авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Пространственно-временная самоорганизация геосистем юга средней сибири

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КОНОВАЛОВА Татьяна Ивановна

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ САМООРГАНИЗАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ ЮГА СРЕДНЕЙ СИБИРИ

25.00.23 - физическая география и биогеография,

география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора географических наук

Иркутск – 2009

Работа выполнена в Институте географии им. В.Б. Сочавы Сибирского

отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Давыдова Нина Даниловна

доктор географических наук, профессор

Ретеюм Алексей Юрьевич

доктор географических наук, профессор

Назимова Дина Ивановна

Ведущая организация: Бурятский государственный университет

Защита состоится 14 мая 2009 г. в 9.00 часов на заседании

диссертационного совета Д 003.010.01 по защите докторских диссертаций при Институте географии им. В.Б. Сочавы СО РАН по адресу: 664033,

Иркутск, 33, Улан-Баторская, 1

Факс: 8 (3952) 42-27-17

E-mail: postman@irigs.irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН

Автореферат разослан «….» …………….2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор географических наук Рагулина М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение самоорганизации геосистем в географических исследованиях занимает особое место, соответствующее современному этапу развития научного знания. Это не просто раскрытие частных свойств и территориального целого, а понимание того, каким образом части сливаются в целое и развиваются как целое через проявление связей и изменений. Собственно эта задача, сформулированная В. В. Докучаевым (1951) как необходимость формирования особой науки о «тех многосложных и многообразных соотношениях и взаимодействиях, а равно и законах, управляющих вековыми изменениями их, которые существуют между так называемыми живой и мертвой природой...» (с. 416) легла в основу развития ландшафтоведения и формирования направлений его современных исследований.

В ландшафтоведении накоплено значительное количество знаний, использование которых требует научного обобщения и систематизации с позиций интегрального подхода к решению проблемы самоорганизации геосистем регионов. Это определяется следующими обстоятельствами: система обладает особым свойством эмерджентности, благодаря чему изучение ее самоорганизации не может базироваться на рассмотрении отдельных составляющих; выявление «сквозных» факторов самоорганизации для различных иерархических уровней геосистем находится в стадии разработки; практически не проведены эмпирические обобщения самоорганизации геосистем регионов. Необходимо превратить различные данные и знания в систему методов исследований пространственно-временной самоорганизации геосистем юга Средней Сибири, основываясь на современных естественнонаучных представлениях о ней, теории геосистем В.Б. Сочавы и результатах собственных многолетних исследований.

В системе общенаучных знаний решение этой проблемы связано с реализацией современного синергетического подхода, а в области физической географии - с дальнейшим развитием теории геосистем.

Решение новых задач требует создания особого познавательного инструментария – методов получения оперативной и масштабной информации о состоянии геосистем и их картографирования.

Цель исследования – выявление и картографирование основных закономерностей пространственно-временной самоорганизации геосистем юга Средней Сибири.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- раскрытие ведущих факторов самоорганизации геосистем регионов;

- разработка методов дистанционного исследования и картографирования пространственно-временной самоорганизации геосистем;

- применение разработанной системы методов для оценки современного состояния и направления естественных преобразований геосистем;

- определение характера антропогенной трансформации геосистем на основе выявленных тенденций их преобразования.

Объект исследования – территория юга Средней Сибири.

Предмет исследования - методология (система методов) исследования пространственно-временной самоорганизации геосистем регионов (формирование, устойчивость, развитие).

Исходные материалы, объект и методы исследований. Диссертационная работа основана на фактическом материале, собранном в 1984-2008 гг. в регионах Западного и Восточного Саяна, Средней Сибири, Прибайкалья, Забайкалья, Северо-Байкальского и Патомского нагорий лично автором и в процессе коллективных исследований по плановым темам Института географии СО РАН: «Развитие теории и методики картографирования и космического землеведения» (Раздел 3.5.6.3. Программа 4.6.2. «Сибирь); «Разработка и создание картографических произведений на различные регионы Сибири» (Раздел 01.10.Н. Программа 0.74.02. «Космос»); «Аэрокосмические и картографические методы исследования геосистем Сибири» (№ ГР 01.9.20.009678); «Развитие методов получения, преобразования и отображения географических данных и знаний о состоянии природной среды» (№ ГР 01.9.60.007169); "Экологическое картографирование Сибири" (Программа «Сибирь» СО РАН «Биосферные и экологические исследования». Тема 6, раздел 12.5.); «Современные методы получения, отображения и анализа географических данных» (№ ГР 01.9.80.004867); «Разработка теории и методов системного анализа геоизображений и геоинформационного картографирования для сбалансированного территориального развития (№ ГР 01.9.70.005469), а также грантов РФФИ «Изменение природной среды Верхнего Приангарья» (97-05-96420); «Ландшафтное разнообразие: теория, методы, классификация» (03-05-64903).

Развитие методологии исследований самоорганизации геосистем основано на учении о геосистемах В. Б. Сочавы, использовании теоретического и практического опыта разработок в области системных исследований географической среды и ее самоорганизации в трудах отечественных и зарубежных географов (В.Р. Алексеева, А.Н. Антипова, А.Д. Арманда, А.В. Белова, В.И. Булатова, А.А. Григорьева, К.Н. Дьяконова, А.Г. Исаченко, В.И. Козина, Л.М. Корытного, А.Т. Напрасникова, Е.Г. Нечаевой, Э. Неефа, В.А. Николаева, А.В. Позднякова, Ю.Г. Пузаченко, А.Ю. Ретеюма, Ю.М. Семенова, В.А. Снытко, Т.Т. Тайсаева, А.К. Черкашина, Г. Хазе, Д. Харвея, И. Шмитхюзена, Г.Хакена, И. Пригожина, Э. Лоренца и др.).

Использованы картографический, сравнительно-географический, дистанционный (аэровизуальные исследования, дешифрирование космических снимков), ландшафтно-индикационный, исторический методы, а также полевые маршрутные наблюдения в сочетании с обобщением значительного массива литературных материалов.

Научная новизна.

1. Обосновано представление о взаимосвязанной системе факторов как причине и движущей силе процесса самоорганизации, определяющей ее формирование, сохранение и направленное преобразование.

2. Разработана методика исследований пространственно-временной самоорганизации геосистем на основе данных космических съемок Земли, которая синтезирует требования к получе­нию информации из набора многочисленных дешифровочных признаков. Их сочетание позволяет создать целостный образ объекта и оценить особенности самоорганизации.

3. Составлена серия разномасштабных карт геосистем регионов Сибири на основе дешифрирования космических снимков, полевых аэровизуальных и маршрутных исследований, синтеза палеогеографических данных, изучения «ландшафтов-аналогов», позволяющих делать выводы о том, «что, как и с какой интенсивностью будет изменяться».

4. Разработана схема физико-географического районирования юга Средней Сибири, проведенного впервые для всего региона до уровня макрогеохоры. В пределах Южно-Сибирской горной, Байкало-Джугджурской горно-таежной и Среднесибирской таежно-плоскогорной физико-географических областей выделены буферные геосистемы на уровне провинций, благодаря высокому рангу контактирующих тектонических и физико - географических структур.

5. Выявлена основная тенденция направленных преобразований геосистем юга Средней Сибири, которая проявляется на протяжении около 40 млн. лет от палеогена до наших дней в развитии аридизации. В районах интенсивного антропогенного воздействия происходит ее усиление, что создает условия возникновения нового геосистемного качества.

6. На основе разработанной методологии установлена тенденция преобразования региональной структуры геосистем, которая проявляется в смене таежных темнохвойных и подтаежных типов геосистем на светлохвойные и лугово-степные соответственно. Изменения затрагивают значительные площади, благодаря широкому развитию буферных геосистем, имеющих в регионе высокий иерархический ранг (провинции) и интенсивному антропогенному воздействию.

7. Составлена карта самоорганизации геосистем юга Средней Сибири, отражающая ее региональную дифференциацию по основным типам и видам.

Практическое значение исследований. Теоретические разработки и практические рекомендации автора применены в научном обеспечении природопользования, природоохранной деятельности, оценке экологического состояния городов, в системе экологического просвещения. Авторские материалы и карты использованы при разработке «Перспективной схемы организации особо охраняемых природных территорий в Иркутской области» (1995), «Картографического обеспечения земельного кадастра Иркутской области» (1996), «Проекта зоны атмосферного влияния Байкальской природной территории» (2000), «Концепции экологической безопасности Иркутской области» (2001), «Экологически ориентированного планирования землепользования в Байкальском регионе (дельта Селенги)» (2002), «Концепций и генеральных планов гг. Иркутск, Шелехов», «Оценке земель г. Усть-Кута» (1996; 2003; 2004); государственного контракта на создание и постановку научно-технической продукции для федеральных нужд «Анализ современного использования территории и ограничений для разработки проекта схемы территориального планирования центральной экологической зоны Байкальской природной территории» (2008). Материалы исследований по теме диссертации представлены в отчетах по международной программе «ESPROMUD” (Манчестер, 1998), направленной на изучение воздействия крупных промышленных центров на окружающую среду.

Результаты работ использовались Администрациями Иркутской области и Республики Бурятия, городов Иркутской области, Иркутским областным комитетом природопользования, Государственными комитетами по охране окружающей среды Иркутской области Республики Бурятия, университетом округа Манчестер (Англия), Министерством природных ресурсов РФ.

Апробация работы. Результаты исследований доложены более чем на 50 международных, всероссийских совещаниях и конференциях, в т.ч. InterКarto 2: ГИС для картографирования и изучения окружающей среды (Иркутск, 1996); InterКarto 4: ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий (Барнаул, 1998); InterКarto - 5: ГИС для устойчивого развития территорий (Якутск, 1999); InterКarto-9: ГИС для устойчивого развития территорий (Новороссийск - Севастополь, 2003); InterКarto -10: Устойчивое развитие территорий: геоинформационное обеспечение и практический опыт (Владивосток, 2004); 4-th International Symposium on Enviromental Geotehnology and global Systainable Development (Boston, 1998); Оценка и управление природными рисками (Москва, 2000); Межгосударственное Совещание ХХV пленума Геоморфологической Комиссии РАН (Белгород, 2000); Совещание географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 2001; Владивосток, 2004); Земля из космоса – наиболее эффективные решения (Москва, 2003); Степи Евразии (Оренбург, 2003); «Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как фактор устойчивого развития Байкальского региона» (Иркутск, 2003); Заповедное дело: проблемы охраны и экологической реставрации степных экосистем (Оренбург, 2004); Структурно-функциональная организация и динамика лесов (Красноярск, 2004); Природно-ресурсные, экологические проблемы окружающей среды в крупных речных бассейнах/Объединенный научный совет по фундаментальным географическим проблемам (Борск, 2004); International geographical congress (Glasgow, 2004), Природно-ресурсный потенциал Азиатской России и сопредельных стран (Иркутск, 2004); Убсу-Нурская котловина как индикатор биосферных процессов в Центральной Азии (Кызыл, 2004); Моделирование географических систем (Иркутск, 2004); XII Съезд РГО (Кронштадт, 2005); Степи Северной Евразии (Оренбург, 2006); InterКarto-12: Устойчивое развитие территории; теория ГИС и практический опыт (Калининград, 2006); Геоинформационное картографирование для сбалансированного территориального развития (Иркутск, 2006); Другая всеукраiнськая науковая конференцiя (Киiв, 2007); Современные проблемы ландшафтоведения и геоэкологии (Минск, 2008); Изменение климата Центральной Азии: социально-экономические и экологические последствия (Чита, 2008); Роль особо охраняемых природных территорий в решении экологических проблем (Йошкар-Ола, 2008); Система географических знаний (Иркутск, 2008).

Личный вклад автора заключается в разработке системы методов исследования пространственно-временной самоорганизации геосистем и ее региональной дифференциации, представления об устойчивости геосистем регионального уровня иерархии и их антропогенной нарушенности, прогноза естественных и антропогенных трансформаций геосистем юга Средней Сибири. В коллективных работах автор провела ландшафтные исследования, картографирование и физико-географическое районирование территории юга Средней Сибири и создала легенды карт.

Публикации. Автором опубликовано около 200 научных работ; основное содержание диссертации отражено в 65 публикациях, включая 6 коллективных монографий и 4 карты.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 42 рисунками, 4 таблицами, 4 приложениями, содержит 205 страниц текста. Структура работы представлена на стр.43-44 автореферата.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ,

ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Самоорганизация геосистем формируется, сохраняется и преобразовывается под воздействием взаимосвязанной системы факторов, которые являются ее движущей силой и определяют характерные особенности в пространстве и времени.

Методология исследований базируется на представлении о самоорганизации геосистем как сложном процессе формирования, сохранения и упорядоченного преобразования целостности за счет внутренних факторов. Сложность процесса заключается в сочетании многих перемен, в том числе прогрессивных и регрессивных изменений, ритмических колебаний, обусловленных переплетением внутренних и внешних стимулов.

Основными факторами, определяющими пространственно - временную самоорганизацию геосистем, являются вещественно-энергетический обмен, внутренние взаимосвязи, развитие (направленность и необратимость), резонанс процессов, устойчивость, взаимосвязь со средой [Коновалова, 2002, 2004, 2007].

Обмен веществом и энергией является важным фактором самоорганизации геосистем, определяя их самостоятельность как естественно-исторического образования. Геосистемы, выше стоящие по иерархическому уровню, за счет потоков вещества и энергии усиливают процессы, свойственные им и подавляют другие, определяя тем самым особенности самоорганизации подсистем. Трансформация их геофизических параметров ведет к энергетической перестройке в подчиненных, что отражается на их взаимосвязях. Если «подчиненные структуры» не придут в соответствие с условиями вышестоящей геосистемы, то, в конечном итоге, они перестают существовать как целостность.

Например, в настоящее время в равнинных и подгорных условиях юга Средней Сибири (выше 800 м) при показателях радиационного индекса сухости порядка 1,0 отмечается функционирование темнохвойно-таежных геосистем. Оптимальное их развитие в регионе происходило в конце позднего плиоцена, а, начиная с раннего голоцена здесь началось формирование светлохвойно-таежных типов геосистем. Очевидно, что их современное существование обусловлено консервированием мерзлотой осенних осадков предшествующего периода и соответственно сбережением ее для сухого периода начала вегетации растительности, когда водоснабжение растений обеспечивается за счет постепенного протаивания мерзлых слоев почвы. Это помогает геосистемам сохранять на определенное время свою «независимость» относительно региональных физико-географических условий.

Понижение иерархического уровня геосистем обусловливает уменьшение площади, занимаемой каждой из них, а вместе с ней - общей суммы эффективной радиации и объема воды. Это приводит к модификации внутренних взаимосвязей геосистемы и характера взаимодействия с внешней средой. Как следствие – усиливаются взаимосвязи и перераспределение вещества и энергии между геосистемами одного уровня иерархии, в результате чего фации зависят от смежных с ними геосистем этого же ранга намного сильнее, чем сопредельные региональные единицы влияют друг на друга.

Для геомеров и геохор условия соподчинения задаются физико - географическими характеристиками, присущими узловым геосистемам. Значения их «управляющих параметров» являются основными при определении тенденций преобразования подчиненных геосистем, амплитуды их изменений. Любые трансформации в функционировании узловых геосистем оказывают воздействие на подчиненные, которые в этом случае либо меняют направление своего развития, либо приходят к состоянию хаоса. При частых изменениях параметров узловых систем в подчиненных теряется возможность формирования нового порядка.

Антропогенная деятельность обычно ускоряет естественный ход процессов самоорганизации, изменяя наиболее быстро геосистемы с наиболее низкими показателями вещественно-энергетического обмена, крайними проявлениями согласованности элементов. В результате значительная антропогенная трансформация геосистем во многом определяется обстоятельствами их самоорганизации. Наиболее наглядны резкие трансформации в геосистемах с жестким и дискретным типом внутренних взаимосвязей (рис.1).

Примером геосистем с жесткими типами взаимосвязей служат ерниковые и темнохвойно-таежные кедровостланниковые группы фаций, развитые на Лено-Ангарском плато. Так А.Н. Криштофович (1913) отмечал: «Темная тайга с ее толстым моховым покровом держит мерзлоту на малой глубине, этим способствуя заболачиванию плато и вообще большей сырости. Опускание мерзлоты способствует развитию оподзоливающих процессов и осушению местности, и в результате завладения страной бором мы находим тут уже совершенно иные физические условия» (с. 120).

 Типы согласованности частей геосистем Типы взаимосвязей: 1 – дискретный, в-0

Рис. 1. Типы

согласованности частей

геосистем

Типы взаимосвязей:



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.