double arrow

Методические указания к проведению лабораторных работ

1

ЛандшафтоведениЕ

 

Методические указания к проведению лабораторных работ

для студентов специальности 260500

«Садово-парковое и ландшафтное строительство»

дневной формы обучения

 

Красноярск, 2000

ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ: Методические указания к проведению лабораторных работ для студентов специальности 260500 «Садово-парковое и ландшафтное строительство» дневной формы обучения. – Красноярск: СибГТУ, 2000. – 16 с.

 

 

Составитель: доцент В.И. Пчелинцев

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом СибГТУ 20.11.99

 

 

Рецензент: доцент В.В. Силин (методический совет СибГТУ)

 

 

Отв. редактор проф. В.В. Кузьмичев

Редактор РИО Г.А. Маслакова

Технический редактор Т.П. Попова

Подписано в печать Сдано в производство

Формат 60 * 841/16. Бумага типографская. Печать офсетная.

Усл. печ. л. Уч.-изд. л. Тираж 50 экз. Заказ

Изд. № Лицензия № 020346 20.01.1997 г.

Редакционно-издательский отдел СибГТУ

660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, типография СибГТУ



 


Содержание

 

Введение...................................................................................................................4

1 Методические указания к проведению лабораторных работ...............................5

Работа 1 Выбор объекта исследований...............................................................5

Работа 2 Распределение территории по типам ландшафта: закрытому,

полуоткрытому, открытому........................................................................................5

Работа 3 Распределение открытого типа ландшафта с учетом местополо-

жения, экспозиции и крутизны склона......................................................................6

Работа 4 Распределение полуоткрытого типа ландшафта по местополо-

жению, экспозиции и крутизне склона......................................................................7

Работа 5 Распределение закрытого типа ландшафта по местоположению,

экспозиции и крутизне склона...................................................................................7

Работа 6 Выделение закрытого типа ландшафта, занятого хвойными

и лиственными насаждениями...............................................................................8

Работа 7 Выделение закрытого типа ландшафта, занятого смешанными

насаждениями..............................................................................................................8

Работа 8 Расчет и оценка показателя существенности различия между

средней площадью типов ландшафта: закрытого и полуоткрытого, закры-

того и открытого, полуоткрытого и открытого.......................................................8

Работа 9 Расчет и оценка показателя существенности различия между

средней площадью закрытого, полуоткрытого и открытого типов ланд-

шафта соответственно северной и южной экспозиции...........................................9

Работа 10 Расчет и оценка показателя существенности различия

между средней площадью закрытого типа ландшафта, занятого хвойными,

лиственными и смешанными насаждениями: хвойными и лиственными,

хвойными и смешанными, лиственными и смешанными.....................................10

Работа 11 Расчет и оценка показателя существенности различия между средним размером закрытого и полуоткрытого типов ландшафта и крутиз-

ной склона..................................................................................................................11

Работа 12 Оценка дифференциации растительных сообществ в закрытом

и полуоткрытом типах ландшафта...........................................................................11

Работа 13 Расчет коэффициента корреляции между: площадью и количеством закрытых, полуоткрытых и открытых типов ландшафта; площадью и количеством закрытых и полуоткрытых типов ландшафта, занятых хвойными лиственными и смешанными насаждениями; площадью и суммарным количеством типов ландшафта по группам крутизны склона; площадью и суммарным количеством типов ландшафта северной и южной экспозиции.................................................................................................................13

Работа 14 Анализ и обобщение результатов исследования ландшафтов......14

2 Требования к составлению отчета........................................................................14

3 Список контрольных вопросов.............................................................................15

4 Список использованных источников....................................................................16


Введение

 

Выполнение лабораторных работ по «Ландшафтоведению» ставит целью:

- познание геофакторов, пространственно и качественно формирующих земную поверхность;

- понимание характера дифференциации ландшафта для правильного планирования мелиоративных работ, мероприятий по уходу за ландшафтом, преобразованию территории.

- приобретение студентами практических навыков по методике изучения пространственной дифференциации структурных элементов ландшафта, количественной оценке зависимости между ними.

Студент должен знать:

- основные термины, определения, понятия, используемые при оценке ландшафтов;

- методы, применяемые в ландшафтоведении;

- применение в ландшафтоведении точных наук.

Студент должен уметь:

- оценить структуру ландшафта;

- выявить влияющие на ландшафт факторы;

- определить деградирующие ландшафты;

- пользоваться проектными документами и планово-картографическими материалами лесоустройства, аэро- и космическими снимками.

Все лабораторные работы выполняются в общей тетради. Отчет по каждой работе оформляется в соответствии с требованиями, приведенными в разделе 2 настоящих методических указаний. Каждую выполненную работу студент оформляет и защищает в текущем порядке до начала выполнения последующей работы. Преподаватель в своем журнале ведет учет защищенных работ. На зачет выносится итоговая работа №14 (при обязательном условии, что предыдущие работы №№ 1-13 защищены), по содержанию которой и по качеству и полноте ответов на контрольные вопросы студент получает соответствующую оценку (зачтено, не зачтено). При подготовке ответов на контрольные вопросы рекомендуются источники [1-3, 5-8].

Программой дисциплины предусмотрено 32 часа лекций и 32 часа лабораторных занятий (на выполнение работ №2 и №10 предусмотрено по 4 часа на каждую, остальных – по 2 часа на каждую). Лабораторные занятия и лекции проводятся один раз в неделю. По окончании изучения дисциплины – сдача зачета.

 

Методические указания к проведению лабораторных работ

Работа 1. Выбор объекта исследований.

Цель работы. Ознакомление с объектом исследований по материалам лесоустройства. Копирование с плана лесонасаждений необходимого количества кварталов и выписка из таксационных описаний характеристики выделов.

Содержание работы. Каждому студенту выдается вариант исходных данных, включающих подробную характеристику ландшафтов на площади не менее шести кварталов. Для пространственной ориентации выдается выкопировка соответствующей части плана лесонасаждений.

Исходные данные содержат следующие сведения: № квартала, № выдела, площадь выдела, характеристику выдела или определенной части квартала (таксационное описание лесопокрытых площадей, наименование и характеристику не покрытых лесом участков, экспозицию и крутизну склона и др.), расположение выдела или иной категории земель.

Материалы тщательно исследуются с целью выявления и устранения неточностей. При выявлении неточностей в исходных данных (например, неразборчиво читается формула состава насаждения, экспозиция и крутизна склона, площадь выдела и др. показатели или сомнительными выглядят контуры выделов, дорог, просек и иных категорий земель) последние сопоставляются с оригиналом таксационных описаний и плана лесонасаждений и при необходимости корректируются.

Работа 2. Распределение территории по типам ландшафта: закрытому, полуоткрытому, открытому.

Цель работы. Получить количественное представление о дифференциации типов ландшафтов на исследуемой территории.

Содержание работы. Выполняется распределение выделов по типам ландшафта. Закрытый тип ландшафта включает в себя лесопокрытые выдела с полнотой 0,5 и выше, полуоткрытый – до 0,4. В открытый тип ландшафта включаются: прогалины, сенокосы, пашни, луга, дороги, реки, озера, ручьи и другие категории земель, не покрытых лесом. Данные о распределении по каждому типу ландшафта заносятся в соответствующую таблицу 1.1 (1.2, 1.3), форма которой приведена ниже.

Таблица 1.1 (1.2, 1.3) – Распределение закрытого (полуоткрытого, открытого) типа ландшафта на исследуемой территории

 

№ квартала № выдела Площадь выдела, га
a ai Si
... ... ...
n an Sn
Итого - ΣΣ

С плана лесонасаждений каждый тип ландшафта копируется на отдельный лист кальки, давая представление о пространственной дифференциации. Работа завершается подведением итогов по каждому типу ландшафта с занесением в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 – Распределение территории по типам ландшафта

  Тип ландшафта Площадь
га %
Закрытый ...
Полуоткрытый ...
Открытый ...
Итого Σ Итого

По окончании расчетов выполняется анализ полученных результатов с изложением выводов. При этом обращается внимание на долю участия типов ландшафта в общей площади исследуемой территории, характер их размещения (равномерное, приуроченное к определенным элементам рельефа и другие особенности размещения), степень их изменения под воздействием антропогенного фактора.

Работа 3. Распределение открытого типа ландшафта с учетом местоположения, экспозиции и крутизны склона.

Цель работы. Установить приуроченность открытого типа ландшафта к местоположению, экспозиции и крутизне склона.

Содержание работы. Проводится группировка исходного материала по экспозиции и крутизне слона. Экспозиция делится на следующие классы: северная, южная, ровная. Северная экспозиция включает северные (С), северо-западные (С-З), северо-восточные (С-В) и восточные (В) склоны. Южная экспозиция состоит из западных (З), юго-западных (Ю-З), южных (Ю) и юго-восточных (Ю-В) склонов. Ровная экспозиция представлена участками, крутизна склона которых не превышает 5о. Участки с крутизной склона 6о и выше относятся к северной или южной экспозиции. Данные заносятся в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 – Распределение открытого типа ландшафта по экспозиции

№ квартала № выдела Площадь
    га %
Северная экспозиция
... ... ... -
... ... ... -
Итого северной экспозиции Σ ...
Южная экспозиция
... ... ... -
... ... ... -
Итого южной экспозиции Σ ...


Продолжение таблицы 1.5
Ровная экспозиция
... ... ... -
... ... ... -
Итого ровной экспозиции Σ ...
Всего Σ Σ

Процент каждой экспозиции рассчитывается как доля в общей площади открытого типа ландшафта. Сумма площадей участков всех экспозиций, в %, должна равняться 100.

По крутизне склона (таблица 1.6) участки делятся на две группы: (6-20)о, 21о и выше.

Таблица 1.6 – Распределение открытого типа ландшафта северной и южной экспозиции по крутизне склона

 

  № квартала № выдела Площадь выдела (га, %) при крутизне
(6-20)о 21о и более
га % га %
Северная экспозиция
... ... ... - ... -
... ... ... - ... -
Итого Σ ... Σ ...
Южная экспозиция
... ... ... - ... -
... ... ... - ... -
Итого Σ ... Σ ...
Всего Σ ... Σ ...

Процент склонов северной или южной экспозиции по группам крутизны вычисляется как доля от общей площади открытого типа ландшафта.

В заключение делается анализ приведенных в таблицах 1.5 и 1.6 данных.

Работа 4. Распределение полуоткрытого типа ландшафта по местоположению, экспозиции и крутизне склона.

Данная работа выполняется по аналогичной методике, использованной в работе 3.

Работа 5. Распределение закрытого типа ландшафта по местоположению, экспозиции и крутизне склона.

Данная работа выполняется по аналогичной методике, использованной в работе 3.


Работа 6. Выделение закрытого типа ландшафта, занятого хвойными и лиственными насаждениями.

Цель работы. Получить количественную и пространственную оценку хвойных насаждений закрытого типа ландшафта.

Содержание работы. Делается выборка выделов, занятых только хвойными и только лиственными породами. Данные заносятся в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 – Распределение хвойных и лиственных насаждений

 

№ квартала № выдела Площадь насаждения
га %
Хвойные насаждения
... ... ... -
Итого хвойных Σ ...
Лиственные насаждения
... ... ... -
Итого лиственных Σ ...

 

На отдельные листы кальки делается выкопировка хвойных и лиственных выделов. Процент хвойных и лиственных насаждений вычисляется как их доля в общей площади закрытого типа ландшафта. Полученные данные анализируют, на основе чего записывают соответствующие выводы.

 

Работа 7. Выделение закрытого типа ландшафта, занятого смешанными насаждениями.

Цель работы. Получить количественное и пространственное представление о смешанных насаждениях исследуемой территории.

Содержание работы. Выбираются выдела, занятые смешанными насаждениями. Данные заносят в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 – Распределение смешанных насаждений

 

№ квартала № выдела Площадь насаждения
га %
... ... ... -
Итого Σ ...

На лист кальки делается выкопировка смешанных выделов. Процент смешанных насаждений рассчитывается как доля в общей площади закрытого типа ландшафта. По полученным данным делают анализ и выводы.

Работа 8. Расчет на ЭВМ и оценка показателя существенности различия между средней площадью типов ландшафта: закрытого и полуоткрытого, закрытого и открытого, полуоткрытого и открытого.

Цель работы. Выявить наличие связи между размером и типом ландшафта.

Содержание работы. Сначала проводится группировка типов ландшафта по классам площади выдела (таблица 1.9).

Таблица 1.9 – Распределение типов ландшафта по размеру выдела

xi, га (площадь выдела) Тип ландшафта
закрытый п/открытый открытый
... ... ...
... ... ...
... ... ... ...
  Итого Σ Σ Σ
xср.закр. хср.п/о хср.откр.

Среднее значение площади выдела того или иного типа ландшафта рассчитывается средневзвешенно через размер выделов и их соответственное количество, по данным таблицы 1.9. Затем выполняется расчет среднеквадратического отклонения ( ) по каждому из сопоставляемых признаков, предварительно подготовив промежуточные данные (таблица 1.10).

Таблица1.10 – Расчет центрального отклонения

xi, га α (xi-xср) ni (число выделов) α2   α2ni
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
xср - Σni - Σα2ni

Тогда среднеквадратическое отклонение для большой выборки будет найдено по формуле (1.1)

. (1.1)

Фактический показатель существенности различия (tф) между средней площадью выдела сопоставляемых пар типов ландшафта (x1 и х2) вычисляется по формуле (1.2)

. (1.2)

При превышении фактического показателя существенности различия над стандартным (tф > tст)разница признается существенной.

На основе анализа полученных результатов делаются выводы.

 

Работа 9.Расчет и оценка показателя существенности различия между средней площадью закрытого, полуоткрытого и открытого типов ландшафта соответственно северной и южной экспозиции.

Цель работы. Установить наличие связи между средним размером выдела каждого типа ландшафта северной и южной экспозиций.

Содержание работы. Исходный материал группируется по типам ландшафта, экспозиции (северной и южной) и размеру выделов (таблица 1.11).

Для каждой экспозиции и типа ландшафта устанавливается средневзвешенное значение площади выдела. Затем рассчитывается среднеквадратическое отклонение размера выдела в пределах каждой экспозиции и типа ландшафта. Определяется также показатель существенности различия между средней площадью выдела закрытого, полуоткрытого и открытого типов ландшафта соответственно северной и южной экспозиции. Методика расчета приведена в предыдущей работе.

Полученные результаты анализируются и излагаются вытекающие из этого выводы.

Таблица 1.11 – Распределение выделов закрытого (полуоткрытого, открытого) типа ландшафта по размеру и экспозиции

хi, га (площадь выдела) Количество выделов по экспозициям, шт.
северная южная
... ...
... ...
... ... ...
  Итого Σ Σ
хср.сев. хср.южн.

 

Работа 10. Расчет и оценка показателя существенности различия между средней площадью закрытого типа ландшафта, занятого хвойными, лиственными и смешанными насаждениями: хвойными и лиственными, хвойными и смешанными, лиственными и смешанными.

Цель работы. Установить зависимость размера выдела от присутствия в нем хвойной, лиственной или смешанной древесной растительности.

Содержание работы. Выполняется группировка исходного материала с занесением данных в таблицу 1.12.

Таблица 1.12 – Распределение выделов закрытого типа ландшафта, занятых хвойной, лиственной и смешанной древесной растительностью, в зависимости от площади

хi, га (площадь выдела) Число выделов, шт., по типу древесной растительности
хвойная лиственная смешанная
... ... ...
... ... ...
... ... ... ...
  Итого Σ Σ Σ
хср.хв. хср.листв. хср.смеш.

 

По каждому типу древесной растительности устанавливается средневзвешенное значение площади выдела, среднеквадратическое отклонение и показатель существенности различия между средними размерами выделов, занятыми соответственно: хвойными и лиственными, хвойными и смешанными, лиственными и смешанными древесными растениями. Методика расчета подробно изложена в работе 8.

Завершается работа анализом результатов и выводами.

Работа 11. Расчет и оценка показателя существенности различия между средним размером закрытого и полуоткрытого типов ландшафта и крутизной склона.

Цель работы. Выявить связь размера среднего выдела совокупности закрытого и полуоткрытого типов ландшафта с крутизной склона.

Содержание работы. Производится группировка суммарного количества выделов закрытого и полуоткрытого типов ландшафта по их размерам с занесением данных в таблицу 1.13.

Таблица 1.13 – Распределение совокупного числа выделов закрытого и полуоткрытого типов ландшафта по площади выделов и крутизне склона

хi, га (площадь выдела) Число выделов, шт., по группам крутизны склона
  до 5о   (6-20)о   21о и > итого
шт. %
... ... ... ... ...
... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
  Итого Σ Σ Σ 1 Σ
хср.до 5о хср.(6-20)о хср.21ои >

 

Рассчитывается средневзвешенная площадь выдела по каждой группе крутизны склона, среднеквадратическое отклонение и показатель существенности различия средней площади выдела между группами крутизны. Методика расчета вышеуказанных показателей изложена в работе 8.

По окончании расчетов делается анализ полученных результатов и приводятся выводы.

Работа 12. Оценка дифференциации растительных сообществ в закрытом и полуоткрытом типах ландшафта

Цель работы. Выявить закономерный или случайный характер размещения в пространстве хвойных, лиственных и смешанных насаждений и установить сопряженность между ними.

Содержание работы. Сначала составляется четырехпольная таблица (таблица 1.14), данные для которой берутся из таблицы 1.12 с добавлением выделов полуоткрытого типа.

Таблица 1.14 – Сопряженность типов древесной растительности

Тип древесной растительности А (лиственные)
присутствует отсутствует Итого
В (хвойные) присутствует a b a + b
отсутствует с d c + d
итого a + c b + d a + b + c + d = N

 

В таблице 1.14 приняты следующие обозначения:

A – выдела, представленные только лиственными породами;

В – выдела, представленные только хвойными породами;

а – количество выделов, занятых одновременно хвойными и лиственными древесными породами;

b – количество выделов, занятых только хвойными породами;

с – количество выделов, занятых только лиственными породами;

d – количество выделов, не занятых древесной растительностью;

N – общее количество выделов, занятых и не занятых древесной растительностью.

Данные четырехпольной таблицы 1.14 используются для расчета критерия (хи-квадрат) по формуле (1.3)

(1.3)

Величина критерия сравнивается с его табличным значением при одной степени свободы (таблица 1.15).

Таблица 1.15 – Пороговое значение

Уровень достоверности 0,95 0,99 0,999
Пороговое значение 3,8 6,6 10,8

 

Превышение расчетного значения над пороговым свидетельствует о наличии сопряженности, а если расчетное значение ниже порогового – сопряженность нейтральная. При наличии сопряженности, чтобы установить её направленность, делается расчет индексов сопряженности на основании данных четырехпольной таблицы 1.14.

Индекс Чекановского (1.4)

 

Индекс Жаккара (1.5)

 

Индекс Кульчинского (1.6)

 

Индекс Сокала и Снита (1.7)

 

Индекс Сокала и Майченера (1.8)

 

Индекс Коула (1.9)

Коэффициент связи Юла (1.10)

Знак при индексах сопряженности указывает на её положительную или отрицательную направленность.

Результаты расчетов анализируют и делают соответствующие выводы.

Работа 13.Расчет коэффициента корреляции между: площадью и количеством закрытых, полуоткрытых и открытых типов ландшафта; площадью и количеством закрытых и полуоткрытых типов ландшафта, занятых хвойными лиственными и смешанными насаждениями; площадью и суммарным количеством типов ландшафта по группам крутизны склона; площадью и суммарным количеством типов ландшафта северной и южной экспозиции.

Цель работы. Установить тесноту связи между средней площадью выдела и различными элементами и характеристиками ландшафта.

Содержание работы. Сначала готовят исходные данные (таблица 1.16), представляющие собой итоги группирования материала из предыдущих работ, по которым на ЭВМ, используя пакет прикладных программ в среде MS Excel, рассчитывают коэффициенты корреляции.

Таблица 1.16 – Распределение выделов по площади и основным характеристикам ландшафта

Площадь, га Характеристики ландшафта
Тип ландшафта Тип растительности Крутизна склона Экспозиция
закрытый полуоткрытый открытый хвойная лиственная смешанная до 5о (6-20)о 21о и > северная южная
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

 

Коэффициенты корреляции анализируют, выделяя тесную взаимосвязь (таблица 1.17) и устанавливая наиболее связанные с размером выдела элементы и характеристики ландшафта. По результатам анализа делают выводы.

Таблица 1.17 – Степень тесноты связи в зависимости от величины

коэффициента корреляции (r)

Степень тесноты связи   Слабая   Умеренная   Значительная   Высокая (тесная)   Очень высокая (очень тесная)
r 0-0,30 0,31-0,50 0,51-0,70 0,71-0,90 0,91 и более

 

Работа 14. Анализ и обобщение результатов исследования ландшафтов.

Цель работы. Выполнить комплексную оценку объекта исследований.

Содержание работы. Дается краткая характеристика элементов ландшафта. На основании сделанных в предыдущих работах (№№ 2-13) расчетов подчеркиваются наиболее связанные с размером выдела элементы и характеристики ландшафта. Устанавливается степень влияния хозяйственной деятельности человека на исследованные типы ландшафта. Намечаются и обосновываются мероприятия по восстановлению и повышению устойчивости отдельных элементов ландшафта. Выбирается генеральное направление по дальнейшему использованию изученных типов ландшафта без снижения их качественных характеристик.

2 Требования к составлению отчета

 

Отчеты по выполненным лабораторным работам составляются в общей тетради. Отчет по каждой работе начинается с новой страницы. Обязательными структурными элементами отчета являются:

- наименование лабораторной работы и ее номер;

- цель работы;

- содержание работы (описание приборов, установок; характеристика исходных данных; методика наблюдений, измерений и обработки экспериментальных материалов; сами материалы, формулы с пояснениями и расчеты);

- анализ полученных результатов и выводы;

- список использованных источников.

Исходный экспериментальный материал прилагается в конце отчета по последней выполненной лабораторной работе. Когда данные группируют для их последующей обработки, форму таблиц берут из методических указаний к проведению соответствующей работы. При выполнении в работе специальных расчетов формулы также берут из методических указаний.

На рисунки, таблицы, формулы, приложения и литературные источники, помещенные в работе, должны быть соответствующие ссылки в тексте. Например, в таблице 1.2 дано распределение полуоткрытого типа ландшафта на исследуемой территории. Ниже приведенной ссылки с красной строки помещается заголовок таблицы и сама таблица.

Таблица1.2 – Распределение полуоткрытого типа ландшафта на исследуемой территории

№ квартала № выдела Площадь выдела, га
... ... ...
... ... ...
Итого - Σ

 

Требования к оформлению таблиц, рисунков, формул, приложений и библиографического описания литературы приведены в СТП 17-98 [4].

 

3 Список контрольных вопросов

 

1. Понятие ландшафта по Хомейеру.

2. Определение ландшафта по Бобеку и Шмитхюзену.

3. Ландшафт в понимании Тролля.

4. Истинный природный ландшафт, его особенности.

5. Характеристика культурного ландшафта.

6. Физиотоп и биотоп, их характеристика.

7. Типы пространственной дифференциации ландшафтов.

8. Формы местообитания в сельскохозяйственных науках.

9. Понятие о ландшафтной экологии.

10. Структура первичных связей между растениями и животными.

11. Примеры перестройки структуры ландшафта человеческой деятельностью.

12. Преимущество древесных растительных формаций перед другими растительными формациями.

13. Роль лесов жаркого климата в ландшафтном балансе.

14. Значение субтропических лесов для планеты.

15. Значение лесов умеренной зоны в ландшафтном балансе.

16. Роль лесов холодной зоны.

17. Примеры широкомасштабных воздействий человека на лес и последствия этих воздействий.

18. Примеры благотворного влияния леса на ландшафт.

19. Понятие макро-, мезо- и микроклимата.

20. Влияние леса на климат.

21. Понятие водного баланса территории.

22. Роль леса в водном балансе территории.

23. Формы проявления почвенной эрозии.

24. Факторы, влияющие на плодородие почв.

25. Негативные последствия поверхностного рыхления почв.

26. Роль математических методов в изучении структуры ландшафта.

27. Сущность метода балансов в ландшафтоведении.

28. Схема теплового баланса ландшафта.

1

Сейчас читают про: