Сбор образцов и других натурных экспонатов

Сбор образцов в поле не может носить случайный характер, так как каждый образец должен быть документирован (снабжен эти­кеткой и записан в бланк или дневник), тщательно упакован, транс­портирован, а это требует и времени, и средств. Поэтому надо все­гда определять заранее, для чего и сколько будет собрано образцов и экспонатов.

Гербарий и образцы растений. Если отряд не имеет особого зада­ния по сбору гербария для музея, кабинета, лаборатории, то по ходу самих комплексных физико-географических исследований в гербарий берут лишь те виды растений, которые требуют определе­ния. Каждый вид собирают в нескольких экземплярах (не менее трех) и укладывают в папку, в стандартные листы бумаги (30 — 40 см). На этикетке записывают название экспедиции, номер точки, усло­вия местообитания, дату сбора и фамилию собравшего. Сушку про­изводят в туго перевязанных гербарных сетках, подвешенных на воздухе в тени. В первое время ежедневно меняют не только про­кладки, но и сами «рубашки», в которых лежат растения (обычно это сдвоенные листы с клапаном). Позже, когда растения уже су­щественно подсохнут, можно ограничиться сменой только про­кладок. Впрочем, процесс сушки зависит от того, какие растения засушивают. Злаки, как правило, высыхают быстро, не доставляя хлопот, а какие-нибудь суккуленты будут мокнуть, чернеть, плес­неветь и т.д., и избежать этого очень трудно.

При сборе растений в гербарий следует соблюдать общеприня­тые правила: каждое растение берут целиком, включая верхнюю часть корневой системы; если растение слишком крупное, то в гербарий закладывают его отдельные характерные части. По воз-

можности в гербарий должны попасть и цветы, и семена (плоды) или хотя бы что-то одно.

Собранные растения сохраняют под условными названиями до полного их определения. Если можно надеяться определить неко­торые растения самим с помощью определителя или агронома, то вместо гербария можно принести на базу образцы в букете, поме­стив его в полиэтиленовый пакет, чтобы растения не слишком завяли.

Растения и растительные остатки могут быть собраны и для других целей. Так, на опорных точках могут браться образцы для сопряженных геохимических анализов, могут понадобиться спилы и керны деревьев для дендрохронологических исследований. Для таких сборов необходимо ознакомиться со специальными мето­диками.

Почвенные образцы, как правило, собирают в значительном количестве. При крупномасштабных исследованиях, ориентирован­ных на оценку сельскохозяйственных земель, количество образ­цов, подлежащих различным видам анализов, определяется ин-струкцией почвенной съемки. В других случаях образцы могут быть I собраны в ином объеме, предусмотренном программой работ. Часть образцов берется только для повторного просмотра на базе (смот­ровые образцы). Они могут иметь произвольные размеры и упаков­ку, сокращенную документацию. Образцы же, предназначенные ^гдля анализов, должны быть весьма тщательно документированы, [ высушены и упакованы.

Почвенные образцы берут из каждого генетического горизон- §га, но не реже, чем через 50 см. В случае большой мощности гори­зонта из него берут два-три образца. Образец вырезают ножом, а если почва рыхлая, то его насыпают в специальные мешочки или заворачивают в крафтовую бумагу. По вертикали образец не дол­жен быть более 10 см. Исключение делается только для пахотного • горизонта, который берется на всю его мощность. В бланке запи­сывают номер образца и глубину от поверхности его верхней и;нижней границы, например: 1) 0—22; 2) 25 — 30; 3) 35 — 45 и т.д. t Размеры (вес) образца зависят от того, для каких анализов он Предназначен. Если это генетические образцы, которые будут подвергнуты довольно полному анализу, то их размеры должны быть не менее 1 дм³. Если же это массовые агрохимические образ­цы, взятые на гумус, кислотность, азот, фосфор, калий из одного или двух верхних горизонтов, то их объем может быть в два раза Меньшим.

В этикетке записывают название экспедиции, номер точки, мощ­ность горизонта и глубину взятия образца (в виде дроби), дату, фамилию собравшего. Этикетку заполняют простым карандашом, свертывают внутрь написанным и кладут так, чтобы она минималь­но пострадала при перевозке. Если образец упаковывают в бумагу

(обычно в крафтовую), то этикетку заворачивают в угол листа или закладывают иначе, но так, чтобы она не соприкасалась непосредственно с образцом. В мешочках этого избежать не уда­ется.

Геологические сборы тоже должны иметь определенную цель. Образцы могут брать для уточнения (или определения) состава, генезиса, возраста пород, для сопряженных геохимических анали­зов. Часть сборов может иметь временный характер (для повторно­го просмотра). Образцы для анализов тщательно документируют и

упаковывают.

Археологические или единичные интересные фаунистические

находки также следует документировать и транспортировать на место камеральных работ для передачи заинтересованным организациям и лицам. Если же шурф попал на древнюю стоянку или захоро­нение, то раскопку вести нельзя, а нужно сообщить о находке археологам.

Палеогеографические образцы собирают в том случае, если об­следуемое обнажение или разрез представляют особый интерес для установления стратиграфии отложений и палеогеографии четвер­тичного периода (ископаемые торфяники, озерные отложения). Здесь своя методика взятия образцов, с которой надо ознакомить­ся. Основное же правило состоит в том, чтобы брать в качестве образца как можно более тонкий слой породы (чтобы не захватить в один образец разновозрастные горизонты). Очень велика также требовательность к чистоте образца (для упаковки используют пер­гамент или кальку). Большая частота взятия образцов по обнаже­нию — также необходимое условие их полноценности. Размеры образцов могут быть очень небольшими.

Образцы воды берут для сопряженных геохимических анализов либо просто для характеристики вод территории. Нередко пользу­ются стеклянными бутылками объемом 0,5 л. На каждой точке обыч­но берут 2 л, т.е. четыре бутылки. Тщательно вымытые бутылки в последний раз ополаскивают водой из того источника, откуда бу­дет взята проба, заливают доверху и закрывают резиновой соской. К горлышку привязывают этикетку. Транспортируют бутылки в обычных деревянных или металлических ящиках с ячейками. В пос­леднее время стали широко применять полиэтиленовые канистры и фляги. Для некоторых видов анализов требуется особая консер­вация воды, а иногда и больший объем проб.

Образцы для сопряженных геохимических анализов (почв, по­род, растений, вод) берут, как правило, не на одной точке, а на нескольких, по катене — от элювиальных фаций до супер-аквальных.

Образцы почв, в отличие от описанного выше способа, приме­няемого в ландшафтном профилировании и картографировании, для ландшафтно-геохимических анализов берут не из средней час-

I ти генетического горизонта, а по всей его мощности. Рекомендует-

I ся бороздчатый способ, при котором каждый образец выскребает­ся или вырезается ножом от верхней границы горизонта до ниж­ней. Чем меньше мощность горизонта, тем шире и глубже должна быть борозда, чтобы общая масса образца достигала 0,5 кг. При

■ очень малой мощности горизонта борозды вообще не получается, приходится выбирать почву ножом по всей ширине лицевой стен­ки, строго следя за тем, чтобы не захватить лишнего материала из смежных горизонтов.

От образца, предназначенного для различных видов анализов (механического, минералогического, валового химического и др.), отбирают среднюю пробу в 50 г для спектрального полуколичест­венного анализа. Отдельно отбирают новообразования, по возмож­ности в таком количестве, чтобы можно было сделать шлифы для изучения минералогического состава, а также произвести валовой

|и спектральный анализы.

Если в программе работ предусмотрен микроморфологический анализ, то для него берут образцы с ненарушенной структурой. Это должны быть микромонолиты, помещенные в маленькие ко­робочки. После просушки образца свободное пространство в коро­бочке закладывают ватой или бумагой для сохранения структуры почвы при транспортировке.

Для каждого почвенного горизонта рекомендуется определить объемный вес и полевую влажность почвы (А. А. Роде, 1960). Зна­ние объемного веса необходимо при последующих пересчетах дан­ных химических анализов из весовых процентов в объемные и для получения величин общего объема отдельных элементов в ярусах природного комплекса. Определение объемного веса и полевой влажности позволяет также рассчитать соотношение твердой, жид­кой и газообразной фаз в профиле изучаемой фации.

Образцы растений берут таким образом, чтобы сухая масса со-

I ставляла не менее 300 г. Наиболее сложен отбор проб древесной растительности. Необходимо отдельно отбирать листья или хвою, тонкие ветви до 1 см в диаметре, более толстые ветви, кору на высоте около 1 м от земли, корни (отдельно тонкие — до 1 см в Диаметре и толстые), шишки, желуди, сережки, образцы дре­весины ствола. Последние берут из модельных деревьев (см. раз-Дел 3.7). Из каждого отрезка ствола отпиливают для анализов пла­стинку толщиной 1 — 2 см, массой 1,5 — 2 кг. Она же служит для выявления процесса роста дерева (по годовым кольцам). Образцы Кустарников берут по тому же принципу, что и древесных пород. Для определения аналитических данных смешанного травяного

•Покрова можно использовать укосы пробных площадок. Помимо этого представляет интерес взятие проб отдельных видов расте­ний, особенно доминантов. Из более редких растений предпочте­ние отдается тем, у которых развита глубокая корневая система.

167 I

При этом у кустарничков и полукустарничков с одревесневшими стеблями стебли берут отдельно от листьев.

Корни лучше собирать после срезания надземной массы расте­ний. Их осторожно подкапывают и вытаскивают, несколько раз (по мере сушки) отряхивают от земли, чистят мягкой щеткой, но не моют, чтобы избежать выщелачивания части веществ. Толстые и тонкие корни, как отмечалось, берут отдельно. Все образцы эти-кетируют, сушат, затем измельчают ножницами или руками.

Пробы воды берут из шурфа, а также из родника, ручья, реки, озера, расположенных в нижней части изучаемой катены.

Донные отложения и образцы водных растений (и животных) отбирают после комплексного описания водоема (с профильной зарисовкой). Их быстро просушивают, чтобы остановить микро­биологические процессы, могущие повлиять на результаты ана­лизов.

Фотографии, сделанные в поле, могут служить дополнитель­ным документальным фактическим материалом. Основное требо­вание при этом — точная привязка и датировка кадров (где и ког­да сделан снимок). Эти сведения обычно записывают в дневнике вместе с замечаниями о содержании кадра.

Возможности получения точной документальной информации с помощью фотографий непрерывно возрастают вместе с разви­тием техники фотографирования (различные системы фотоаппа­ратов, широкоугольные объективы, телеобъективы, насадочные кольца для макросъемок, цветная фотография, приспособления для получения моментального фотоизображения и т.д.). Применя­ются также кино- и видеосъемка.

Ландшафтное профилирование

Ландшафтное профилирование — один из основных методов комп­лексных физико-географических исследований. На комплексных профилях особенно ярко выявляются ландшафтные катены — ряды сопряженных фаций и урочищ, составляющих морфологическую структуру ландшафтов, определяются доминирующие, субдоми­нантные и дополняющие урочища и их приуроченность к формам рельефа, литологии, уровню залегания грунтовых вод и т.д. По конкретным наблюдениям на профиле возможно выявить законо­мерности, присущие более крупным ПТК.

Составление комплексных физико-географических профилей, изучение на их примере сложных и многосторонних взаимосвязей в природе, истории развития и современной динамики ПТК мо­жет явиться либо самостоятельной задачей, либо вспомогатель­ным этапом работ в целях ландшафтного картографирования или физико-географического районирования.

Выбор линии профиля производят так, чтобы профиль пересек все наиболее характерные для исследуемой территории формы рельефа, отразил разнообразие геологического строения и совре­менного растительного покрова.

Наиболее типичное заложение профиля, по М. А. Глазовской, — | от местного водораздела к водоприемнику (ручью, речке, озеру) изображено на рисунке 27. М. А. Гл азовская (1964, 2000) рекомен­дует закладывать необходимый и достаточный минимум точек, где помимо комплексных описаний отбирают образцы для сопряжен­ного геохимического анализа. Такие точки необходимо разместить в элювиальных условиях — одну при хорошей дренированности междуречной поверхности или две в случае чередования элюви­альных и элювиально-аккумулятивных (часто гидроморфных) фа­ций. На склоне закладывают две точки (в трансэлювиальной и трансэювиально-аккумулятивной фациях) или одну, если акку­муляция не выражена. Ниже закладывают точки в супераквальной фации поймы и далее — в субаквальной фации водоема. Если есть надпойменная терраса, то как минимум одну точку закладывают на ее основной поверхности (неоэлювиальная фация).

Всего на профиле в зависимости от сложности его строения может быть от четырех до десяти точек, на которых будут отби­раться образцы. Большее количество точек может отвлечь на дета-

ли и затушевать основную картину изменения распределения эле­ментов в вертикальном профиле катенарно сопряженных фаций.

Линии традиционных ландшафтных профилей выбирают по такому же принципу, но помимо точек отбора образцов для со­пряженных геохимических анализов (эти точки, очевидно, следует считать опорными) закладывают ряд основных точек полного комп­лексного описания, с тем чтобы охватить все разнообразие встре­чающихся по профилю ПТК. Профиль может включать не одну, а несколько катен, и тогда для геохимических исследований надо будет выбрать наиболее типичную для данной местности точку, а на других ограничиться комплексным описанием и на некоторых из точек отбором почвенных образцов.

Гипсометрическая кривая профиля, к которой привязывают все данные наблюдений, в зависимости от заданной точности может быть составлена по топографической карте (с полевым уточнени­ем) или получена путем инструментальной съемки.

Точки комплексных описаний закладывают на основных эле­ментах рельефа, полученные на них данные записывают в бланки и наносят условными обозначениями на гипсометрическую кри­вую профиля. При прохождении профиля важно не только произ­вести описания на точках, но и выявить все природные террито­риальные комплексы в их иерархическом соподчинении. Описа­ние комплексов, более сложных, чем фация, и характера границ производят в полевом дневнике как дополнение к бланковым опи­саниям фаций.

Сам профиль изображают в дневнике схематически, но непре­менно наносят на него все точки комплексных описаний, данные о геологическом строении, почвах и почвообразующих породах, растительности, грунтовых водах, а также границы ПТК. При ве­черней обработке материалов на базе (или временной стоянке) линию профиля вычерчивают в избранном масштабе на милли­метровке и наносят все имеющиеся данные, в том числе данные бурения и др.

Профиль может быть дополнен плановой полосой с изображе­нием на ней природных территориальных комплексов. На комп­лексном профиле могут быть произведены микроклиматические наблюдения, являющиеся одним из традиционных видов геофи­зических исследований. Нанесенные в соответствующем порядке над линией профиля метеоданные помогут выявить закономер­ности изменения ПТК, связанные с экспозицией и крутизной скло­нов, относительными превышениями.

В зависимости от масштаба работ меняется и характер профиля, его протяженность, частота расположения точек описания и взя­тия образцов на анализы. При мелком и среднем масштабах иссле­дования профиль может сопровождаться на отдельных участках фрагментами более крупного масштаба, более детально вскрыва-

[ ющими связи между компонентами природы и более мелкими ' комплексами. Крупномасштабные профили сами по себе доста-i точно детальны, но при необходимости и они могут «раскрывать- I ся» более подробно на отдельных характерных участках.

Метод профилирования применяется не только для изучения | структуры ПТК и картографирования, но и для прослеживания процессов функционирования и динамики природных комплек­сов. Применение компьютерной технологии для математической обработки материалов профилирования потребовало регулярного i шага обследования большой частоты, что и осуществляется в на­стоящее время на ряде стационаров, например на Архангельском стационаре географического факультета МГУ.

Главная цель составления профилей — выявление взаимосвя­зей внутри природных территориальных комплексов и сопря- } женности комплексов друг с другом. Эти задачи наиболее успеш-I но могут быть решены с применением геофизических, геохи-[1 мических и математических методов исследований. Окончатель-[ ные ответы зачастую зависят от результатов обработки полевых | данных.