1 год назад
Нету коментариев

Две тысячи лет тому назад, во времена Евклида, появилось учение о формах пашен — геометрия: «гео» — земля, «metren» — измерение, т. е. землеме­рие. В те далекие времена господствовала нульмерная концепция, когда почвенный покров воспринимался как участок склона или пашни, без связи с соседними тер­риториями (см. рис. 9, а).

Нульмерные представления в почвоведении и карто­графии критиковал В. В. Докучаев. По его мнению, при нульмерном, подходе почвы воспринимаются в ви­де изолированных, не связанных друг с другом тел, не отражающих пространственную закономерность. На таких картах хаотично разбросанные почвы останцов, куполов, замкнутых понижений имеют по единствен­ной особенной точке, к которой они «жестко» привя­заны. Особенные точки ареалов совмещаются сами с собой всеми операциями симметрии. По этой причине их называют конечными, точечными, или ареалами нулевого измерения — нульмерными, тогда как Доку­чаев видел «всю прелесть естествознания» в изучении не изолированных, точечных, а взаимодействующих почвенных тел, т. е. выходящих за пределы нулевого измерения.

В природе почвенные тела объемные, а на картах и фотографиях плоские: при переходе от реального, увиденного в поле, к абстрактному, показанному на карте, теряется одна размерность. Задача специали­стов—восполнить на картах эту потерю путем разра­боток оригинальных способов «объемного» изображения почвенных тел; метод рисовки пластики — один из них, но существует много других.

Почвенные тела имеют «лицо» и «изнанку», кото­рые можно обнаружить с помощью особенных точек и плоскостей. На картах плоские ареалы изображены так, что их обратная, нижняя сторона — изнанка — не видна; в таком случае ареалы называются односторон­ними розетками. Если же под почвенную карту подло­жить геологическую, то последняя явится ее «изнан­кой», и тогда почвенно-геологические тела можно называть двусторонними розетками. Последние только начинают воспроизводить на специальных объемных картах.

Нульмерный подход сдерживал развитие географии и картографии, так как затруднял выявление законов залегания почв одна относительно другой. Докучаев стремился обнаружить пространственную структуру ареалов, видел прогресс науки в переходе от нульмер­ных моделей к одномерным. Лишь на основе одномер­ного понимания природы почв ему удалось установить их полосную структуру по широтам, а также по мест­ным склонам. В его классификации почвы «выстрое­ны» в ряд по линии от водораздела к понижению: 1) почвы повышений (нормальные); 2) почвы скло­нов (переходные); 3) почвы понижений (наносные). В совокупности они образуют одномерное почвенное пространство, например распределение ареалов вдоль условной линии по геологическим разломам, поймам, троговым долинам. Здесь все зависит от выбора на­правления по этой условной линии, называемой особен­ной. Операции одномерной симметрии, ограничиваю­щие действия вдоль особенной линии и оставляющие ее инвариантной по отношению к этим операциям, назы­ваются трансляционными, или переносными.

Одномерность привела к пониманию почвенного по­крова как континуума и семиконтинуума, т. е. как непрерывной поверхности. Это обусловило возможности использования соответствующего математического аппарата, основанного на дифференциальном исчис­лении. Идея непрерывности, слитости почвенного по­крова и происходящих в нем процессов закрепилась моделями взаимоотношения остаточной и переотложен­ной форм коры выветривания академика Б. Б. Полы­нова, а затем работами В. А. Ковды, М. А. Глазов­ской, А. И. Перельмана по почвенно-геохимическому сопряжению. Многие современные почвоведы считают почвенный покров континуальным.

Одномерное представление играет важную роль в науке и практике. В поле картограф в первую очередь мысленно делит поверхность Земли на верхнюю, среднюю и нижнюю части склонов и затем выявляет приуроченность к ним почв. Такое их сочетание ха­рактерно не только для местных склонов, оно пред­ставляет в идеальной схеме зональное и полосчатое распределение по поверхности материков (Сибирцев, 1953). Напомним, что Я. Н. Афанасьев (1930) поч­венную зональность рассматривал в виде концентриче­ских, а не линейных полос.

В конце XIX в. в России были опубликованы то­пографические карты А. А. Тилло. Эти карты стиму­лировали бурное развитие наук о Земле, переход от одномерного к двумерному представлению природы по­верхности суши. Почвенный покров начал восприни­маться не как чередование полос, а как нечто похо­жее на паркетный пол, состоящий из разных узоров. Выяснилось, что почвенные ареалы могут залегать не только вдоль одной линии, а сразу по двум осям, обра­зуя сетки, соты, клетки, ячеи.

Повышение размерности освобождает ареалы от уз субординации, усиливает их тенденцию к «анар­хии». Чем выше размерность, тем больше равноправия в связях между ареалами и тем труднее описать гео­метрию пространства какой-то единой упорядоченной системой. Поэтому в отличие от одномерного двумер­ное почвенное пространство богаче формами. Это по­требовало от науки более совершенного способа их фиксации и распознавания пространства не как конти­нуального, а как дискретного.

Современное почвенное картографирование, только недавно освоившее специфику двумерности, еще не успело разработать соответствующие ей методы мате­матического описания. Поэтому топографические карты, имеющие не такой уж большой возраст, остались до конца не расшифрованными. Их потенциальные возможности до сих пор не использованы. Отсутству­ют надежные способы, которые позволили бы по топо­карте выделить естественные границы почвенных ареалов. Снова, уже на базе двумерности, возникла проблема границ. Ни в одной методике не дается опи­сание правил их рисовки по топографической карте. Лишь в «Общесоюзной инструкции…» (1973) такие указания даны, но в расплывчатом виде. В ней, на­пример, рекомендуется наносить на карту контуры «на основании изучения почвенных разрезов, рельефа, растительности и других выраженных на местности элементов ландшафта» (с. 12). Этим закладываются разные принципы картографирования, что логически недопустимо: объем понятия должен делиться только по одному основанию. Это означает, что на одной кар­те нельзя выделять почвенные контуры в одном слу­чае по растительности, в другом — по горным породам, в третьем — по какому-либо приглянувшемуся почво­веду элементу ландшафта. На то и существует специ­ализация: растительность картирует геоботаник, гор­ные породы — геолог, ландшафты — географ. Выделяя по совокупности признаков контуры, почвоведы делают свои карты эклектическими, в них ареалы несравнимы, качественно неравноценны. Только картографирование почв по одному признаку — по линиям переломов рельефа — делает карты содержательными.

В той же инструкции предложено картировать «вы­раженные» элементы ландшафтов. Однако известный геоморфолог А. И. Спиридонов (1952) писал, что в поле исследователь часто фиксирует не основные, а второстепенные формы рельефа, которые отлича­ются большей выразительностью. Этого, с его точки зрения, делать нельзя, так как в таком случае фун­даментальный рельеф и связанные с ним почвы оста­ются незакартированными. Но до сих пор на карты наносятся преимущественно яркие, броские элементы. Аэрометоды только закрепили это положение, тогда как каркасные формы рельефа, определяющие жизнь био­сферы, так и остаются незакартированными.

Обеспокоенные таким состоянием дел специалисты разрабатывают новые способы картографирования. По­иск ведется по двум путям: одни предлагают полностью перейти на дистанционные аэрокосмические методы, другие — извлечь максимум информации из топогра­фической карты, не забывая при этом аэрокосмические снимки.

Первые сделали много полезного, чтобы революцио­низировать картографию. Однако, придав большое зна­чение качеству фотоизображения земной поверхности, они принизили роль абстракции при составлении спе­циальных карт. Преклонение перед фотообразом не делает тематическую карту научной. А. В. Гедымин (Гедымин и др., 1981) считает, что карта, как и лю­бая научная работа, воплощает идеализированные об­разы действительности, запечатленные в сознании ученого. В отличие от фотообраза, созданного аппара­том, человек целеустремленно отбирает изображения — абстракции. И если отбор образа выполнен обоснован­но, то в нем больше картографических преимуществ, чем в фотообразе: «…все научные (правильные, серь­езные, не вздорные) абстракции отражают природу глубже, вернее, полнее».

Вторые исследователи синтезируют гипсометриче­ские и фотографические образы. При сравнении трех почвенных карт территории Ферганской долины, вы­полненных в 1970—1976 гг. в одном и том же масштабе, но разными организациями, обнаруживают­ся заметные различия (рис. 14). На картах показаны только границы почвенных ареалов, без индексов, так как ставится задача — сравнить их формы. Все три карты по-своему хороши, хотя конфигурации ареалов у них разные. На какой же из карт формы ареалов от­ражены объективнее, какой из них верить? Требова­ния, которые отвечают на сегодняшний день истинной картине природы почвенного покрова, мы называем критерием истинности. Это критерий наиболее полного диалектического представления о структуре почвенно­го покрова. Таких критериев можно выделить много. Отметим лишь следующие пять.

Первый критерий — движение. Почвенный покров как любое материальное пространство не может су­ществовать вне движения. Он может быть познан толь­ко в том случае, если будет изображен в динамике. На картах (рис. 14, а, б) контурность не выявляет признаков динамики, тогда как карта (рис. 14, в) — само движение; ее ареалы четко определяют естественные границы литодинамических потоков, некогда спускавшихся с гор в долину. Видно, в каких местах эти потоки зарождались и в каком направлении текли, где они проносились не задерживаясь и где теряли свою силу, постепенно «застывая».

Три способа выделения почвенных контуров (ареалов)

Три способа выделения почвенных контуров (ареалов)

014_a

Второй критерий красота, Анри Пуанкаре (1983) писал: «Чувство гармонии и красоты есть побудитель­ный мотив занятия наукой и критерий истинности», «наш ум так же немощен, как и наши чувства: он растерялся бы среди сложности мира, если бы эта сложность не имела своей гармонии… Только те фак­ты достойны нашего внимания, которые вводят порядок в этот хаос и делают его доступным нашему восприя­тию». На карте (рис. 14, в) изображена гармоничная изящная структура почвенного покрова, требующая количественного выражения. В этой правильности ри­сунка контуров заключена таинственная связь между качеством и числом.

Третий критерий объемное изображение почвен­ного покрова в виде упорядоченной совокупности тел. Конечно, это имитация объемности за счет гармонич­ного сочетания почв понижений и повышений, обра­зующих антиравенство и цветную симметрию. Преиму­щество карты (рис. 14, в) в том, что на ней можно зачернить почвы повышений, а понижения оставить незакрашенными, тогда как на картах а и б почвы понижений и повышений объединены и разделить их по рельефу нельзя. Карта в — двумерная с имитацией трехмерности, тогда как карты а и б — нульмерные, в лучшем случае — одномерные.

Четвертый критерий — возможность обнаружения на карте диалектического единства противоположностей. На рис. 14, в отдельные элементы — почвы пони­жений и повышений образовали единую целостную со­вокупность — геосистему, состоящую из горного бас­сейна и вытекающего из него конуса выноса. С горных ущелий выносятся мелкозем и обломки пород (знак минус), а у их подножий они аккумулируются, осе­дают в виде лопастей конусов выноса (знак плюс). Отношения между длинами и площадями первого и второго дают постоянную величину. Все это — свиде­тельство единства противоположностей: горы — рав­нины, вынос — аккумуляция, деконцентрация — кон­центрация вещества и энергии. И хотя явление един­ства всем известно как реально существующее в при­роде, на первых двух картах оно не отражено.

Кстати, четвертый критерий определенно доказыва­ет истинность одномерных моделей (см. рис. 10, б, 11, 12, 13) путем установления в них диалектического един­ства, проявившегося в противоположности свойств почвенного пространства (группы) левого и правого склонов. Это единство образует симметрию почвенных форм, их гармонию и красоту.

Пятый критерий время, или возраст почвенных ареалов. На рис. 14, в спецификой узора подчеркива­ется разновозрастность почв и горных пород. Их в прошлом динамичный образ запечатлен в подвижных рисунках ареалов, имеющих вид однонаправленных потоков, неодинаковых по возрасту. Каждой форме ареала соответствует определенный возраст почв.

comments powered by HyperComments