Применение математических методов в районировании дикту­ется лавинообразным ростом информации о природных особен­ностях территорий в эпоху научно-технической революции, труд­ностью ручной обработки такой информации, необходимостью ис­пользования для этой цели быстродействующих электронно-вычи­слительных машин (ЭВМ). Кроме того, есть основания рассчиты­вать, что применение математических методов даст возможность лучше выявить связи и взаимодействия между геокомпонентами, обеспечит более точное определение степени их однородности, об­легчит достижение сравнимости результатов районирования и, стало быть, повысит его научное и практическое значение.

Наибольший интерес для районирования представляют мето­ды математической статистики. С целью установления тесноты связей между геокомпонентами проводится корреляционный ана­лиз, в процессе которого вычисляются коэффициенты корреляции для соответствующих компонентов. Разрабатываются статистиче­ские критерии однородности ГК по их различным свойствам. Для определения характера влияния одних компонентов на другие ис­пользуется дисперсионный анализ. Все это позволяет более объ­ективно выделять ГК и определять их таксономический ранг (Федина, 1973).

Однако роль математических методов в физико-географиче­ском районировании, особенно общенаучном, пока еще очень не­велика. Делаются лишь первые шаги в разработке этих методов и тем более в их применении при районировании конкретных территорий. Это связано с несколькими причинами. Компоненты ГК обладают весьма неодинаковыми качественными физическими, химическими и биологическими параметрами, которые количест­венно выражаются в разных единицах (метрах, градусах, кило­граммах, процентах и т. д.). Многие понятия и определения рай­онирования недостаточно формализованы — не описаны числом и мерой, например физико-географические таксономические едини­цы (Федина, 1976) Существенное значение имеет и недостаточ­ная математическая подготовка большинства географов. Даже в настоящее время уровень преподавания высшей математики на географических факультетах университетов, по крайней мере мно­гих, не соответствует современным требованиям математизации географии. В педагогических же институтах математика вообще не числится среди учебных предметов для студентов-географов.

Подавляющее большинство опытов разработки математических методов, которые могут быть использованы в физико-географи­ческом районировании, предназначено для решения отдельных вопросов районирования и не согласовано друг с другом. Их обзор не создал бы сколько-нибудь цельной картины и, кроме того, если учесть недостаточную математическую подготовленность читателя данного пособия, был бы малопонятным или но­сил бы слишком общий, формальный характер. Поэтому пред­ставляется более правильным рассмотреть здесь в доступном и генерализованном изложении конкретный опыт районирования математическими методами, что дало бы более или менее цельное представление о возможном пути решения проблемы.

Нам известен один такой опыт, посвященный общенаучному ландшафтному районированию небольшой территории (Куприя­нова, 1971, 1977). Правда, этот опыт относится к выделению низших ГК, обычно являющихся единицами не районирования, а ландшафтного картирования. Однако методика, разработанная в упомянутых работах, в принципе применима, по-видимому, при выделении ландшафтных ГК и более высокого ранга.

Однородность ГК, выделенных Т. П. Куприяновой,— «райо­нов», по ее терминологии,— трактуется ею как сходство всех вхо­дящих в них подрайонов или других объектов наблюдения по фиксированному набору признаков. В рассматриваемом опыте объ­ектами наблюдения — носителями информации о сходствах и раз­личиях территории — служили «операционные территориальные единицы» (ОТЕ). Главное требование к такой единице — неболь­шие размеры по сравнению с выделяемыми ГК: в оптимальном случае ОТЕ должна быть на один-два порядка меньше ГК.

Территория, на которой проведено районирование, находит­ся на юге Архангельской области в левобережье р. Сев. Двины в пределах подзоны средней тайги. Это прямоугольник, вытяну­тый с севера на юг, длина его 4 км, ширина 1,4 км. Абсолютные высоты территории—150—180 м, преобладающие углы накло­на—1—3°.   В   качестве   ОТЕ   были   взяты  площадки   размером

10X10 м. Они находились в вершинах квадратов со стороной 200 м, на которые была рааделена территория. На площадках проводились наблюдения. По их результатам каждая из ОТЕ бы­ла охарактеризована по 24 параметрам — отдельным признакам геокомпонентов. Отметим следующие параметры с указанием еди­ниц измерения: крутизна склона (в градусах), экспозиция скло­на (в условных единицах), температура почвы на глубинах 40 и 90 см (в градусах С), глубина залегания верховодки (в сан­тиметрах), запас воды в снеге (в миллиметрах), механический состав грунта на глубине 120 см (в баллах), степень оглеения глеевого горизонта (в баллах), мощность горизонтов А0, А1, А2 (в сантиметрах), плотность почвы, максимальная из всех заме­ров по ее профилю (в килограммах на единицу объема), глуби­на появления карбонатных включений (в сантиметрах), обилие корней в почве на глубине 60 см (в баллах), количество стволов спелых ели и березы (по отдельности), средняя из максимальных высот ели, входящей в 1-й ярус (в метрах), проективное покры­тие нескольких видов травяно-мохового покрова (в процентах).

Для выделения ГК по указанной совокупности признаков не­обходимо было выбрать какой-то критерий однородности ОТЕ. Одним из самых простых и в то же время лучших, по Т. Д. Алек­сандровой (1975), критериев является сходство средних арифме­тических значений свойств’ компонентов. Среднее арифметиче­ское равно сумме значений свойств компонентов, деленной на число этих свойств, причем значения свойств должны быть вы­ражены в одинаковых количественных показателях (например, в баллах). Поскольку в обсуждаемом опыте районирования свой­ства компонентов выражались в разных показателях, был при­менен более сложный критерий Д. А. Родионова. Для его пони­мания надо хорошо владеть математической статистикой, оттого он здесь не рассматривается. Обработка результатов наблюдений на ОТЕ проводилась с помощью ЭВМ. В конечном итоге вся со­вокупность ОТЕ территории была разбита на группы, отвечаю­щие выбранному критерию однородности. Смежные ОТЕ, входя­щие в одну группу, объединялись на карте в общий контур, ко­торый и рассматривался как однородный «район». Были выде­лены «районы» 1-го и 2-го рангов, соответствующие урочищам и фациям.

Карта районирования территории, полученная описанным спо­собом, сравнивалась с двумя другими, которые были составлены на основе традиционных, неформальных методов. Достаточно хо­рошее совпадение контуров на всех этих картах было истолко­вано автором как удовлетворительность примененной им методи­ки и возможность ее использования в практике районирования.

При районировании более мелкого масштаба в качестве ОТЕ должны выступать выделенные статистически однородные «рай­оны». Опыта такого районирования по описанной методике еще не имеется. В то же время подобное районирование уже многократно проводилось методом выделения ГК на ландшафтной кар­те. Этот метод, важное значение которого уже отмечалось, чаще применяется при выделении ландшафтных ГК ранга района — условно-низшей единицы районирования. Район может быть вы­делен на ландшафтной карте (лучше всего на детальной, где ти­пы сложных урочищ подразделены на типы простых урочищ и подурочищ) по определенному характеру, в том числе размерам и конфигурации типов урочищ и подурочищ, а также их набору, повторяемости и некоторым другим особенностям. ГК более вы­сокого ранга могут быть выделены либо путем объединения сход­ных смежных районов, либо по характеру, набору и повторяе­мости типов районов на обзорной (мелкомасштабной) ландшафт-ной карте. При этом также возможно применение математических методов с обработкой количественных показателей на ЭВМ. По Т. Д. Александровой (1975), для выделения районов на ланд­шафтной карте можно использовать следующие показатели их однородности: средние значения площадей типов урочищ, число их контуров, показатель дробности последних (площадь типа, деленная на число контуров), максимальные и минимальные зна­чения площадей одних и тех же типов урочищ в разных районах и пр.

При всех достоинствах районирования с применением мате­матических методов необходимо отметить также его минусы и еще не решенные задачи. Оно пока более трудоемкое, чем тра­диционное. Так, Т. П. Куприянова (1971) пишет о сложности размещения и изучения большого числа ОТЕ на местности, о длительности подготовки материала к вводу его в ЭВМ. Ее ме­тодика применима для выделения ГК только на слабо расчленен­ных равнинах. Формализованные приемы обычно затрудняют ге­нетическое обоснование районирования, его связь с физико-гео­графическими закономерностями, без чего едва ли можно достиг­нуть сравнимости его результатов хотя бы при выделении ГК средних и высоких рангов. Определение математическими мето­дами таксономического ранга ГК существенно затрудняется не­разработанностью вопроса об эталонных ГК (см. раздел II, 6).

Стало быть, задача адекватного отражения весьма сложной и разнообразной природы земной поверхности математическими методами районирования, хотя и перспективна, но еще далеко не решена. В то же время, как отмечает Т. П. Куприянова (1975), с помощью традиционных методов можно получать удовлетвори­тельные результаты при относительной неполноте фактических данных о сходствах и различиях территории. Кроме того, раз­витие традиционных подходов необходимо для уточнения и уни­фикации основных понятий физико-географического районирова­ния, без чего невозможна их формализация и, следовательно, применение самих математических методов. Все это свидетель­ствует о том, что пока преждевременно говорить о замене тради­ционных методов математическими. Необходимо дальнейшее совершенствование и традиционных методов, чтобы, обеспечив им большую определенность и четкость, облегчить внедрение быстро­действующей вычислительной техники. Стало быть, не следует противопоставлять старые методы новым, надо их сочетать, ис­пользуя достоинства тех и других. О том, что математические методы нельзя считать панацеей от всех зол, что их надо приме­нять географически обоснованно, пишет и такой горячий сторон­ник этих методов, как Д. Л. Арманд (1975).

При районировании должны использоваться показатели, по­лученные и другими точными методами изучения природных осо­бенностей территорий, особенно геофизическим и геохимическим. Выше мы отчасти уже касались этого вопроса, например о при­менении геофизических показателей — коэффициентов увлажне­ния и континентальности климата при зональном и секторном районировании. Необходимо использовать при выделении и ха­рактеристике ГК и геохимические показатели, а также состав­ленные на их основе типологические карты геохимических ланд­шафтов (ФГАМ, 1964; Перельман, 1975). Однако говорить о спе­цифическом геофизическом и геохимическом методах физико-гео­графического районирования, как это делают некоторые авторы (например, Федина, 1973), по нашему мнению, еще преждевре­менно. Кстати, в упомянутой работе речь идет фактически не о геофизическом и геохимическом методах районирования, а о не­которых сторонах одноименных методов исследования природных условий.

comments powered by HyperComments