Тема: "СТРУКТУРА, ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, ЭВОЛЮЦИЯ ПРИРОДНЫХ И ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ". Руководитель – член-корреспондент РАН, профессор, д.г.н. К.Н.Дьяконов

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: географический ландшафт, геосистема; функционирование, структура и эволюция ландшафта, спорово-пыльцевой анализ, абсолютный возраст, иерархическая структура природных территориальных комплексов, устойчивость геосистем, геохимические барьеры; состояния и смены природных территориальных комплексов; горные, культурные, природно-антропогенные ландшафты, ландшафтное планирование.

1. Проблемы внутриландшафтного синтеза. Руководитель – член-корреспондент РАН, профессор, д.г.н. К.Н.Дьяконов
2. Дифференциация, иерархическая организация и функционирование бореальных ландшафтов. Руководитель – профессор, д.г.н. В.В.Сысуев
3. Пространственно-временная структура состояний ландшафтов. Руководитель – ведущий научный сотрудник, д.г.н И.И. Мамай
4. Структурно-функциональная организация, динамика и геоэкологическая оценка горных ландшафтов России. Руководитель – доцент, к.г.н. И.А.Авессаломова
5. Культурные ландшафты мира и России: пространственный анализ, репрезентация, сохранение. Руководитель – старший научный сотрудник, к.г.н. В.Н.Калуцков
6. Антропогенная эволюция ландшафтов Европейской территории России. Руководитель – ведущий научный сотрудник, к.г.н. В.А. Низовцев
7. Ландшафтное планирование и оценка влияния хозяйственной деятельности на геосистемы. Руководитель – ведущий научный сотрудник, к.г.н. А.В. Дончева

ПОДТЕМА 1

• № 05-05-64706 Географические факторы распространения и эволюции верховых болот на региональном и локальном уровнях в Северной Евразии, 2005-2007 гг.

• Выявлены особенности голоценовой эволюции ландшафтной структуры среднетаежных ландшафтов. Голоценовая эволюция ландшафтной структуры среднетаежных ландшафтов (простых и сложных урочищ термокарстовых котловин, пологих ложбин стока и плоских водораздельных пространств) характеризуется общей тенденцией упрощения первоначальной морфологической (латеральной) структуры. Голоценовая эволюция в пределах подурочищ в среднетаежном ландшафте контролируется щелочно-кислотными условиями и выпуклостью-вогнутостью элементов мезоформ рельефа. Крупномасштабный подход к исследованию эволюции внутриландшафтных геосистем ранга урочищ и подурочищ позволяет раскрыть особенности, ненаблюдаемые при стандартных мелко- и среднемасштабных палеогеографических построениях (Дьяконов К.Н.).
• По многолетним рядам прироста деревьев получены закономерности связи годичного радиального прироста хвойных с многолетними рядами температур и осадков в различных природно-территориальных комплексах на разных иерархических уровнях колебаний (низко-, средне-, высокочастотных и межгодовых) на северной границе леса (северная тайга Западной Сибири, район Надыма), верхней границе леса (Приэльбрусье), а также в условиях техногенного загрязнения металлургического комбината (Кольский полуостров, район Мончегорска). Показана зависимость прироста не только от климатических условий лета, когда собственно образуется годичное кольцо, но и от предыдущих условий, в основном переходных сезонов - осени предыдущего и весны текущего по отношению к приросту года. Эти условия проявляются в основном через состояния ландшафтов, определяющиеся характером образования и схода снежного покрова (в основном в Надыме), а также увлажнения (в основном в Приэльбрусье). В Приэльбрусье и Надыме наблюдается запаздывание (инерция) реакции ПТК на внутривековые колебания климатических параметров (с периодом 10 лет и более). При этом эта инерция при прочих равных условиях больше у колебаний с периодом 10 и более лет, чем у высокочастотных межгодовых колебаний, что свидетельствует об иерархичности явлений инерции в динамике ПТК в обоих районах. Ландшафтные различия в реакции динамики радиального прироста хвойных как индикатора климатогенной динамики ПТК в Надыме выражены гораздо сильнее, чем в Приэльбрусье. Это можно объяснить тем, что в Надыме хвойные находятся в более экстремальных условиях, чем в Приэльбрусье, а следовательно больше реагируют на внешние условия произрастания. В целом, в Приэльбрусье влияние не прямых климатических факторов на динамику существующих лесных ПТК оказывает большее влияние, чем в северной тайге Западной Сибири. Обратная картина складывается при влиянии прямых климатических факторов. Кроме этого по району Надыма и Приэльбрусью динамика годичного радиального прироста хвойных рассматривалась как индикатор пространственно-временной организации ландшафтов. Оказалось, что распределение характера динамики прироста деревьев по ПТК ранга урочищ наиболее четко проявляется на северной границе леса (в районе Надыма) на всех иерархических уровнях колебаний, а в Приэльбрусье такое распределение практически не проявляется. Это объясняется законами лимитирующих факторов Либиха и толерантности Шелфорда, т.к. деревья в Приэльбрусье, в отличие от района Надыма, не достигают климатического предела существования, а находятся практически в оптимальных условиях произрастания (Ю.Н. Бочкарев).
• Выявлены и систематизированы основные закономерности структуры и функционирования зоогенных геосистем, их место в иерархии и классификации природных геосистем. Зоогенные комплексы, сформированные норными животными (лемминги, сурки, суслики, барсуки) обычно имеют ранг фаций, копытные животные на природных солонцах образуют фации и простые урочища, бобры могут формировать особые долинные местности в составе ландшафта, а скопления морских колониальных птиц и крупные стадные копытные могут формировать более крупные геосистемы с особыми свойствами структуры и функционирования. Установлено, что в природных геосистемах, находящихся в состоянии равновесия, площадь зоогенных комплексов достаточно стабильна и составляет первые проценты. Увеличение площади зоогенных комплексов более 10-15% , как правило, указывает на выход системы из равновесного состояния (А.Н. Иванов).

ПОДТЕМА 2

• РФФИ № 05-05-64848 Структура и функционирование ландшафтов малых бореальных водосборов, 2005-2007 гг. Руководитель – профессор д.г.н. В.В.Сысуев
  
• РФФИ № 05-05-64335 Полимасштабная организация геосистемных взаимодействий, 2005-2007 гг.
• Грант Ученого Совета географического факультета МГУ для молодых исследователей: "Крупномасштабное картографирование характеристик южнотаежного ландшафта на основе дистанционной информации, цифровой модели рельефа и полевых данных", 2006-2008 гг. Руководитель - ст.-преп. Д.Н. Козлов

• Создан единый геофизический метод дифференциации и синтеза геосистем разного иерархического уровня. Метод основан на понятиях классического ландшафтоведения и терминах уравнений теории поля. Выделенные с помощью численной классификации параметров, описывающих распределение градиентов силовых полей и состояние поверхности земли, геосистемы и их свойства, являются адекватными граничными условиями для физико-математических моделей функционирования геосистем, для построения общей теории геосистем (Сысуев В.В.).
• Выявлены иерархические уровни реализации межкомпонентных отношений на фациальном и урочищном уровне в средней тайге Архангельской области, местностном уровне в южной тайге Костромской области. Связи между составом отложений и видовым составом растительности наиболее ярко выражены на региональном уровне (при разнообразии родов ландшафтов) по сравнению с локальным уровнем (разнообразие видов ландшафтов) (Хорошев А.В.).
• Разработаны алгоритмы и реализованы подпрограммы оценки качества автоматической кластеризации пространственных данных, для сравнения различных методов кластеризации. Для выбранного подмножества параметров и заданной метрике вычисляются статистические характеристики кластеров, и дается количественная оценка качества кластеризации. При наличии нескольких вариантов кластеризации реализована возможность кросс-табуляции т.е., вычисления доли присутствия кластеров одного варианта в другом. Такая процедура может быть весьма полезна при сравнениях ручного выделения однородных территорий и их компьютерного аналога (Г.М. Алещенко).
• Выполнены исследования, развивающие методы оценка состояния ландшафтного покрова на основе совместного анализа результатов полевых комплексных описаний и переменных, характеризующих совокупность свойств среды по элементам регулярной в пространстве сетки. Получаемые результаты в картографической форме позволяют оценить пространственную неоднородность ключевых характеристик ландшафтного покрова при выбранном пространственном разрешении. Все результаты сопровождаются оценками точности их расчетов, что в итоге позволяет использовать получаемую продукцию для принятия решений в сфере природопользования, оценке рисков, экологических ущербов, мониторинге среды и других социально-экономических мероприятиях. Конкретная реализация означенного подхода выполнена для южнотаежных ландшафтов Центрально-Лесного заповедника (Тверская область) и стационара Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН "Зеленоградский" (Пушкинский район Московской обл.). Для Центрально-Лесного заповедника получено, что пространственная изменчивость большинства свойств ландшафтного покрова определяется совместным действием 8 независимых факторов. Наиболее существенные из них - многоплановое перераспределение влаги рельефом, динамические нарушения растительности, мозаичность минерального богатства почв и грунтовых вод. Для каждого фактора получены картографические отображения его пространственной изменчивости, описания характера участия в формировании ландшафтной структуры. Выявленные отношения позволили построить ландшафтную карту с максимально возможным отображением генезиса большинства свойств ландшафта. В рамках развития методов цифрового почвенного картографирования была обоснована последовательность совместного анализа результатов полевого почвенного опробования, спектрозональных сканерных снимков и цифровой модели рельефа, обеспечивающая построение серии взаидополняющих карт, характеризующих структуру почвенного покрова. Сравнение разработанной методики с известными разработками цифровой почвенной картографии (Digital Soil Mapping, 2006) показали ее высокую познавательную и прикладную ценность (Д.Н. Козлов).

ПОДТЕМА 3

• РФФИ № 05-05-64780 Сезонные и внутрисезонные состояния ландшафтов Мещеры, 2005-2007 гг. Руководитель – ведущий научный сотрудник д.г.н. И.И.Мамай

• Результаты функционирования ПТК приводят к их развитию, накоплению и уничтожению предпосылок развития. Сочетание этих трех результатов во времени не одинаково и зависит от типа состояния ПТК. Только уничтожение может проявляться без развития и накопления. Развитие и уничтожение весной, а также накопление и уничтожение встречено в 1-13 типах состояний. Совместное проявление развития, накопления и уничтожения встречается наиболее часто. По сочетанию развития, накопления и уничтожения в каждый из сезонов фации объединяются в группы (И.И. Мамай).
• Изучена пространственно-временная структура состояния современных ландшафтов Московской области. Выявлено уменьшение содержания органического вещества, величин гидролитической кислотности, отмечен рост суммы поглощенных оснований и степени их насыщенности в верхних горизонтах затопленных водохранилищем почв по сравнению с береговыми. Максимальная биопродуктивность зафиксирована в укосах ячменя агроландшафтов. Определены уровни содержания элементов, выявлены пути их миграции и источники загрязнения. Для улучшения здоровья людей даны рекомендации по устранению и обезвреживанию источников загрязнения компонентов ландшафтов (М.А. Хрусталева).

ПОДТЕМА 4

• РФФИ № 06-05-65271 Исследование пространственно-временной организации ландшафтов в зонах воздействия селевых потоков, 2006-2008 гг. Руководитель - доцент к.г.н. М.Н. Петрушина

• В процессе дальнейшей разработки концепции нуклеарно-векторной организации горных регионов выявлены: 1) общие структурные особенности нуклеарных геосистем: наличия ядра, его ландшафтно-географических полей и набор векторных геоситем, обеспечивающих перераспределение потоков в "межнуклеарном" пространстве; 2) своеобразие различных категорий нуклеарных геосистем в зависимости от функционального разнообразия ядер (монофункциональные, полифункциональные), направленности и дальности воздействия вещественно-энергетических потоков (И.А. Авессаломова).
• В долине р. Гизельдон (Северная Осетия) выявлен характер восстановительных сукцессий в районе схода ледника Колки в зависимости от экспозиции склонов, мощности и механического состава отложений, микрорельефа. Отмечено быстрое таяние ледово-каменного тела и его активное зарастание, в том числе деревьями и кустарниками. Выявлено увеличение мозаичности растительного покрова, сочетание видов различных высотных зон, обилие видов пионеров. Начато составление экологических шкал растений зон воздействия селей и лавин. Определены растительные сообщества-индикаторы зон их действия. Продолжено составление гербария и фотогербария для бассейнов Центрального и Западного Кавказа (М.Н. Петрушина).
• Проведена попытка картографирования структурных частей нуклеаров разной размерности и корреляция их с региональными единицами разного таксономического ранга. В период полевых исследований на Алтае выявлены негативные экологические последствия рекреационного освоения в Алтайском государственном заповеднике, в долине р.Катуни от Манжерока до Куюса, по долинам рек Мульты и Аккема. Исследована приуроченность исторических памятников "скифского периода" к ландшафтам долины р. Каракол, составлена ландшафтная карта 1:100000 м-ба на территорию природного парка "Уч-Эмдек", послужившая основой для его зонирования (совместно с Горно-Алтайским гос.университетом). Продолжалась работа совместно с ИВЭП СОРАН по выявлению воздействия ракетного топлива от падения ОЧРН на ландшафты Алтая и смежных территорий. Подтвердилось предположение о точечном загрязнении природной среды и локализации загрязнителя.. Обследовано в Алтайском заповеднике экологическое состояние прибрежной зоны и выявлены участки с 2-4 стадиями дигрессии растительного покрова в районах кордонов Челюш, Кокши (Г.С. Самойлова)
• Экспедиционные работы в горных и степных районах Южного Урала (национальный парк "Таганай" и музей-заповедник "Аркаим") показали, что обследованные территории являются весьма перспективными для использования их в качестве положительного примера комплексной охраны природных и историко-культурных объектов в условиях активного развития эколого-познавательного туризма и экскурсий (В.П. Чижова).

ПОДТЕМА 5

• РФФИ № 05-05-64896 Основные закономерности формирования и развития структуры культурно-исторических ландшафтов Центральной России, 2005-2007 гг. Руководитель – ведущий научный сотрудник к.г.н. В.А.Низовцев

• Разработана методика применения ландшафтно-исторического и ландшафтно-экологического подходов в функциональном зонировании и комплексном геоэкологическом мониторинге природных территорий историко-культурного назначения. Выявлено три уровня организации культурно-исторических ландшафтов. Пространственное сочетание элементарных ячеек ландшафтно-исторических комплексов (ЛИК) определяют особенности территориальной структуры культурно-исторических ландшафтов. Составлены принципиальные схемы структуры культурно-исторического ландшафта для древнерусского периода и железного века. Разработана классификация культурно-исторических ландшафтов Центральной России. В основу классификации положены характер и специфика взаимоотношений человека и ландшафта, в первую очередь, ведущий род деятельности человека в конкретное время в конкретных ландшафтных условиях. Например, для раннего железного века на территории Центральной России можно выделить следующие виды ландшафтно-исторических комплексов: 1) Селитебные; 2) Земледельческо-пастбищно-лесные; 3) Пастбищно-луговые; 4) Пастбищно-сенокосные; 5) Пастбищно-лесные; 6) Лесохозяйственные; 7) Охотничьи (В.А. Низовцев).

ПОДТЕМА 6

• Разработаны основные положения репрезентации и интерпретации культурного ландшафта. Вопросы репрезентации и интерпретации культурного ландшафта представляют собой две половины одного целого. Задачи репрезентацией культурного ландшафта: визуальное представление объекта исследования (в его разных проявлениях), демонстрация своеобразия его пространственной организации, создание географического образа культурного ландшафта. Пространство репрезентации ландшафта формируется за счет качественно различных типов и через соотнесение различных форм репрезентации. Выделяются два типа репрезентаций культурного ландшафта - вертикальный и горизонтальный. Вертикальные репрезентации представляют культурный ландшафт в его вертикальном измерении. В горизонтальных репрезентациях культурный ландшафт предстает в территориальном и пространственном измерениях. Основные формы репрезентации культурного ландшафта, которые выделяются в соответствии с особенностями восприятия окружающего мира - зрительные, речевые, слуховые, тактильные, запаховые и слуховые. Ведущее значение имеют зрительные репрезентации ландшафта. Зрительные репрезентации культурного ландшафта разделяются на визуальные и изобразительные формы. Основная задача для форм зрительной визуальной репрезентации заключается в научно-объективной передаче внешних, зрительно воспринимаемых свойств культурного ландшафта. Традиционные формы визуальной репрезентации культурного ландшафта - географическая карта, картосхема, аэрофотоснимок, космический снимок, менее традиционными являются картоид, пространственная модель. Для изобразительных форм "работают" законы этики, эстетики, восприятия, генетически они связаны с живописью. Они нацелены на создание образа местности, на передачу определенных идей, установок, предпочтений художника - эстетических, политических, даже мировоззренческих. Изобразительные формы также делятся на две группы - пейзажные, учитывая огромную роль пейзажной формы репрезентации культурного ландшафта, и непейзажные. В основу ландшафтной интерпретации положено представлении о ландшафте и его репрезентациях как тексте в самом широком смысле этого слова. Этот сложный текст состоит из разных типов и форм репрезентаций - современных и исторических карт, рисунков и картин, фотографий и космических снимков, поэтических, прозаических и фольклорных текстов и т.д. Чтобы его прочесть, нужно освоить и понять язык, на котором он "написан". Тем самым интерпретация культурного ландшафта означает чтение ландшафта. Принципиально возможно 2 уровня чтения культурного ландшафта, которым соответствуют 2 типа ландшафтных языков. Первый тип представляет собой территориальные культурные коды данного ландшафта, второй - репрезентационные языки. Создан метод идентификационного картирования культурных ландшафтов, который позволяет использовать исторические и другие тексты, содержание топонимы и этнонимы, для мелкомасштабного картирования исторических культурных ландшафтов (В.Н. Калуцков).
• На основании обобщения литературных данных составлена серия специальных таблиц, отражающих макро- и микроэлементный состав морских животных и водорослей, используемых в пищу коренными народами северной части Тихоокеанского побережья Дальнего Востока. Составлены описи лекарственных растений, встречающихся в этом регионе, собраны данные о содержании в них витаминов, необходимых для населения в ландшафтах с низким экологическим потенциалом и дискомфортными условиями проживания (И.А. Авессаломова).

ПОДТЕМА 7

• Разработана методика ландшафтного планирования городской среды на примере построения модели экологического каркаса малого города с применением ГИС технологий. Разработана модель экологического каркаса г. Раменское на основе анализа серии карт городских ландшафтов масштаба 1:16000. Составлены карты ландшафтно - экологического каркаса административного района (Раменского Московской обл.) и картосхема ландшафтного планирования экологического каркаса в масштабе 1:20000 (А.В. Дончева).
• Завершена авторская работа над учебным пособием "Природно-антропогенные ландшафты" (сельскохозяйственные, лесохозяйственные). Авторы В.А. Николаев, И.В. Копыл, В.В. Сысуев. Природно-антропогенные ландшафты рассматриваются как природно-хозяйственно-социальные геосистемы, в которых каждая из подсистем играет свою особую (структурную и функциональную) роль. Охарактеризованы важнейшие направления антропогенной трансформации ландшафтной оболочки: обезлесение, ускоренная эрозия, аридизация, опустынивание и др. Особое внимание уделено вкладу человечества в современную энергетику ландшафтной оболочки и роли техногенного вещества в ее структуре и функционировании. Во второй главе учебного пособия, посвященной агроландшафтам, дан обзор сельскохозяйственного ландшафтогенеза земной суши, начиная с неолитической революции до наших дней. Излагается природно-хозяйственная концепция агроландшафта, предложенная автором 20 лет назад и нашедшая поддержку в географических, агроэкологических и сельскохозяйственных кругах. На примере обрабатываемых земель России проанализированы природная и хозяйственная подсистемы агроландшафтов. Оценивается влияние климата, почвенного покрова, рельефа, ландшафтной структуры земель на растениеводство. Охарактеризованы главные эколого-технологические и территориально-организованные направления антропогенной регуляции агрогеосистем: севообороты, системы земледелия, основы адаптивного ландшафтного земледелия, прецизионное земледелие, альтернативное (экологическое) земледелие и др. Излагаются основы бонитировки (качественной оценки) земель. Дан эколого-географический анализ центров происхождения сельскохозяйственных культур. Теория Н.И. Вавилова дополнена учением об экотонах - очагах биологического формообразования (В.А. Николаев).
• В статье "Ландшафтный императив рационального природопользования (заволжская полупустыня)" дано ландшафтно-экологическое обоснование адаптивного агроландшафтного планирования в полупустыне юго-восточной окраины европейской части РФ. Статья "Ландшафтная эстетика" (на английском языке) показывает необходимость учета эстетических достоинств ландшафта в проектировании мероприятий по ландшафтному дизайну обжитых, хозяйственно освоенных территорий (В.А. Николаев).
• Интерпретированы материалы многолетних полевых экспедиционных и стационарных наблюдений процесса природопользования в полупустынном Волгоградском Заволжье, учтены фондовые и литературные источники. Регион повышенного аграрного риска оценивается в современных схемах агроклиматического районирования как территория непригодная для неполивного земледелия. Выявлены периоды сельскохозяйственного природопользования: 1) начало-середина XX века - адаптивное, базирующееся на традиционном многовековом скотоводческом характере (80% площади - пастбища и сенокосы) и земледелии, привнесенном переселенцами из Центральной России в связи со столыпинскими реформами, ограниченном очаговой распашкой в лугово-степных падинах (10-20 % площадь пашни); 2) 2-я половина XX века - принцип природно-хозяйственной адаптивности полностью нарушен; освоение целины - массовая распашка солонцово-пустынно-степных высоко продуктивных земель пастбищного фонда, непригодных для земледелия; в итоге - 70-80% площади земель - низко продуктивная пашня, не более 18% - пастбища и сенокосы. Вывод: в настоящее время в связи с началом в регионе нового периода природопользования, ознаменованного отказом от неоправданного земледелия, следует учитывать объемы и пространственно-временную структуру природно-ресурсного потенциала, являющегося экологической основой процедуры ландшафтного планирования (И.В. Копыл).
• Разработаны ландшафтные планы лесопользования для трех модельных малых бассейнов Кологривского района Костромской области. Проведен сравнительный анализ степени оптимальности залесенности и размещения лесов в бассейнах рек Кологривского района Костромской области. Обоснованы принципы пространственного анализа ландшафтной структуры для целей экологического устойчивого лесопользования. На основе ландшафтной карты, космических и аэроснимков, данных полевых исследований установлены на уровне урочищ экологические функции лесных массивов, оптимальные режимы лесопользования (эксплуатационный, щадящий, защитный), основные естественные и антропогенные угрозы для устойчивости лесных ландшафтов. Разработаны рекомендации по стратегии ведения лесного хозяйства на уровне урочищ с учетом баланса разных функций лесного ландшафта: регулирования стока, охраны биоразнообразия, защиты почв от эрозии и дефляции, промышленного лесопользования, рекреации (А.В. Хорошев).

• Опубликовано учебное пособие "Ландшафтоведение. Семинарские и практические занятия" (издание 2-е, переработанное и дополненное), объемом 13 п.л. тиражом 500 экз. В нем излагаются основы классического ландшафтоведения, как-то: геосистемная парадигма, стратификация и морфологическая структура ландшафта, парагенетические геосистемы, структурно-генетическая классификация ландшафтов, ландшафтная зональность, секторность, ярусность, основы учения об антропогенных ландшафтах, теория культурного ландшафта и др. Рассмотрены важнейшие виды ландшафтного моделирования: ландшафтное картографирование, ландшафтное профилирование, ландшафтная интерпретация космических снимков и др. предложены соответствующие задания для самостоятельной работы студентов (В.А. Николаев).