|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Структура и функциональная организация ландшафтов Матыро-воронежского междуречья Тамбовской равниныдипломная работа (Бакалавр)
- Научные руководители: Козлов Д.Н., Харитонова Т.И.
- Автор: Анна Мурман
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2020
- Аннотация: Цель работы: Выявление закономерностей структурно-функциональной организации ландшафтов Матыро-Воронежского междуречья через подсистему почва-ландшафт и картографическая интерпретация результатов Задачи: 1. Знакомство с научно-методическими основами изучения структурно-функциональной организации ландшафтов; 2. Знакомство с региональными особенностями Окско-Донской низменности и Тамбовской равнины; 3. Подготовка факторно-индикационной основы для моделирования: Создание цифровой модели рельефа (ЦМР); Расчет серии морфометрических характеристик; Подготовка точек и базы данных комплексных почвенных описаний. 4. Моделирование функциональных особенностей стока Матыро-Воронежского междуречья. 5. Моделирование почвенно-ландшафтных связей Матыро-Воронежского междуречья. Определение ведущих факторов дифференциации ландшафтов. На их основе моделирование морфологической структуры . 6. Сравнение разных методов моделирования. Заключение: Современные методы статистики и алгоритмов машинного обучения предоставляют широкий спектр возможностей для изучения особенностей СФО. Её реализация посредством установления почвенно-ландшафтных связей направлена на установление систематизированных представлений об организации ландшафтного покрова, что позволяет формализовать экспертные знания о территории. Для ключевого участка лесостепи в пределах Окско-Донской низменности были составлены модели почвенно-ландшафтных связей с помощью трех методов (линейного дискриминантного анализа, ансамбля дерева решений и метода опорных векторов), на основании которых оценивался вклад индивидуального и совокупного вклада независимых факторов в объяснение структуры территории. Разделение обучающей выборки на две категории – почв междуречья и почв долин – позволил подтвердить гипотезу о действии разных факторов на формирование ландшафтной структуры, что особенно хорошо прослеживается при использовании метода ЛДА. Пространственная дифференциация описывается с точностью от 55 до 61% на междуречьях и от 73 до 89% в долинах (метод ЛДА и опорных векторов соответственно). Точность предсказания после разделения выборки в среднем возросла на 15%. Несмотря на формальные показатели высокой точности, полученных методами ансамбля деревьев решений и опорных векторов, экспертные знания о территории и верификация по почвенным картам позволяют говорить о более высоком качестве модели при использовании ЛДА. Это связано и с контрастным набором переменных для междуречья и долин, и с возможностями тонкой настройки. Ведущими факторами дифференциации на междуречьях выступили те морфометрические величины, которые индицируют накопление и перераспределение влаги: вертикальное расстояние до водотоков, глубина замкнутых понижений, относительные превышения в локальной и глобальной окрестности. В долинах, где ведущую роль играют процессы переноса и аккумуляции вещества по элементам рельефа, такими предикторами являются: крутизна, относительные превышения рельефа, глубина долин. На основании составленных моделей получены карты структур почвенного покрова, соответствующие рангу типов местности, и карты неопределенности моделирования. Главная причина неопределенности почвенно-ландшафтных связей – комплексность почвенного покрова, обусловленная перераспределением влаги по элементам микро- и мезорельефа. Полученные результаты с использованием серии методов заставляет задуматься о продолжении поиска наиболее оптимальных переменных и еще более тонкой настройке моделей, чтобы при максимальной точности были достигнуты хорошие результаты экспертно-визуальной оценки. Не исключено, что в дальнейшем в моделирование необходимо включать литологический состав, характер четвертичных отложений, показатели биомассы и продуктивности и глубину залегания грунтовых вод, рассчитанную для каждого пиксела. Тем не менее, результаты подобных исследований используются на стадии проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия [1]. В результате проделанной работы удалось выявить иерархический характер структурно-функциональной организации. Первый уровень составляют структуры междуречий и долин. В них функционирование определяется водно-миграционными (формирование бессточных областей, дренируемость территории) и эрозионно-аккумулятивными (перераспределение тепла и влаги, скорость латерального переноса вещества) процессами соответственно. Далее на втором уровне в пределах междуречий выделяются следующие структуры: недренируемые и слабодренируемые поверхности, выпуклые плакоры и западины, которые индицируются благодаря формированию почв разной степени гидроморфизма. Процессы функционирования для каждой категории становится возможным детализировать. Так, в пределах слабодренируемых и недренируемых междуречий важнейшую роль играет сезонная динамика грунтовых вод и перераспределение влаги по элементам микрорельефа; на плакорах – гумусонакопление в сочетании с выщелачиванием карбонатов; в западинах – накопление избыточной влаги с выщележащих элементов рельефа, динамика грунтовых вод и суффозия. В свою очередь, в долинах на втором иерархическом уровне выделяются структуры пойм, террас, склонов и овражно-балочной сети. Процессы, определяющие функционирование данных комплексов, следующие: на склонах – скорость и интенсивность латерального переноса вещества; в овражно-балочных комплексах – снос материала со склонов и накопление в днищах; на поймах – перемещение и аккумуляция отложений, сезонное затопление; на террасах – гумусонакопление и сезонная динамика грунтовых вод. Составленные модели применимы для физико-географической провинции низменных моренно-эрозионных равнин в области донского оледенения с покровными слабокарбонатными суглинками.
- Добавил в систему: Харитонова Татьяна Игоревна