновых (Anabasis salsa), сурановых (Suaeda physophora), чиевых (Achnatherum splendens), солодковых (Glycyrrhiza glabra), верблюжьеколючко-вых (Alhagi pseudalhagi), прутняково-полынных (Artemisia terrae-albae, Kochia prostrata), белозе-мельнополынных (Artemisia terrae-albae) с Festuca valesiaca, Anabasis aphylla, Ceratoides papposa, Poa bulbosa сообществ
могут быть непосредственно (с небольшими уточнениями) интерпретированы в выделы экологической карты. Для плато же контуры, выделенные на снимке, характеризуются неоднородностью поверхностных отложений, в связи с этим при их интерпретации в контуры экологической карты потребовалась детализация, осуществленная с помощью материалов более крупного масштаба и данных полевых исследований.
Анализ выполненных карт показал, что избранные факторы дифференциации позволили получить сведения о закономерностях размещения растительности и ее территориальной организации в различных экологических условиях. Выявились структурные категории растительности, присущие территориям, ограниченным одним генетическим типом рельефа, т. е. различные типы мезокомбинаций; выявились также различия в динамических тенденциях растительного покрова в связи с особенностями ведущих природных процессов, проявляющихся на разных территориях. Отраженная в легенде связь растительности с литолого-эдафическими условиями позволяет проследить закономерности размещения растительного покрова в связи с этими факторами и одновременно получать с карты информацию о растительности и поверхностных отложениях.
Несомненно, что составленная таким образом карта имеет индикационную направленность. По ней непосредственно читаются литологические условия (через которые могут быть оценены и условия увлажнения и засоления); для Прикаспийской низменности, кроме того, определяется и возраст территории. Благодаря отражению на карте различных типов структур растительного покрова, связанных с определенными природными процессами, возможна интерпретация карты и для индикации последних. Роль такой карты существенна в тех случаях, когда необходимо оценить растительность в связи с комплексом экологических условий.
Анализ составленных карт позволяет, кроме того, получить интересные сведения о более общих закономерностях сложения растительного покрова. Специфика изученной территории определяется ее положением на контакте двух ботанико-географических областей — Евразиатской степной и Азиатской пустынной (Геоботаническое районирование СССР, 1947), что обусловливает сложное соотношение сообществ, относящихся к двум типам растительности — степному и пустынному. Рассмотрение закономерностей размещения степных и пустынных сообществ на изученной территории показывает, что в их распределении прослеживается довольно строгая корреляция с литолого-эдафическими условиями. На Подуральском плато размещение сообществ с господством пустынных полукустарничков связано с выходами и приближенным поло-
жением к поверхности малоизмененных почвообразованием гипсоносных и карбонатных глин, мергеля, мела, которые характерны для участков с повышенной интенсивностью денудационных процессов (рис. 3, Б, 7, 2). На суглинистых равнинах и плато, перекрытых песчаниками, где коренные отложения не выходят на дневную поверхность, развиваются белоземельнополынно-злаковые степные сообщества (рис. 3, Б, 3, 4), формирующие различные типы мезоком-бинаций. На Прикаспийской низменности степные белоземельнополынно-злаковые сообщества получают господство в составе мезокомбинаций равнин раннехвалынского возраста, почвы которых характеризуются наибольшей выщелоченностью и автоморфным режимом. На равнинах более молодого возраста господствуют сообщества черной полыни и биюргуна, причем по мере
Ш'Ш
А
16
\19
20\\\\21
Рис. 3. Фрагменты экологической карты растительности Прикаспийской низменности (А) и Подуральского плато (Б). Легенда помещена в тексте (табл. 2—5).
Дополнительные обозначения: 20 — соленые озера и крупные солончаки; 21 — нарушенный растительный
покров вблизи населенных пунктов.
движения к югу на все более молодых участках равнин биюргун зачастую является единственным доминантом, что связано с высокой степенью засоленности почв (рис. 3, А, 6—8). Иными словами, обнаруживается корреляция между размещением сообществ степного и пустынного типов и длительностью континентального периода развития территории Прикаспийской низменности.
Таким образом, положение пустынных сообществ в контактной полосе степной и пустынной областей обусловлено наличием засоленных почв, распространение которых на денудационных равнинах и аккумулятивных низменностях связано с различными геолого-геоморфологическими особенностями этих территорий. Связь сообществ различной зональной принадлежности с определенными поверхностными отложениями и типами рельефа отмечена для
Центрального Казахстана (Карамышева и др., 1969). Принципы, положенные в основу составления карты, позволили не только отразить размещение сообществ, относящихся к разным типам растительности, но и связать с факторами, его обусловливающими.
ЛИТЕРАТУРА
Букс И. И. Методика составления и краткий анализ корреляционной эколого-фито-ценотической карты Азиатской России м. 1 : 7 500 ООО. — В кн.: Геоботаническое картографирование 1976. Л., 1976. — Варна Н.П. Некоторые особенности построения крупномасштабных фитоэкологических карт для аридных территорий (на примере юго-восточной части массива Рын-песков). — Вестн. МГУ. Сер. геогр., 1980, № 4. — Виноградов Б. В. Опыт ландшафтного крупномасштабного дешифрирования и картирования ключевых участков в аридных и субаридных зонах Северного Казахстана. — В кн.: Применение аэрометодов в ландшафтных исследованиях. М.; Л., 1961. — Виноградов Б. В. Мелкомасштабное геоботаническое районирование и картирование по космическим изображениям. — В кн.: Геоботаническое картографирование 1970. Л., 1971. — Виноградов Б. В. Геоботаническое картографирование и генерализация изображения. — В кн.: Исследование природной среды космическими средствами. М., 1975, т. 4. — В и н о г р ад о в Б. В., Кондратьев К. Я. Космические методы землеведения. Л. 1971. — Востокова Е.А. Особенности дешифрирования современной растительности на космических снимках. — В кн.: Экология фитоценозов и их динамика. М., 1980. — Геоботаническое районирование СССР. М.; Л., 1947. — Григорьев А. А., Б уд ы к о М. И. Климатическое районирование СССР. — В кн.: Физико-географический атлас мира. М., 1964. — Доскач А. Г. Природное районирование Прикаспийской низменности. М., 1979. — Исаченко Т.И. Сложение растительного покрова и картографирование. — В кн.: Геоботаническое картографирование 1969. Л., 1969. — Карамышева 3. В., Лавренко Е. М., Рачковская Е. И. Граница между степной и пустынной областями в Центральном Казахстане. — Ботан. журн., 1969, т. 54, № 4. — Копыл И. В., Котова Т. В., Огуреева Г. Н. Растительность. — В кн.: Исследование природной среды космическими средствами. М., 1975, т. 4. — Кутузов И. А., Киенко Ю. П. Космическая картография в СССР. — Исследования Земли из космоса, 1980, № 1. — Несветайлова Н.Г. Значение растительности при галоиндикации в Прикаспии. — Бюл. научно-технич. информ. ОНТИ ВИЭМС. Сер. гидро-геол. и инженер, геол., 1965, № 58/1. — Несветайлова Н. Г., Родман Л. С. О некоторых принципах составления карт засоления с помощью геоботанических данных. — Научн. докл. высш. школы. Биол. науки, 1959, № 1. — Никитин С. А. Растительность междуречий Кушума, Урала и Эмбы и ее кормовые ресурсы. — В кн.: Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР. М.; Л:, 1954. — Сочава В. Б. Успехи тематического картографирования и карты растительности. — В кн.: Геоботаническое картографирование 1967. Л., 1967. — Сочава В. Б. Логические основы и пути повышения информативности карт растительного покрова. — В кн.: Геоботаническое картографирование 1976. Л., 1976. — Швыряева А. М., Михайлова Г. А. Опыт индикационной интерпретации геоботанических карт в северном Прикаспии. — Тр. МОИП. Отд. геол.-геогр., 1964, т. VIII.
Букс И. И. Методика составления и краткий анализ корреляционной эколого-фито-ценотической карты Азиатской России м. 1 : 7 500 000 // Геоботаническое картографирование 1976. Л., 1976. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1976.44
Варна Н. П. Некоторые особенности построения крупномасштабных фитоэкологических карт для аридных территорий (на примере юго-восточной части массива Рын-песков) // Вестн. МГУ. Сер. геогр., 1980, № 4.
Виноградов Б. В. Опыт ландшафтного крупномасштабного дешифрирования и картирования ключевых участков в аридных и субаридных зонах Северного Казахстана // Применение аэрометодов в ландшафтных исследованиях. М.; Л., 1961.
Виноградов Б. В. Мелкомасштабное геоботаническое районирование и картирование по космическим изображениям // Геоботаническое картографирование 1970. Л., 1971. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1970.3
Виноградов Б. В. Геоботаническое картографирование и генерализация изображения // Исследование природной среды космическими средствами. М., 1975, т. 4.
Виноградов Б. В., Кондратьев К. Я. Космические методы землеведения. Л. 1971.
Востокова Е. А. Особенности дешифрирования современной растительности на космических снимках // Экология фитоценозов и их динамика. М., 1980.
Геоботаническое районирование СССР. М.; Л., 1947.
Григорьев А. А., Будыко М. И. Климатическое районирование СССР // Физико-географический атлас мира. М., 1964.
Доскач А. Г. Природное районирование Прикаспийской низменности. М., 1979.
Исаченко Т. И. Сложение растительного покрова и картографирование // Геоботаническое картографирование 1969. Л., 1969. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1969.20
Карамышева З. В., Лавренко Е. М, Рачковская Е. И. Граница между степной и пустынной областями в Центральном Казахстане // Ботан. журн., 1969, т. 54, № 4.
Копыл И. В., Котова Т. В., ОгурееваГ. Н. Растительность // Исследование природной среды космическими средствами. М., 1975, т. 4.
Кутузов И. А., Киенко Ю. П. Космическая картография в СССР // Исследования Земли из космоса, 1980, № 1.
Несветайлова Н. Г. Значение растительности при галоиндикации в Прикаспии // Бюл. научно-технич. информ. ОНТИ ВИЭМС. Сер. гидро-геол. и инженер. геол., 1965, № 58/1.
Несветайлова Н. Г., Родман Л. С. О некоторых принципах составления карт засоления с помощью геоботанических данных // Научн. докл. высш. школы. Биол. науки, 1959, № 1.
Никитин С. А. Растительность междуречий Кушума, Урала и Эмбы и ее кормовые ресурсы // Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР. М.; Л:, 1954.
Сочава В. Б. Успехи тематического картографирования и карты растительности // Геоботаническое картографирование 1967. Л., 1967. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1967.3
Сочава В. Б. Логические основы и пути повышения информативности карт растительного покрова // Геоботаническое картографирование 1976. Л., 1976. https://doi.org/10.31111/geobotmap/1976.12
Швыряева А. М, Михайлова Г. А. Опыт индикационной интерпретации геоботанических карт в северном Прикаспии // Тр. МОИП. Отд. геол.-геогр., 1964, т. VIII.
