Разномасштабность факторов дифференциации ландшафтов Буртинской степи (Оренбуржье)

УДК 911.2

А.П. Еремеева1

РАЗНОМАСШТАБНОСТЬ ФАКТОРОВ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ЛАНДШАФТОВ БУРТИНСКОЙ СТЕПИ (ОРЕНБУРЖЬЕ)2

Рассмотрен опыт поиска иерархических уровней организации степных ландшафтов. Для этого методом многомерного шкалирования выявлены главные факторы дифференциации компонентов ландшафта, с помощью корреляционного анализа выяснены связи между ними. Путем построения регрессионных уравнений выясняется зависимость каждого фактора от мор-фометрических характеристик рельефа, рассчитанных для окрестностей разного размера, и, таким образом, выявляется наиболее значимый масштаб действия отдельных факторов. Для поиска иерархических уровней организации геосистем в целом устанавливаются такие размеры окрестностей, которые значимы для факторов дифференциации нескольких связанных между собой компонентов ландшафта. В результате сделан вывод о наличии на исследуемой территории двух основных иерархических уровней организации геосистем. Каждому из уровней соответствует свой ведущий фактор ландшафтной дифференциации.

Ключевые слова: геосистема, масштаб, фактор дифференциации, компонент, регрессионное уравнение, связь.

Введение. Начиная со становления ландшафтове-дения огромная доля исследований посвящена изучению структуры ландшафтного покрова, его пространственной неоднородности, дифференциации. Модели пространственной организации ландшафта постепенно усложняются, возникают новые взгляды, не столько противоречащие концепции классической морфологии ландшафта, сколько принимающие ее как одну из возможных точек зрения. При развитии концепции иерархической организации ландшафтного покрова возникли представления о полимасштабности, где ключевым является понятие о масштабе [11], происходит отход от строгого иерархического ряда. Масштаб воспринимается как непрерывная шкала, разные иерархические уровни отделяются критическими порогами масштаба, где качественно меняется уровень сложности организации систем и процессов [9, 11]. Однако каждый из множества процессов, происходящих в ландшафте, может характеризоваться своим диапазоном масштаба проявления. Возникает вопрос о совпадении в геосистемах масштаба действия разных процессов. Ландшафтоведов интересуют не все процессы по отдельности, а в первую очередь те, которые затрагивают как можно большее число компонентов ландшафта, приводят к согласованности изменений свойств компонентов, т.е. ландшафтоформирующие процессы, обеспечивающие наличие связей между компонентами. Поэтому важен вопрос о связях между компонентами в ландшафте: какие именно связи рассматривать, что именно понимать под понятием связей? Весьма конструктивным представляется раз-

деление всех связей на связи-отношения и связи-взаимодействия [5]. В любом случае взаимосвязь компонентов обеспечивается процессами, напрямую или косвенно затрагивающими несколько связанных компонентов. При этом обнаружение связей возможно только за счет дифференциации свойств явлений во времени либо в пространстве. Без изменений явлений судить о связях между ними невозможно.

Постановка проблемы. В наши цели входило изучение структуры ландшафтов Буртинской степи с точки зрения полимасштабной организации ландшафтного покрова. Применялись статистические методы более объективные, чем экспертные суждения. В этом плане работа продолжает ряд подобных исследований, проведенных в других регионах, преимущественно в лесной зоне [8, 9].

Были поставлены следующие задачи:

1) выявление наиболее значимых факторов, приводящих к изменению свойств компонентов (растительности и почв) в пространстве, определение порядка значимости разных факторов;

2) выявление пространственного масштаба действия факторов, приводящих к изменению компонентов;

3) по наличию общих для почв и растительности факторов дифференциации, достоверных связей между ними и схожему масштабу действия факторов установить главные процессы дифференциации ландшафтов и выяснить основные уровни иерархии геосистем на территории исследования.

Территория исследований расположена в Беляев-ском районе Оренбургской области и включает се-

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра физической географии и ландшафтоведения, инженер; e-mail: eremeeva.a.p@gmail.com

2 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты N 08-05-00441, 11-05-00954-a). В полевых исследованиях и обработке данных принимали участие А.В. Хорошев, Е.О. Брусиловская, М.В. Кончиц.

верную часть участка Оренбургского заповедника под названием Буртинская степь. Площадь исследованной территории составляет около 24 км2. Буртинская степь находится в континентальном секторе подзоны типичных степей на Урало-Илекском междуречье, между реками Урта-Буртя и Бурля (левыми притоками р. Урал). Ландшафт Буртинской степи представляет собой предгорные возвышенные сильнорасчлененные равнины, сложенные красноцветными пермотриасо-выми песчаниками и конгломератами молассовой формации, в сочетании с пониженными слаборасчле-ненными равнинами, где распространены юрские озерные и делювиальные отложения. На пониженных равнинах есть места с относительно близким залеганием грунтовых вод (на глубине 1—1,5 м). По данным А.А. Чибилева, Г.Д. Мусихина, "повсеместно развиты элювиально-делювиальные, делювиальные и ложковые отложения мощностью от 0,5 до 5,0 м, представленные карбонатными суглинками, супесями с большим количеством гальки и гравия, отпрепарированных из конгломератов" [6, с. 29]. Наибольшей мощности четвертичные отложения достигают в ложбинах и балках, на остальной территории они весьма маломощны.

В растительном покрове преобладают разнотрав-но-типчаково-залесскоковыльные степи на маломощных сильнощебнистых южных черноземах. [1, 3, 6]. Кроме северной части заповедной территории изучены прилегающие с северо-запада пастбища на пониженных равнинах.

Материалы и методы. Основные материалы исследования — данные полевых ландшафтных описаний (всего 186), выполненных в полевые сезоны 2009— 2011 гг. (таблица). Использованы данные лабораторной обработки почвенных образцов (186 проб), отобранных из верхних горизонтов почв (значения рН водной вытяжки, гигроскопической влажности, содержание Сорг). На основе горизонталей топографических карт разного масштаба (1:25 000; 1:100 000) составлены цифровые модели рельефа (ЦМР) с разрешением 30 и 360 м соответственно (ЦМР построены в программе Surfer 8). Выбор таких значений раз-

решения не случаен — разрешение каждой модели приблизительно сопоставимо с наиболее характерными размерами форм рельефа разного порядка. В Буртинской степи на ЦМР с разрешением 30 м хорошо видны ложбины на расчлененных местностях, имеющие ширину около 90 м по бровкам. На ЦМР с разрешением 360 м можно заметить лишь самые крупные различия, приблизительно соответствующие водосборам крупных балок и т.п. Такой подход к выбору разрешения ЦМР уже применялся ранее при исследовании масштаба проявления межкомпонентных связей [8, 9]. Была использована также спутниковая цифровая модель рельефа SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), имеющаяся в свободном доступе [10]. Разрешение этой ЦМР (90 м) сопоставимо с размерами гребней и сыртов в сильнорасчлененной местности.

По трем ЦМР разного разрешения выполнен расчет морфометрических характеристик рельефа: горизонтальной и вертикальной кривизны, горизонтальной и вертикальной расчлененности. Каждая характеристика рассчитана в скользящих квадратах ("окрестностях") разного размера — со стороной 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 пикселей, при этом рассчитанные характеристики приписываются центральному пикселю (рис. 1). Расчеты выполнены в программе анализа растровых изображений Fracdim (авторы Г.М. Алещенко, Ю.Г. Пу-заченко).

Данные полевых описаний, лабораторного анализа почв и расчетов по ЦМР послужили материалом для дальнейшего статистического анализа. Методом многомерного шкалирования (multidimensional scaling) на основе характеристик почв и растительности выявлены основные факторы дифференциации этих компонентов, т.е. рассчитаны новые взаимонезависимые переменные — "оси дифференциации" (иногда их называют также виртуальными факторами). Они рассчитываются так, что их минимальное число наилучшим образом описывает характер изменения большинства включенных в систему исходных переменных. При этом порядок осей соответствует их значимости (факторной нагрузке) — на первую ось приходится самая

Исходные данные для многомерного шкалирования

Компонент Группы свойств компонентов Единицы измерения исходных данных Число исходных переменных Число полученных осей дифференциации

Растительность Кустарники обилие видов 7 4

Травы то же 81 8

Почвы Цвет почв тон, светлота и насыщенность по шкале Ман-селла 27 4

Гранулометрический состав почв закодированные качественные градации гранулометрического состава 10 4

Морфологические и химические свойства горизонтов почв мощность горизонта и показатель рН водной вытяжки, содержание С, гигроскопическая влажность 5 4

15

13

11

9

7

5

3

Рис. 1. Разный размер скользящих окон — окрестностей пиксела

большая доля изменения исходной группы переменных, на остальные — соответственно все меньшая и меньшая [4]. Помимо снижения размерности системы (уменьшение числа рассматриваемых переменных за счет согласованного поведения некоторых из них) многомерное шкалирование имеет целью приближение переменных к нормальному виду для более свободного применения статистических методов.

Выявлено 8 осей дифференциации трав, по 4 оси дифференциации кустарников, цвета почв, механического состава почв, морфологических и химических свойств горизонтов почв — именно такими группами исходные переменные были включены в анализ (таблица). Предполагается, что полученные переменные (оси дифференциации) имеют физический смысл и могут быть интерпретированы как факторы пространственной дифференциации свойств компонентов, т.е., во-первых, как современные процессы, в разной степени проявляющиеся в пространстве и приводящие к различию свойств трав, почв, кустарников (например, процесс перераспределения влаги в соответствии с особенностями рельефа, приводящий к различной мощности гумусовых горизонтов почв); во-вторых, как наследие некоторых процессов, которое сейчас проявляется как неоднородность условий в пространстве (например, процессы накопления разных осадочных толщ, что в настоящее время выражается в разном литологическом составе почвообразующих пород). Полученные переменные интерпретированы с привлечением корреляционного, регрессионного анализов и построения картографического отображения значений осей на разных точках.

Следующая задача — после выяснения факторов дифференциации компонентов — выявление пространственных параметров (пространственный охват и разрешение) действия этих факторов. Предпринята попытка выяснить, в каком пространственном масштабе проявлялся или проявляется процесс, приводящий к пространственной дифференциации свойств

компонентов. Для этого необходимо найти статистически значимые связи полученных переменных ("осей") со свойствами участков пространства с разными размерами. Узнать свойства участков разных размеров можно при наличии данных для каждой точки пространства, т.е. при наличии непрерывного поля данных. Такие данные имеются для рельефа и представляют собой ЦМР. Поэтому проводился поиск зависимостей факторов дифференциации от морфометриче-ских характеристик рельефа, рассчитанных для участков разного размера (рис. 1), при этом для каждого фактора дифференциации путем перебора "подбираются" окрестности такого размера, что их морфоме-трические характеристики наилучшим образом описывают соответствующий фактор дифференциации. Для этого строятся уравнения множественной регрессии 2-й степени:

у = а + Ь1 х1 + Ь2 х2 + Ь3 х2 + Ь4 х^ + ... + Ъ1 хп + Ь. хП +

+ Ьх х2 + Ьтх1 хз + ... + Ьухп-2 хп + Ьхп-1хп + ^

где у — зависимая переменная, а — константа, Ь — угловые (регрессионные) коэффициенты, х — независимые переменные (предикторы).

В качестве зависимой переменной в нашем случае выступает одна из осей пространственной дифференциации, выявленных многомерным шкалированием, в качестве предикторов — четыре морфометрические характеристики рельефа. Уравнения построены для каждой оси дифференциации с характеристиками рельефа по трем ЦМР с разрешением 30, 90 и 360 м соответственно и для разных размеров скользящего окна. Анализируется степень зависимости разных осей от характеристик рельефа разного масштаба. Главные показатели силы зависимости — коэффициент детерминации (Я2, доля описанной уравнением дисперсии зависимой переменной) и уровень значимости (р-1еуе1). Наличие сильных и значимых зависимостей свидетельствует о том, что свойства компонента в описанных точках (фациях) можно объяснить принадлежностью фаций к более крупным комплексам. Сделано предположение, что размер участков пространства, с которым выявлены наиболее сильные связи, соответствует масштабу проявления какого-то процесса дифференциации компонентов ландшафта или геосистем в целом.

Описанными методами выяснен пространственный масштаб проявления факторов дифференциации растительности и почв, т.е. отдельных компонентов. О факторах дифференциации геосистем можно сделать предположения в том случае, если факторы дифференциации отдельных компонентов связаны между собой, имеют одинаковую смысловую интерпретацию и проявляются в схожем масштабе. Для выяснения взаимосвязей между факторами, управляющими разными компонентами, рассчитаны значения коэффициента корреляции (Пирсона), проведено сравнение интерпретаций факторов дифференциации и масштаба их проявления. Статистические расчеты выполнены в программах ВТЛТ^ТГСЛ 7.1 и Fracdim.

Результаты исследований и их обсуждение. Интерпретация полученных новых переменных (факторов дифференциации компонентов ландшафта) показала, что для трав, кустарников, цвета почв, морфологических и химических свойств горизонтов почв ведущий фактор дифференциации — изменение степени увлажнения (гигротопов), которое в основном связано с перераспределением влаги в соответствии с особенностями рельефа. Именно так интерпретируются оси 1, т.е. те, на которые приходится наибольшая доля варьирования растительности и почв. Так, ось 1 дифференциации травостоя отмечает различия в ксерофитно-сти/мезофитности сообществ. Ось 1 дифференциации свойств почвенных горизонтов — изменение кислотности почв (рН), что в условиях карбонатных почво-образующих пород соответствует степени их промыва, которая тоже зависит от количества поступающей влаги и характера растительности. Ось 1 дифференциации цвета почв — мощность горизонтов почвы, окрашенных в черный и серый цвет, т.е. мощность гумусового горизонта; интенсивность накопления гумуса, а также и смыва/намыва гумуса — показатели, которые тоже зависят от перераспределения влаги в соответствии с особенностями рельефа.

Кроме степени увлажнения к значимым факторам дифференциации трав относятся:

1) пастбищная нагрузка, за счет изменения которой формируются различия в заповедных сообществах и пастбищах. В целом пастбища за пределами заповедника можно отнести ко второй стадии пастбищной дигрессии — слабому сбою [2];

2) изменение свойств литогенной основы (разные уклон и каменистость почв), обусловивших различия в петрофитности травостоя. Так, к возвышенным местностям, где преобладают покатые склоны и почвы наиболее каменисты, тяготеют типичные пет-рофитные травы (Centaurea marschalliana, Ephedra dis-tachya, Onosma simplicissima, Hedysarum argyrophyllum, Scabiosa isetensis). На пониженных равнинах, где почвы менее щебнистые, такие петрофиты практически отсутствуют;

3) экспозиционный фактор, обусловивший различия степных сообществ, выражен слабо и проявляется за счет сильного отличия крутых южных склонов от остальных. Влияние экспозиции выявлено с помощью расчета по ЦМР количества солнечной радиации, приходящей в разные точки за год.

В дифференциации кустарников и свойств почвенных горизонтов на втором месте стоят (после изменения влагообеспеченности) различия в типах местностей, осложненные выпасом на пониженных равнинах. Кустарники на пониженных равнинах гораздо менее разнообразны и представлены лишь редкими кустами спиреи, на возвышенных равнинах больше закустаренных ложбин и балок, в степных сообществах чаще встречаются отдельные кусты спиреи и ракитника. Свойства почвенных горизонтов на пониженных равнинах отличаются в сторону большей карбонатности и мень-

шего содержания гумуса, что связано с более плотными почвообразующими породами, а также с влиянием выпаса в пределах пониженных равнин за пределами заповедника.

Для дифференциации цвета почв следующие по значимости факторы — контрастность почвенного профиля, нарушенность почв выпасом (более светлый цвет — снижение содержания гумуса). Есть несколько осей, которые не удалось интерпретировать с привлечением имеющихся данных, это преимущественно малозначимые оси, на которые приходится наименьшая доля изменения компонентов.

Оси дифференциации механического состава почв оказались плохо интерпретируемы и невыразительны. Почвы отличаются по механическому составу — главным образом по каменистости, однако она не была включена в анализ в качестве показателя механического состава почв (анализировали лишь состав мелкозема), поэтому различия в механическом составе почв по территории проявились слабо, как правило, почвы имеют средне- или легкосуглинистый состав мелкозема.

Из сравнения интерпретации рассчитанных факторов дифференциации видно, что для растительности и почв они во многом схожи, первые по значимости факторы дифференциации совпадают по смыслу. Так, и для почв, и для растительности ведущий фактор их дифференциации — изменение степени увлажнения. Кроме того, обнаружены статистически достоверные связи между факторами дифференциации, которые можно одинаково интерпретировать. В первую очередь это характерно для ведущих факторов дифференциации, что свидетельствует о наличии взаимосвязей между компонентами, обусловленных одними и теми же процессами.

Получены показатели зависимости разных факторов дифференциации от параметров пространства разного размера. В качестве иллюстрации выяснения масштабов проявления разных факторов (процессов) построены графики, на которых отражена степень связи какого-либо фактора с морфометрическими характеристиками — параметрами пространства разного размера в зависимости от разрешения и пространственного охвата участков площади по ЦМР (рис. 2). При сравнении этих графиков для разных факторов выяснено, что взаимосвязанные факторы имеют схожий пространственный масштаб проявления. Таким образом, мы имеем дело с парциальными геосистемами, т.е. наблюдаем природные системы, в которых растительность и почвы связаны между собой процессами, затрагивающими оба компонента (водное питание растений, поступление органики от растений в почву, изменение структуры почв корнями растений и др.), причем эти взаимосвязи проявляются в едином пространственном масштабе.

Рассмотрим подробнее описанные закономерности на примере наиболее значимых факторов, связанных с пространственным изменением степени увлаж-

0,34 0,30 0,26 0,22 0,1В 0,14 0,10 0,06

О

Г\

yV 1 ш\ и 2 > » •

' А .в \]- -с ,т > щ > N

* \ Я Vе'

э. \

\/Y1

3

>s. Л, ч\

ЦМР 30м ЦМР 90м 1...... ЦМР ЗбОп л

ооооооооооооооооооооо

Размер стороны скользящего квадрата, м

Рис. 2. Обусловленность первых осей дифференциации трав (1), свойств почвенных горизонтов (2) и цвета почв (3), интерпретируемых как увлажнение, свойствами рельефа разных окрестностей по разным ЦМР

нения. Так, лучше всего взаимосвязаны первые оси дифференциации травостоя и почв: ксерофитность/ мезофитность трав, мощность прокраски гумусом, кислотность почв (величина парного коэффициента корреляции Пирсона составляет около 0,5). Другими словами, статистически подтверждаются связи в следующей цепочке явлений. В автономных позициях — на выпуклых гребнях, вершинах — преобладают ксеро-фитные травы (Galatella villosa, Artemisia marschalliana, Festuca valesiaca, Stipa zalesskii), что связано с наиболее щелочной реакцией почв (в среднем 7,2—7,4), т.е. с наиболее близким положением горизонта, содержащего карбонаты, и очень небольшой мощностью гумусовых горизонтов (15 см). Ниже по катене наблюдается увеличение доли мезофитных трав в травостое (Hieracium virosum, Pulsatilla patens) одновременно со снижением рН, увеличением мощности гумусовых горизонтов. В сообществах самых влажных мест (днища ложбин и балок) преобладают мезофитные травы (Filipendula vulgaris, Sanguisorba officinalis, Veronica spi-cata, Calamagrostis sp., Vicia sp.), при этом почвы имеют наиболее кислую реакцию (рН 6,0 и до 5,0) и мощные гумусовые горизонты (мощность более 70 см), а также наиболее темный цвет. Зная связи между этими свойствами компонентов (связи-отношения), можно делать предположения о происходящих процессах, функциональных причинах этих связей (связи-взаимодействия).

Выяснение масштаба действия факторов увлажнения показано на рис. 1. Самая сильная зависимость факторов увлажнения, управляющих разными компонентами, наблюдается от параметров рельефа, рассчитанных по ЦМР с разрешением 30 м для квадратов ("окрестностей") со сторонами 90—150 м. Эти размеры хорошо сопоставимы с размерами гребней и ложбин, особенно на сильнорасчлененных возвышенных массивах. Из всех морфометрических характеристик

наиболее значимы в таком масштабе горизонтальная и вертикальная кривизна, которые определяют движение водных потоков, их концентрацию или растекание. Именно по значениям кривизны гребни и холмы отличаются от ложбин и вогнутых склонов. Таким образом, свойства растительности и почв, чувствительные к увлажнению, сильнее всего реагируют на его изменения на уровне мезорельефа. Поэтому формы мезорельефа можно сопоставить с определенным рангом геосистем, в данном случае — с урочищами.

По ЦМР с более крупным разрешением, в первую очередь по ЦМР с разрешением 360 м, выявляются второстепенные, но тоже значимые более крупные пространственные уровни проявления изменения растительности и почв. Самый большой из них по пространственному охвату имеет размеры 1800—2520 м. Участки такого размера приблизительно соответствуют трем разным местностям либо (более грубо) различиям между возвышенными массивами и пониженными равнинами. В таком масштабе сильнее всего факторы дифференциации зависят от таких морфо-метрических характеристик рельефа, как его горизонтальная и вертикальная расчлененность, т.е. в другом масштабе оказываются значимы другие переменные (предикторы). В среднем для такого масштаба характерны иные закономерности, чем отмеченные при рассмотрении изменений мезорельефа. Для низменностей отмечены более высокие значения оси 1 дифференциации трав, т.е. более мезофитные условия. Возможно, это связано с наличием крупных луговин в низинах. При этом значения рН почв низменностей в целом выше, так как в почвообразующих породах выше содержание карбонатов, встречаются и засоленные участки, а в луговинах близко залегают щелочные грунтовые воды. В целом различия между местностями обусловлены залеганием почвообразующих пород разных генезиса и состава.

Вторые по значимости факторы дифференциации (различия почвообразующих пород, подчеркиваемые выпасом на пониженных равнинах) слабо и недостоверно связаны между собой, однако их интерпретация подтверждается масштабом действия факторов, выявленным путем поиска зависимостей от характеристик рельефа. Для этих переменных наблюдается наиболее сильная зависимость от морфоме-трических параметров, рассчитанных по ЦМР с разрешением 360 м для крупных участков (2520 м). Это можно также интерпретировать как размеры участков разных типов местностей, отличающихся почвообра-зующими породами и характером рельефа.

На графиках (рис. 2) видно, что существуют и промежуточные, но также значимые значения масштаба, в которых проявляется влияние ведущих факторов дифференциации. Таким образом, можно говорить о полимасштабном проявлении факторов. Малозначимые факторы взаимосвязаны слабее, масштаб их действия совпадает в меньшей степени. Это говорит о том, что каждый компонент ландшафта из-

меняется в пространстве согласованно с другими компонентами, а собственные особенности изменения компонентов играют подчиненную роль в пространственной дифференциации3.

Сравнивая полученные результаты с аналогичными для лесной зоны [8, 9], можно заметить, что для степи наблюдается большая согласованность подчинения всех рассмотренных компонентов разным факторам; более однозначно для разных компонентов выделяются иерархические уровни их дифференциации, другими словами, однозначнее выделяются парциальные геосистемы и их иерархические уровни. Это подтверждает утверждение о более сильной адаптации растительности к геоматическим условиям в степной зоне по сравнению с лесной [7].

Заключение. Выявлены значимые факторы пространственной дифференциации компонентов ландшафта, из них главный фактор — изменение в пространстве степени увлажнения, а второстепенные — изменение свойств почвообразующих пород, экспозиции, пастбищной нагрузки. В основном факторы дифференциации разных компонентов совпадают, т.е. выявлены факторы ландшафтной дифференциации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Климентьев А.И., Чибилев А.А., Блохин Е.В., Грошев И.В. Красная книга почв Оренбургской области. Екатеринбург: УрО РАН, 2001.

2. Николаев В.А., Копыл И.В., Сысуев В.В. Природно-антропогенные ландшафты (сельскохозяйственные и лесо-хозяйственные): Учеб. пособие. М., 2008.

3. Павлейчик В.М. Геолого-геоморфологические условия формирования ландшафтов Буртинской степи в Южном Предуралье // Заповедное дело: проблемы охраны и экологической реставрации степных экосистем // Мат-лы меж-дунар. конф. Оренбург: Газпромпечать, 2009.

4. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: Академия, 2004.

5. Солнцев В.Н. О трудностях внедрения системного подхода в физическую географию // Вопр. географии. Вып. 104. Системные исследования природы. М.: Мысль, 1977.

Пространственный масштаб проявления одинаковых или связанных между собой факторов дифференциации для разных компонентов почти одинаков, т.е. выделяются парциальные геосистемы определенного размера. Установлены два наиболее значимых уровня дифференциации: 1) геосистемы с линейными размерами 90—150 м, сопоставимые в среднем с урочищами; 2) геосистемы с линейными размерами 1,8—2,5 км, сопоставимые с местностями. На более низком уровне иерархии дифференциация проявляется главным образом за счет перераспределения влаги в соответствии с особенностями рельефа, на более высоком уровне дифференциация происходит за счет разного увлажнения, влияния грунтовых вод, различий химического состава и каменистости почвообра-зующих пород. На основе из выявленных значений масштаба действия ведущих факторов дифференциации можно классифицировать пиксели ЦМР по параметрам рельефа, рассчитанным для квадратов соответствующего размера. Такая классификация будет отражать участки территории, отличающиеся по растительности и почвам за счет их чувствительности к соответствующему фактору.

6. Степной заповедник "Оренбургский": физико-географическая и экологическая характеристика. Екатеринбург: УрО РАН, 1996.

7. Топология степных геосистем. Л.: Наука, 1970.

8. Хорошев А.В. Иерархическая организация межкомпонентных связей в лесных ландшафтах Восточно-Европейской равнины // Изв. РГО. 2010. Т. 142, вып. 5. С. 9—16.

9. Хорошев А.В., Мерекалова К.А., Алещенко Г.М. Полимасштабная организация межкомпонентных отношений в ландшафте // Изв. РАН. Сер. геогр. 2010. № 1. С. 26—36.

10. Global Land Cover Facility. URL: http://glcf.umiacs. umd.edu/data/srtm (дата обращения 24.01.2009).

11. Marceau D.J. The scale issue in social and natural sciences // Canad. J. of Remote Sens. 1999. Vol. 25, N 4. P 347—356.

Поступила в редакцию 07.11.2011

A.P. Eremeeva

MULTISCALE FACTORS OF LANDSCAPE DIFFERENTIATION WITHIN THE BURTINSKAYA STEPPE

The article deals with the study of hierarchical organization of steppe landscapes. Multidimensional scaling was used to reveal principal factors of differentiation of landscape components, while the correlation analysis allows the description of their interrelations. Regression equations made it possible to assess how each factor depends from the morphometric parameters of the relief calculated for the areas of different size. Areas important for differentiation of several interrelated landscape components were revealed as a basis for finding out the hierarchical levels of the general geosystem organization. The study resulted in identifying two principal hierarchical levels of geosystem organization. Each level is characterized with particular leading factor of landscape differentiation.

Key words: geosystem, scale, factor of differentiation, component, regression equation, correlation.

3 Оценка перераспределения снега ветром и деградации почв вследствие смыва с выпуклых гребней и склонов, а также сопряженной аккумуляции материала в вогнутых ложбинах и понижениях не выполнялась.