1.5. Модели в ландшафтоведении

Модель замещает объект изучения на определенное время. Построение моделей основано на двух принципах:

1) редукционизма – разложения сложного объекта на элементы для упрощенного его изучения;

2) интегратизма – объединения этих элементов для синтеза.

Основное содержание моделей ландшафтов отражает состав элементов системы и их активность, характер изменений системы. Системный подход позволил разработать обобщенные модели ландшафта, как системы, состоящей из взаимосвязанных компонентов. В исследовании ландшафтов используют следующие классы моделей: вербальные, матричные, графические, математические.

Вербальные модели включают модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ландшафтов. Вербальными моделями можно замещать в исследовании изучаемый объект.

В моделях-образах создается достаточно простое подобие изучаемого ландшафта. Основная функция этих моделей – помочь нахождению аналогии (изоморфизма) между ландшафтом и другими хорошо изученными объектами для познания ландшафтов.

Дефиниции – понятия, определения, воспринятые в сознании исследователя. Они участвуют в формировании графических, картографических, математических моделей. Их сущность заключается в мысленной программе исследований, сопряженном анализе внешних факторов изменения ландшафта, оценке взаимосвязи его компонентов.

Законы науки – эмпирические (о связи явления А с явлением В) и теоретические – также выступают в роли моделей. Например, общий закон о связи компонентов ландшафта между собой позволил по растительности судить о почвах и о климате.

Географические названия типов ландшафта – горный, дюнный, моренный, пойменный. Основная их функция – заменить подробное описание моделью, т.е. представлением о типе ландшафта («портретная»).

Типовые названия ландшафтов включают в себя:

• характеристики свойств компонентов (типы рельефа, почв, растительности, основные параметры климата, литологический состав);

• характеристики процессов функционирования (сезонная продуктивность растительности, почв, климата, снежного покрова, режим увлажнения, паводки и т.д.);

• характеристики динамики и представления о неритмичных процессах (эрозия, сели, лавины, подтопление, затопление и т.д.);

• элементы прогноза будущих состояний ландшафтов.

Матричные модели являются промежуточным звеном между вербальными, блоковыми и картографическими моделями. Их применяют в качестве инструмента типологической группировки ландшафтов, где столбец и строка – две группы признаков типизации. Например, тепло- и влагообеспеченность. Матричные модели используют для изучения приграничных ландшафтов, объясняя размещение ландшафтов относительно друг друга, и для оценки связи: воздействие ↔ изменения → последствия.

Графические модели – это блоковые и картографические.

Блоковые модели графически отражают реальную связь между системой и ее элементами и частями, и системой и ее окружением. Они наглядно отражают идею и концепцию. Разрабатывают модели природных, природно-технических, антропоэкологических, рекреационных геосистем и процессов их исследования.

Язык модели – это не просто сочетание геометрических фигур и стрелок, а графическая запись знаний, идей, планов, содержание которой передается формой, размером и порядком значков. Под элементами природной или техногенной модели подразумевают характеристики компонентов. Связи между компонентами обозначают стрелкам характеризующими их направленность. Завершение связи происходит в трансформации моделей компонентов в модели круговоротов вещества, энергии и информации. Систему обозначают замыкающим контуром, охватывающим элементы и внутренние связи. Его замкнутость символизирует целостность системы, наличие контура, охватывающего элементы, выражает выделенность системы. Часть системы – совокупность элементов, обладающих некоторой общностью, чаще всего – функциональной (управляемая часть, биотическая часть и т.п.), выделяют замкнутым пунктирным контуром. Пунктир обозначает меньшую, чем в целом для системы, связность элементов, несамостоятельность частей.

Основное содержание моделей ландшафтов отражает состав элементов системы и их активность, характер изменений системы. В природно-технической модели основные подсистемы – природа и технические устройства. Эта модель является новым объектом проектирования – геотехнической системой. Природный комплекс здесь рассматривают как ресурсовоспроизводящую систему, которая может ограничивать или ставить под угрозу работу технического устройства. Концепция моделирования геотехнической системы направлена на проектирование целостной территориальной природно-технической системы, а не только на вписывание и согласование действий технических устройств с природными процессами. При этом проектируют и организуют не только технику, но и природу. Современные блоковые модели разрабатывают как для междисциплинарных, так и для отраслевых условий.

Блоковая модель социофункционального анализа ландшафта является моделью отношений общества к природе. Функциональный анализ модели включает два блока: первый характеризует предмет исследования (ландшафт) и суперсистему (общество) и их элементы, второй блок – действия аналитика. Основа анализа – отношения ландшафтов и суперсистемы. В модели учитывают элементы субъект-объектных отношений, которые могут быть идеальными, оптимальными, нормальными (допустимыми), критическими, катастрофическими. Они являются оценками выполнения ландшафтами функций при нагрузке или воздействии. В задачи социофункционального моделирования входят: учет полезных качеств, оценка, слежение за изменением состояния (мониторинг), проектирование, конструирование, прогнозирование, нормирование, экспертиза, регулирование.

Картографические модели и профили ландшафта, позволяющие изучить внутреннюю структуру комплексов, установить взаимосвязь между компонентами ландшафта и между ландшафтами, создают с ландшафтной карты на этапе полевых ландшафтных исследований. Картографическая модель ландшафта дополняется сопровождающей «легендой»  текстом, описывающим основные признаки природно-территориальных комплексов. Кроме того, выделяют инфраструктурные контуры, дороги, лесополосы и т.д. Для повышения информативности формируют модели, состоящие из двух карт: ландшафтной и современной антропогенной. Контуры ландшафтов рассматривают как операционные территориальные единицы, которые группируют и типизируют по свойствам или по отношению к человеческой деятельности.

Аэроснимки и космические снимки  это модели, являющиеся заместителями местности, полученные в результате различного вида съемок (фото, тепловой, лазерной, радарной). Мера замещения местности в этих моделях определяется разрешающей способностью приборов. Снимки являются начальной стадией при составлении карт.