ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2014, № 2, с. 61-70
ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ДИНАМИКА ГЕОСИСТЕМ
УДК 910.1; 911.52
ОЦЕНКА ЛАНДШАФТНОГО РАЗНООБРАЗИЯ ВУЛКАНИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ОСТРОВОВ*
© 2014 г. К.С. Ганзей
Тихоокеанский институт географии ДВО РАН Поступила в редакцию 18.08.2013 г.
В статье рассматриваются особенности формирования ландшафтного разнообразия вулканически активных островов. Представлен подробный анализ показателей сложности ландшафтного рисунка. Выявлены особенности изменения ландшафтного разнообразия и количественных характеристик ландшафтной структуры островов в результате вулканической активности и в периоды вулканического спокойствия. Показано, что в ряде случаев вулканический фактор является доминирующим в процессе формирования ландшафтного разнообразия острова.
Ключевые слова: ландшафтное разнообразие, количественный анализ, вулканические острова.
Постановка проблемы. В настоящее время в отечественных и зарубежных работах большое внимание уделяется изучению ландшафтного разнообразия (ЛР). Это связано с тем, что данные о ЛР отражают фундаментальные свойства земной поверхности и показывают трудно наблюдаемые физические свойства о генезисе ландшафтов. При этом важной фундаментальной проблемой является изучение природы изменения показателей ЛР [16].
Несмотря на активное использование термина "ЛР", до сих пор нет его общепринятого определения, а представленные трактовки объединяются в три группы: в официальных документах (например, в Общеевропейской стратегии в области сохранения биологического и ландшафтного разнообразия); как синоним экосистемного разнообразия (преобладает в зарубежных работах); в исследованиях отечественных ландшафтоведов, при этом под ЛР понимают вариабельность, многообразие природных комплексов одного ранга в пределах более крупной системы. Изучение ЛР территории выполняется с применением качественных и количественных методов анализа [12]. При количественном изучении ЛР используется два подхода. Один основан на использовании данных дистанционного зондирования, с изучением отражательных свойств ландшафта. Однако
* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 12-05-00202).
при данном подходе оцениваются только некоторые физические свойства подстилающей поверхности и невозможно в полной мере отразить все аспекты сложного и многогранного показателя, как ЛР. Другой - на получении исходных статистических данных с ландшафтной карты, которые показывают структурно-генетическую неоднородность территории [6]. В настоящей работе был использован данный подход по изучению особенностей изменения ЛР на вулканически активных островах.
До сих пор слабо изучен вопрос изменения ЛР под воздействием вулканизма. Исследованию вулканогенных ландшафтов посвящено ограниченное количество публикаций, и они в основном рассматривают вулканические постройки п-ова Камчатка [9, 10, 2]. Главной особенностью вулканогенных ландшафтов является высокая динамичность, обусловленная поступлением большого количества вулканогенного материала. Неравномерное пространственное распределение продуктов извержений приводит к формированию на ограниченных участках суши геосистем, находящихся на разных стадиях развития - от пионерных до стадии с устойчивыми внутри-ландшафтными связями. Вулканические острова имеют более сложную ландшафтную структуру, что связано с формированием горного рельефа, большим возрастом суши, сочетанием разновозрастных поверхностей эндогенной и экзогенной природы [13].
Таблица 1. Количественные приемы анализа ландшафтных карт [3, 14, 15]
Показатель
Обозначение/ формула
Группа простых характеристик
1. Площадь района 5
(острова)
2. Площадь одного ПТК в 5г
районе (на острове)
3. Количество ПТК М
4. Количество контуров п
5. Среднее количество Р
контуров на 1 ПТК
6. Средняя площадь ланд- 5с =
шафтных контуров
Группа характеристик сложности
к = ^
Индекс дробности ландшафтных контуров
Коэффициент сложности
Энтропийная мера сложности ландшафтного рисунка
Максимальная возможная сложность ландшафтов Абсолютная организация ландшафтов (мера неуравновешенности)
Относительная организация ландшафтов
Коэффициент ландшафтной раздробленности
Индекс Маргалефа
К =
Л сложн „
т „ г<
н = -/- 1СМ2 -
г = 1
нт = 1og т
нг = нтах - н
Я = 1-
н н
т
К =
д,
mg
50 • 100% Р
_ (п-1) 1п 5
Для островных территорий важнейшим фактором, определяющим значение ЛР, является его площадь. В результате комплексных исследований островов Мирового океана было установлено правило размера островной суши и показателей ЛР [8, 11].
Таким образом, для вулканически активных островных территорий можно выделить два важнейших фактора ЛР - площадь острова и вулканическая деятельность. Определение их роли является одной из актуальных вопросов островного ландшафтоведения.
Материалы и методы. Объектом исследования выступали ландшафты Курильских и Гавайских островов. На основе многолетних ландшафтных исследований были построены ландшафтные карты в масштабе 1 : 200 000 с отражением морфологических единиц ранга урочище [4, 5]. Для количественного анализа ландшафтной структуры островов выполнен расчет ряда показателей, характеризующих сложность ландшафтного строения территории (табл. 1). Для расчета показателей ландшафтного разнообразия использован индекс Маргалефа, который широко применяется в ландшафтных исследованиях. Также для анализа взаимосвязи различных количественных показателей были построены корреляционные матрицы. Исходные количественные данные были получены с помощью картографо-статистического анализа картографических моделей ландшафтов (табл. 2, 3).
На островах в результате воздействия геофизических полей формируются генетически разнородные геосистемы. Несмотря на неодинаковый характер проявления ландшафтообразующих процессов на Курильских и Гавайских островах, что связано не только с расположением в разных природно-климатических зонах Тихого океана, но и типом проявления вулканизма, отмечаются во многом идентичные принципы формирования пространственной структуры ландшафтов. Одним из важнейших факторов ландшафтной дифференциации является вулканическая деятельность. При поступлении различного вулканогенного материала происходит формирование схожих ландшафтных катен, что выражается в ярусности ландшафтов, уничтожении или преобразовании растительности и почв. Отличительной особенностью Курильских островов является асимметрия высотных растительных поясов и почвенного покрова в результате асимметричного распространения вулканического материала под действием ветров.
Высокий вещественно-энергетический и информационный потенциал вулкана практически полностью формирует ландшафтную структуру островов. В результате ландшафтный рисунок вулканогенных территорий приобретает радиаль-но-лучевую структуру с централизацией ядра у кратера вулкана.
Существенное влияние на формирование асимметрии растительного и почвенного компонентов ландшафтов оказывают климатические особенности. Тяготение зарослей кедрового стланика на Курилах к макросклонам восточной экспозиции связано с преобладанием холодных северо-запад-
п
Таблица 2. Количественные показатели ландшафтной структуры Курильских островов (в порядке уменьшения площади островов)
Простые характеристики Сложные характеристики
Остров Площадь острова, км2 Кол-во ландшафтных контуров (п) Кол-во видов ПТК (т) Среднее кол-во контуров на 1 вид ПТК (р) Средняя площадь контура Индекс дробности ландшафтных контуров (к) и £ § и( ци Я н о фо ш я Ко л с Энтропийная мера сложности ландшафтного рисунка(Н) Максимальная возможная сложность ландшафтов (Нтах) Абсолютная организация ландшафтов (неуравновешенность) (Н1) Относительная организация ландшафтов Коэффициент ландшафтной раздробленности (К) Индекс Маргалефа
Итуруп 3174.71 1858 60 30.97 1,71 0.59 1087.4 4.89 5.91 1.02 0.17 0.05 7.32
Параму- 2042.44 893 40 22.33 2.29 0.44 390.44 4.06 5.32 1.26 0.24 0.11 5.12
шир
Кунашир 1510.15 1221 52 23.48 1.24 0.81 987.21 4.47 5.7 1.23 0.22 0.08 6.97
Уруп 1427.57 870 31 28.06 1.64 0.61 530.2 3.85 4.95 1.1 0.22 0.11 4.13
Онекотан 446.72 201 26 7.73 2.22 0.45 90.44 3.76 4.7 0.94 0.2 0.5 4.1
Шумшу 386,44 295 9 32.78 1.31 0.76 225.2 2.62 3.17 0.55 0.17 0.34 1.34
Симушир 344.86 155 27 5.74 2.22 0.45 69.67 3.88 4.75 0.87 0.18 0.65 4.45
Шикотан 252.77 482 18 26.78 0.52 1.91 919.11 2.93 4.17 1.24 0.3 0.21 3.07
Аласова 159.47 58 16 3.63 2.75 0.36 21.09 2.95 4 1.05 0.26 1.72 2.96
Шиашко-тан Харимко- тан Кетой 120.82 179 23 7.78 0.67 1.48 265.2 3.6 4.52 0.92 0.2 0.56 4.59
79.36 79 18 4.39 1 1 78.64 3.4 4.17 0.77 0.18 1.27 3.89
71.25 107 23 4.65 0.67 1.5 160.69 3.81 4.52 0.71 0.16 0.93 5.16
Расшуа 63.35 46 17 2.71 1.38 0.73 33.4 2.91 4.09 1.18 0.29 2.17 3.86
Зеленый 58.38 30 4 7.5 0.51 1.95 15.42 1.57 2 0.43 0.22 3.33 0.74
Матуа 53.67 29 13 2.23 1.85 0.54 15.67 2.85 3.7 0.51 0.17 3.45 3.01
Макан- 52.8 40 8 5 1.32 0.76 30.3 2.42 3 0.58 0.19 2.5 1.76
руши
Чёрные 35.23 14 6 2.33 2.52 0.4 5.56 1.66 2.58 0.92 0.36 7.14 1.4
Братья
Экарма 32.01 19 9 2.11 1.68 0.59 11.28 2.36 3.17 0.81 0.26 5.26 2.31
Танфиль-ева Полон- 12.42 17 5 3.4 1.37 0.73 23.27 1.85 2.32 0.47 0.2 5.88 1.59
11.78 7 3 2.33 0.59 1.68 4.16 1.4 1.58 0.18 0.12 14.29 0.81
ского
Юрий 9.98 19 3 6.33 1.9 0.53 36.17 0.81 1.58 0.77 0.49 5.26 0.87
Анцифе- 9.5 7 5 1.4 1.36 0.74 5.16 1.58 2.32 0.74 0.32 14.29 1.78
рова
Броутона 7.32 5 5 1 1.46 0.68 3.42 1.92 2.32 0.4 0.17 20 2.01
Чирин- 6.75 5 5 1 1.35 0.74 3.7 1.57 2.32 0.75 0.32 20 2.09
котан
Ушишир 5.08 9 5 1.8 0.56 1.77 15.94 2.04 2.32 0.28 0.12 11.11 2.46
Райкоке 4.58 7 3 2.33 0.65 1.53 10.7 1.54 1.58 0.04 0.03 14.29 1.31
Среднее 399.17 255.27 16.50 9.20 1.49 0.90 193.37 2.71 3.47 0.76 0.22 5.35 2.99
Таблица 3. Количественные показатели ландшафтной структуры Гавайских островов (в порядке уменьшения площади островов)
Простые характеристики Сложные характеристики
Остров Площадь острова. км2 Кол-во ландшафтных контуро
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.