На початкових етапах пізнання картографічний метод - метод картографування - використовується як метод відображення об'єктивної реальності. Карта служить специфічною формою фіксації результатів спостережень, накопичення і зберігання географічної інформації.
Своєрідним протоколом польових спостережень є карта фактичного матеріалу, подальший аналіз якої дозволяє створити первинну тематичну (спеціальну) карту. Легенда до карти є результатом класифікації зображених на ній об'єктів. Таким чином, в створенні тематичної карти використовується не тільки картографічний, але і порівняльний метод, застосування якого дозволяє провести класифікацію фактичних даних, виявити певні закономірності і на їх основі виконати ту, що генералізує, тобто перейти від конкретного до абстрактного, до формування нових наукових понять.
На основі карти фактичного матеріалу може бути складений цілий ряд спеціальних карт (А. А. Відіна, 1962), головній з яких служить ландшафтно-типологічна карта - підсумок польового ландшафтного картографування.
Ландшафтна карта, що є зменшеним генералізованим зображенням ПТК на площині, - це, перш за все, просторова знакова модель природних територіальних комплексів, одержана по певних математичних законах. І як всяка модель вона сама служить джерелом нової інформації об ПТК. Картографічний метод дослідження якраз і направлений на отримання і аналіз цієї інформації з метою глибшого пізнання об'єктів і явищ [7].
Джерелом інформації в цьому випадку служить не сама об'єктивна реальність, а її картографічна модель. Результати таких опосередкованих спостережень у вигляді різноманітних якісних або кількісних даних фіксуються у вигляді словесного опису, таблиць, матриць, графіків і т.д. і служать матеріалом для виявлення емпіричних закономірностей за допомогою порівняльного, історичного, математичних і логічних методів.
Удосконалюються не тільки картографічні методи і карти, що складаються, але і методи їх аналізу. У недалекому минулому основним і чи не єдиним прийомом аналізу карт був візуальний аналіз. Його результат - якісний опис об'єктів з деякими кількісними характеристиками, які могли бути прочитані з карти або оцінені окомірно і представлені у вигляді окремих показників, таблиць, графіків. Важливо при цьому не обмежуватися простим викладом фактів, а постаратися розкривати зв'язки і причини, давати оцінку об'єктам, що вивчаються. Потім з'явився і став широко застосовуватися графічний аналіз, який полягає в складанні за даними, одержаними з карт, різних профілів, розрізів, графіків, діаграм, блок-діаграм і т.д. і подальшому їх вивченні. Графоаналітичні прийоми аналізу карт (А. М. Берлянт, 1978) полягають у вимірюванні по картах кількісних просторових характеристик об'єктів: довжин ліній, площ, кутів і напрямів. На підставі результатів вимірювань розраховуються різноманітні морфоаналітичні показники. Графоаналітичні прийоми часто називають картометрією, або картометричним аналізом.
Картографічний метод дослідження особливо широко використовується на початкових етапах пізнання (при зборі і фіксації результатів спостережень в природі і їх систематизації), а також для віддзеркалення виявлених в процесі вивчення емпіричних закономірностей і отримання з готових карт нової інформації, переробка якої за допомогою інших методів дозволяє не тільки одержувати нові емпіричні закономірності, але і формувати теорію науки. Картографування результатів досліджень - невід'ємна частина комплексних ландшафтних досліджень.
Історичний метод пізнання природи також один з традиційних методів географічних досліджень, хоча він сформувався значно пізніше за порівняльний і картографічний методи і значною мірою спирається на них.
Виникнення історичного методу стало можливим лише в XVIII сторіччі, коли розповсюдилося уявлення про мінливість природи поверхні Землі. Основоположниками його були німецький учений І. Кант і наш великий співвітчизник М. В.Ломоносов. Всім відоме чудовий вислів Ломоносова в його праці "Про шари земних" (1763): "І, по-перше, твердо пам'ятати повинно, що видимі тілесні на Землі речі і весь світ не в такому стані були з початків від створення, як нині знаходимо; але великі відбувалися в ньому зміни, що показують Історія і стародавня Географія, з нинішньою знесена...".
Визнання мінливості природи Землі вимагало її вивчення. Спроби використовувати для вирішення цієї проблеми вже існуючі методи привели до їх трансформації у зв'язку з появою нових аспектів їх застосування, рішенням нових задач і використанням нових прийомів, внаслідок чого і сформувався історичний метод [12].
Сучасний історичний метод базується на положенні діалектичного матеріалізму про безперервний рух і розвиток матерії. Історичний метод грає вирішальну роль у всіх випадках, коли досліджувані об'єкти і процеси вимагають свого розгляду в розвитку і становленні, тому він є одним з основних методів комплексної фізичної географії. Ще в 1902 р. Д. Н.Анучин писав, що "уявлення об еволюції, про хід розвитку, про процеси і сили, якими цей розвиток викликався і обумовлювався", необхідно мати "для більш осмисленого розуміння сьогодення". Історичний метод дозволяє "пізнати сьогодення в його розвитку" (К.к.Марков, 1948. - С. 85), є ключем до розуміння сучасних закономірностей природи і допомагає дати прогноз її розвитку в майбутньому.
Завдання історичного аналізу в комплексних фізико-географічних дослідженнях - прослідкувати становлення сучасних рис природи Землі, встановити початковий стан того або іншого ПТК і ряд його конкретних перехідних станів (стадій розвитку), вивчити сучасний стан як результат змін, що відбулися, виявити рушійні сили і умови процесу розвитку. Проте при історичному аналізі частіше всього використовуються не самі стани природних комплексів, а різноманітні "сліди" колись існуючих станів. Ретроспективний аналіз, заснований на вивченні "слідів станів" ПТК, дає можливість пізнати взаємозв'язки між різними компонентами і комплексами в історичному аспекті, тобто створити просторово-часову характеристику ПТК.
При комплексних фізико-географічних дослідженнях і ретроспективний аналіз повинен бути достатньо комплексним, тобто повинен включати не тільки літогенні, але і біогенні компоненти, які фіксують найбільш пізні етапи становлення ПТК і тому дають цінний матеріал для встановлення тенденцій подальшого розвитку комплексів. Наскільки глибоко такий аналіз може проникнути в минуле ПТК і наскільки достовірний і детальний він буде, залежить від віку, великої кількості і різноманітності таких "слідів станів".
Разом з ретроспективним аналізом структури сучасних ПТК для палеогеографічних реконструкцій використовується ряд інших методів: спорово-пилковий, фауністичні аналізи, вивчення похоронених грунтів і кори вивітрювання, археологічний, радіовуглецевий, стратиграфічний, мінералогічний, гранулометричний і т.д.
Частіше всього палеогеографічний аналіз застосовується для вивчення четвертинної (антропогенної) історії, але може застосовуватися і для віддаленіших періодів.
В даний час все частіше історичний метод, використовується в поєднанні з геофічним і геохімічним методами для дослідження найбільш простих і динамічних комплексів, для вивчення самих комплексів і чинників, що формують або що формували їх в недалекому минулому. Таке вивчення базується на безпосередніх спостереженнях за сучасними процесами, що протікають в ПТК, або на аналізі картографічних і аерофотоматеріалів [14].
Методи досліджень, використовувані з 30 -50-х рр. XX ст . З цих методів особливо велику популярність одержали аерометоди - дослідження території за допомогою літальних апаратів. Вони підрозділяються на аеровізуальні і різні види зйомок, з яких у фізико-географічних дослідженнях знаходить застосування аерофотознімання.
Аеровізуальні спостереження є оглядом місцевості з літака або вертольота з метою вивчення природних особливостей території і ступеня зміни її людиною. Вони застосовуються для рекогносцировки (особливо в труднодоступних районах), для картографування і дешифрування аерофотознімків. У останньому випадку аеровізуальні спостереження поєднуються з наземними на ключових ділянках. Вельми ефективні аеровізуальні спостереження для вивчення сезонних змін природи в просторі (Н.л.Беручашвілі, 1979).
Аерофотознімання - це фотографування місцевості з літальних апаратів. Результат зйомки - аерофотоматеріали, представлені у вигляді знімків, репродукцій накидного монтажу, фотосхем і фотопланів. Перші аерофотознімання для виробничих цілей (лісовпорядження, землеустрою, дорожнього будівництва) були проведені в нашій країні в 1924 р. У 30-х рр. XX в. аерозйомкою вже були покриті величезні простори, її матеріали використовувалися для топографічних цілей, вивчення Арктики і лісів. Були перші досліди застосування їх для вивчення рельєфу, боліт, річок. Все більш очевидним ставала велика наукова цінність аерофотознімання, проте до закінчення Великої Вітчизняної війни тривав період широкого, але недостатньо глибокого використання матеріалів аерофотознімання. Вивчалися лише ті об'єкти, які знаходили безпосереднє відображення на аерофотоматеріалах.
Лише у післявоєнні роки підвищився інтерес до методів дешифрування аерофотозображень. Географи побачили в аэрофото-методах новий багатообіцяючий спосіб швидкого збору інформації на великій території. Аерофотометоди стали використовувати у всіх географічних науках і у ряді суміжних наук. Цьому сприяла поява нового вигляду аерофотознімання: чорно-білій спектро-зональний, кольоровій і кольоровий спектро-зональний, а також вдосконалення методів дешифрування аерофотозображень.
Радянські географи виробили свій, вельми ефективний метод дешифрування аерофотознімків - ландшафтний (Р. В. Господінов, 1960). Суть його полягає в тому, що "шляхом аналізу фотозображення того або іншого географічного комплексу в цілому встановлюється його складова частина, яка безпосередньо на аерофотознімках не відобразилася" (С. П. Альтер, В 1959. - С. 104). Ландшафтний метод поступово стає основним при різних територіальних дослідженнях з застосуванням аерофотоматеріалів.
Дешифрування грунтується на аналізі прямих дешифрувальних ознак: тону (або кольору), структури, форми і розміру фотозображення, а також відбитої об'єктами тіні. Але по прямим ознакам можуть бути віддешифровані лише компоненти, безпосередньо зображені на знімках (рослинність, рельєф на безлісих ділянках, водні об'єкти, незадерновані гірські породи), проте і для них ці ознаки дозволяють одержувати вельми мізерні дані.
Значно зростає об'єм інформації, що одержується з аерофотознімків, при використанні непрямих дешифрувальних ознак. Такими ознаками є взаємозв'язки об'єктів і явищ в просторі і в часі [8].
Непрямі ознаки різноманітні і більшість з них має місцеве значення, тому виявлення їх вимагає знання природних умов досліджуваного району, уважного вивчення взаємозв'язків між окремими компонентами ПТК. Непрямі ознаки звичайно виявляються шляхом наземного дешифрування аерофотознімків на ключових ділянках, а потім використовуються при камеральному дешифруванні знімків на решту території. Наприклад, рослинний покрив служить для визначення глибини залягання грунтових вод в пустелі, а в лісовій зоні перехід від заплавних лугів і до соснових лісів свідчить про зміну заплави терасою і т.д.
Поєднання методів якісного аналізу аерофотоматеріалів з кількісними (фотометричним, фотограмметричним) є якнайкращим варіантом застосування аерофотометоду, що дозволяє повністю використовувати багатий зміст аерофотознімків.
Аерометод - це метод виключно першого етапу пізнання - збору фактичного матеріалу і отримання інформації про природні комплекси. Подальша обробка зібраних даних проводиться вже із застосуванням інших методів: математичних, порівняльного, історичного і т.д. Проте не дивлячись на це, значення його в географічних дослідженнях надзвичайно велике.
Подальший розвиток і вдосконалення аерометодів йде по шляху автоматизації дешифрування, а також в рамках аерокосмічних методів.
Геофизичний метод майже такий же старий і традиційний, як порівняльний і картографічний, проте відноситься до нових точних методів дослідження. Річ у тому, що довгий час географія і геофізика розвивалися як одна наука. Геофизичні методи в географії використовувалися лише при вивченні найбільш динамічних компонентів - повітря і водних мас. Застосування їх до вивчення таких складних динамічних систем, що включають різні рівні організації матерії, як природні територіальні комплекси і географічна оболонка, в цілому стало якісно новим етапом в розвитку геофизичного методу в географії.
Геохімічний метод, навпаки, досить молодий. Він зародився лише на початку XX ст. на стику хімічних наук і наук про Землю. Обидва ці методу активно упроваджуються в сучасні комплексні фізико-географічні дослідження, тому надалі вони будуть розглянуті детальніше.
Методи досліджень, вживані з 60 -80-х рр. XX ст . Космічні методи географічних досліджень почали розвиватися на базі аерометодів з 1960 р., коли був запущений перший метеорологічний супутник і одержаний перший космічний знімок Землі. Володіючи основними достоїнствами аерометодів, космічні методи мають перед ними перевагу в тому, що дають можливість одержувати в короткі терміни зіставну глобальну інформацію про земну поверхню. Це дозволяє реально перейти до цілісного вивчення географічної оболонки Землі і що складають її компонентних оболонок, а також до встановлення глобальних географічних закономірностей [8].
Як і аерометоди, космічні методи відносяться до дистанційних методів дослідження. В даний час проводиться декілька різних видів космічних зйомок (фотографічна, телевізійна, спектрометрична, мікрохвильова і ін.). Використання багатооб'єктивних камер робить доступним отримання багатозональних знімків.
Головною відмінністю космічних знімків від аерофотознімків є їх набагато більша обзорність, залежно, як відомо, від висотного положення літального апарату. Якщо зйомка з висотних літаків проводиться з висоти 10 - 20 км, то за допомогою ракет вона ведеться вже з висоти 80 - 250 км. Оптимальна висота фотографування Землі з супутників - 200-1500 км. Перше глобальне зображення Землі (півкуля в цілому) було одержано штучним супутником "Блискавка" з висоти 20- 40 тис. км.
За допомогою космічних методів одержують інформацію гранично об'єктивну, масову, різноманітну, синхронну по обширних ділянках географічної оболонки. Це дає можливість вивчати просторово-часові зміни георгафічної оболонки, сучасну структуру і динаміку ПТК планетарного (глобального) і регіонального рівнів. Ретельний аналіз космічних знімків дозволяє не тільки пізнавати емпіричні закономірності, але і піднятися на рівень теоретичних узагальнень.
Космічні методи найтісніше зв'язані в своєму використанні з картографічним і математичними методами. Метеорологія і геологія поки що залишаються головними споживачами інформації з Космосу. У комплексній фізичній географії також поступово накопичується досвід застосування космічних методів (В.а.Ніколаєв, 1979). Поза сумнівом, що космічні методи розвиватимуться далі і широко використовуватися в географії. Проте однією з складних проблем їх використання є величезний, буквально лавинний потік інформації що вимагає обробки і осмислення.
Об'єктивні труднощі застосування математичних методів до вивчення ПТК полягають в складності структури об'єктів дослідження, в надзвичайно слабкій формалізації ландшафтних понять і недостатній математичній підготовці географів. Відомо, що ПТК є складними динамічними системами з безліччю прямих і зворотних зв'язків як усередині комплексу (між його складовою частинами), так і з навколишньої ПТК середовищем. Розвиток нових розділів математики, спеціально призначених для вивчення складних динамічних систем, і накопичений досвід їх використання в біології і геології полегшили впровадження математичних методів в географію.
2.2 Методи історико-ландшафтних досліджень
Антропогенно-ландшафтна структура є одним з параметрів структурно-функціональної організації ландшафтно-господарських систем. Звідси випливає, що антропогенно-ландшафтну структуру досліджуваного регіону на певні часові зрізи може бути розкрито шляхом визначення локалізації, структури та динаміки ландшафтно-господарських систем. Тому конкретні методи і системи методів історико-ландшафтних досліджень спрямовані головним чином на картографічні реконструкції природно-антропогенної структури ландшафтно-господарських систем досліджуваної території на певні історико-ландшафтні зрізи, визначення антропогенної перетвореності ландшафтів, історико-ландшафтне районування.
Для визначення природно-ландшафтної структури регіону в період давнього природокористування використовуються основи сучасних типологічних ландшафтних карт, дані палеогеографії та палеоландшафтознавства, історичні матеріали (описові та картографічні) та топоніміка. Крім того, проводяться польові дослідження на ключових ділянках. Обстежуються ґрунти, поховані під фортифікаційними спорудами городищ, курганними насипами, делювіальними і алювіальними відкладами. Здійснюється відбір зразків для палінологічного аналізу, перевіряються та дешифруються сліди давнього природокористування за матеріалами аерофотозйомки [3].
Методика антропогенно-ландшафтних реконструкцій суттєво відрізняється для зрізів різної інформативної забезпеченості. Для документованого періоду використовуються давні картографічні матеріали, з яких на ландшафтну основу переносяться межі ділянок природної рослинності, сільськогосподарських угідь, населених пунктів та інших типів господарського використання ландшафтів. Такий підхід застосовується переважно для великомасштабного картографування на ключових ділянках. При середньо- і дрібномасштабному картографуванні великих регіонів у ландшафтних контурах подаються дані про типи й площі антропогенних ландшафтів або загальна оцінка антропогенної перетвореності ландшафтів. Цей процес пов'язаний з картометричними роботами на давніх картах або з ландшафтною інтерпретацією статистичних, кадастрових та інших матеріалів.
Визначення ареалів природокористування за часовими зрізами, а також параметрів їх ландшафтної та антропогенно-ландшафтної структури здійснюється шляхом послідовного застосування низки спеціальних методів картографічного моделювання.
На історико-ландшафтних картах відображується процес освоєння і змін ландшафтів: на аналітичних - зміни лісистості, розораності, поширення реліктових фітоценозів та ін.; на синтетичних - ландшафти різного таксономічного рівня, систематизовані за ступенем зміненості. Ландшафтна основа подається кольоровим фоном. Різною штриховкою позначається ступінь зміненості ландшафтів. Для якісної характеристики В.С.Жекулін (1982) пропонує таку градацію:
окультурені - сільськогосподарські угіддя займають всю територію;
дуже змінені - сільськогосподарські землі займають більше 70% території;
змінені - на сільськогосподарські угіддя припадає 50% і більше;
слабко змінені - сільськогосподарські землі займають менше 30%;
не змінені - сільськогосподарські землі зустрічаються окремими "острівками".
Дослідження ареалів природокористування передбачає аналіз територіальної диференціації освоєності в кожному зрізі, визначення середніх і максимальних значень, а також фіксацію давніх ядер освоєння і їх успадковуваність від зрізу до зрізу. Зміна площ і конфігурацій ареалів надає можливість районувати регіон відповідно до критерію часової структури природокористування. Відносно тривалості та послідовності господарських функцій регіон доцільно районувати за наступними часовими структурами природокористування: постійне, переважне, періодичне, нетривале, відсутнє.
Отже, історико-ландшафтне районування вирішує два основні завдання: регіональна систематика ландшафтів за ступенем їх освоєності для певного етапу природокористування; поділ території за віком і характером освоєння її ландшафтів.
На заключній стадії дослідження за картами антропогенних модифікацій ландшафтів усіх часових зрізів діахронічний аналіз природокористування досліджуваного регіону провадиться [3].
Діахронічний підхід (від грецького АІА - префікс, що означає наскрізний рух, проникнення, завершеність тощо, та ХРСЖОЕ- час) є розвитком загальнонаукового історичного підходу при застосуванні його до географічних об'єктів, явищ та процесів. В історичному ландшафтознавстві - це виявлення тенденцій природно-антропогенного розвитку ландшафтів за історичний час, тобто аналіз послідовності змін їх структури та станів в процесі становлення, поширення і ускладнення господарських функцій з урахуванням глобальної ритміки, сукцесійної динаміки біоценозів в періоди ренатуралізації, інтенсивності фізико-географічних процесів тощо. Встановлення трендів цього процесу на окремих етапах природокористування і в цілому за досліджуваний період повинно створити основу для прогнозування змін ландшафтів у майбутньому. Процес
29-04-2015, 00:34