Регистрация / Вход
Прислать материал

Обобщенный пространственный анализ при геомоделировании почвенного покрова ГПЗ "Басеги"

Сведения об участнике
ФИО
Шутов Павел Сергеевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н.Прянишникова»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информационные технологии
Тема
Обобщенный пространственный анализ при геомоделировании почвенного покрова ГПЗ "Басеги"
Резюме
ГИС технологии и математическое моделирование в почвоведении интегрируют знания о факторах почвообразования с целью нахождения на определенной территории взаимосвязей, которые помогают понять почву, как сложный объект исследования. Составлены цифровые карты основных факторов почвообразования и с помощью обобщенного пространственного анализа создана геомодель почвенного покрова ключевого участка территории заповедника «Басеги». Используя карты и информационно-логический анализ выявлены взаимосвязи между компонентами горных ландшафтов.
Ключевые слова
ГИС-технологии, геомоделирование, бассейновый подход, пространственный анализ, геосистема, ландшафт, цифровые карты
Цели и задачи
Цель исследований: провести геомоделирование почвенного покрова на основе метода обобщающего пространственного анализа.
Задачи исследований:
изучить картографические материалы и создать электронные карты рельефа, экспозиций, уклонов, растительности, гидрографической сети, литоводосборных бассейнов, элементов литоводосборных бассейнов; выявить закономерности изменения условий почвообразования в пространстве и индикационные связи между растительностью, высотой местности, экспозицией и крутизной склонов, элементами литоводосборных бассейнов рек, почвами на основе информационно-логического анализа; выявить особенности формирования структуры почвенного покрова на примере катены западного склона горы Северный Басег.
Введение

Факторы почвообразования выступают как средообразующие, формирующие определенные ниши для разных типов почв. Основной ячейкой материально-энергетического обмена выступают малые лито- и водосборные бассейны [1, 2, 3,]. Геоанализ на основе бассейнового подхода позволяет выделить границы бассейнов по цифровым моделям рельефа [2]. Речной сток, через особенности рельефа и микроклимат влияет на почвенный покров и растительность [4, 5]. Водосборный бассейн - фундаментальная геоморфологическая система, где упорядоченность ландшафта выражается в виде зависимости между склонами, почвами, местоположением и интенсивностью деятельности потоков [4, 5].

 

 

Методы и материалы

Объектом исследования является территория заповедника «Басеги», в состав которого входит хребет Басеги.

В ходе исследований использовали следующие методы: сравнительно-географический, профильный, обобщающий пространственный анализ, ГИС-технологии, метод индикационных связей, статистические методы, картографические методы, методы геомоделирования.

Обобщенный пространственный анализ при геомоделировании структуры почвенного покрова включает следующие этапы:

  1. Построение цифровой модели рельефа и анализ морфометрических характеристик.
  2. Определение водосборных бассейнов и их элементов на основе модели гидрографической сети.
  3. Дифференциация высотно-растительных геосистем.
  4. Определение взаимосвязи между факторами почвообразования с помощью статистических методов и информационно-логического анализа.
  5. На основе обобщения информации о факторах почвообразования проводится геомоделирование структуры почвенного покрова территории заповедника.

Исходными материалами для составления схемы позиционно-динамической структуры являются топографические карты масштаба 1:25000, подготовленные с помощью навигационной программы SAS-Planet, а так же космические снимки, полученные со спутника ДЗЗ SPOT-6  с высоким пространственным разрешением до 5 метров. Обработка картографического материала, анализ данных, подготовка баз данных были проведены на базе геоинформационной системы MapInfo Professional.

Описание и обсуждение результатов

Морфометрический анализ рельефа показал, что на территории заповедника возможно выделить различные геосистемы: водораздельные пространства, депрессии, речные долины, нерасчленённые поймы, склоновые поверхности различной крутизны, межгорные долины, седловины, платообразные поверхности.Определена неоднородность высотных показателей для границ поясов, которая обусловлена различиями в уклонах поверхности территории, в связи с чем, и определяется разнообразие в мезорельефе и в фациальной структуре ландшафтов.

На территории заповедника протекает 18 рек различной величины, которые формируют водосборы различного порядка. На основе ЦМР выделены литоводосборные бассейны (ЛВБ) рек IV порядка, которые впадают в более крупные реки III порядка – Усьву и Вильву, впадающими в реку II порядка Чусовую, которая втекает в реку Каму I порядка.Образование разных горных ЛВБ указывает на различные процессы разрушения горного массива и роста русловой системы трещин вверх по склону в западной и восточной части хребта.

При совмещении нами карт растительного покрова и элементов структуры ЛВБ наблюдается закономерная смена растительных формаций в зависимости от приоритетных факторов образования биоклиматогенной структуры почвенного покрова литоводосборных бассейнов. Статистическое описание связей по корригирующему коэффициенту G между растительными ассоциациями на восточных и западных склонах со структурными элементами ЛВБ показало что, на склонах западной экспозиции эта связь достоверна, а на восточных такая зависимость не подтверждается, что объясняется особенностями образования, выработанностью элементов структуры ЛВБ. В менее выработанных восточных бассейнах растительные ассоциации находятся в более интенсивном перемещении. Элементы структуры бассейнов характеризуются различным составом преобладающей растительности, и как следствие, пестротой почвенного покрова.

С помощью модуля пространственного геоанализа построен топографический профиль западного склона горы Сверный Басег. Общий перепад высот составляет 600 метров, уклон изменяется от 1 до 35 градусов. Почвенный покров последовательно меняется с учётом высоты местности, растительности и формы элементов ЛВБ.С одновременным развитием двух налагающихся и взаимообусловленных геосистем (вертикальной поясности и бассейнообразования) в горных условиях, наблюдается интерференция почвенных зон в высотном ряду, что в свою очередь приводит к тому, что в пределах ЛВБ имеются элементы обеих геосистем. Формирование русловой системы развивается вверх по склону, что ведет к деформации или уничтожению предшествующих высотных ландшафтов на этом склоне.

Определена логическая взаимосвязь формирования почв на уровне отдела, типа, подтипа в разных ландшафтных условиях. На основании информационно-логического анализа для каждого высотного ряда почв выделены почвенные комбинации.

Используемые источники
1. Бондарев В.П. Иерархичность процессов малых водосборных бассейнов // Отечественная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее: Материалы ХХХ Пленума Геоморфологической комиссии РАН. – СПб: Изд-во СПГБУ РАН, 2008. С. 191-192.
2. Баженова О.И., Кобылкин Д.В. Динамические фазы внутривековых циклов рельефообразования бессточных озерных бассейнов Даурии // География и природные ресурсы, 2014. № 3. С. 113-123.
3. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. – Новосибирск: Наука, 1978. 318 с.
4. Трифонова Т.А. Речной водосборный бассейн как самоорганизующаяся природная геосистема // Изв.РАН. Сер. геогр. 2008. № 1. С. 28-36.
5. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В. Почвенно-продукционный потенциал экосистем речных бассейнов на основе наземных и дистанционных данных. –М.: ГЕОС, 2013. 272 с.
Information about the project
Surname Name
Shutov Pavel
Project title
Generalized spatial analysis in geomodeling of the soil cover state nature reserve "Basegi"
Summary of the project
GIS technology and mathematical modeling in soil science integrate knowledge about soil forming factors to find in a certain area of the interconnections that help to understand soil as a complex object of study. Compiled digital maps of the major factors of soil formation and using the generalized spatial analysis of existing Geomodel of the soil cover key areas of the reserve "Basegi". Using maps and information-logical analysis revealed the relationship between the components of mountain landscapes.
Keywords
GIS, geomodeling, basin approach, spatial analysis, geosystem, landscape, digital maps