Теорія картографування освітніх інновацій (стр. 11 )

Комплексний еколого-економічний аналіз стану ПАС, досліджуваних територій, сільскогосподарського виробництва.

Геосистемні методи дослідження, фітокліматологічний моніторинг з метою зменшення негативного впливу стихійних природних процесів на довкілля.

Зараз досить широкою і розвинутою галузю наукового знання є системні дослідження. Системний підхід спрямований на розробку наукових засобів і відповідає завданням дослідження складних об'єктів. Він є методологічною базою усієї сукупності сучасних системних досліджень [113]. Системний підхід до вивчення складних об'єктів зараз став загальнонауковим принципом. Його впровадження призвело до значних змін у категоріальній побудові наукових досліджень у багатьох галузях науки, у тому числі і у географії. Географічні науки усім ходом свого розвитку були добре підготовлені до сприйняття і активного розвитку системного підхіду [134]. Швидке розповсюдження і закріплення системного підхіду у географії було природним і цілком закономірним процесом.

Вони відповідають завданням дослідження складних об'єктів, у тому числі і природних і є методологічною базою усієї сукупності сучасних наукових досліджень [135]. Системний підхід до вивчення складних об'єктів зараз став загальнонауковим принципом. Його впровадження призвело до значних змін у категоріальній побудові наукових досліджень у багатьох галузях науки, у тому числі і у географії. Географічні науки усім ходом свого розвитку були добре підготовлені до сприйняття і активного розвитку системного підхіду [117]. Швидке розповсюдження і закріплення системного підхіду у географії було природним і цілком закономірним процесом.

Передумовою появи системної орієнтації стали інтеграційні процеси у науці, що викликали до життя появу нових наукових напрямків, де рівень наукового знання відзначається широтою і розгорнутістю, а його зміст носить міждисциплінарний характер. При цьому системний підхід використовувався у двох напрямках. Перший – давав уточнення суті особливо складних об’єктів, що раніше вивчалися географією, з використанням здебільшого пояснювальної функції. Другий – для аналізу явищ, що раніше мало вивчалися географією, використовуючи науково-конструктивну функцію, що давав змогу отримати нові уявлення про географічні явища і фізико-географічні процеси.

Це служить вихідними положеннями для встановлення можливостей застосування системного підходу у фітокліматологічних дослідженнях. Системні дослідження таких об’єктів повинні стосуватися, перш за все, питань відокремлення їх з середовища як деякої самостійної цілісності, встановлення зовнішніх взаїмодій системи, аналіза структурних аспектів взаємодіючих елементів системи та їх ієрархії. Системні методи дослідження успішно розвиваються стосовно різних наукових і прикладних завдань кліматології. Особливістю формування фітокліматології, як міждисциплінарної галузі, являє собою об'єднання, з одного боку, групи практичних завдань, пов'язаних з визначенням необхідності у меліораціях та можливості їх проведення, а з іншого боку широкого вибору дисциплін, що беруть участь у розв'язанні поставлених задач.

Необхідною умовою розвитку системних досліджень у межах фітокліматології ї створення теоретичних основ та методичних розробок предмета міждисциплінарної галузі з відбиття у ній взаємовідносин між об’єктами різних дисциплін, що розглядаються; проведення фітокліматологічних досліджень на основі методів синтезу причинно-наслідкових зв'язків і інтегрального оцінювання природних умов з метою розвитку різних видів меліорації; прогнозування ефективності меліоративних заходів; використання стаціонарів у природно-меліоративних дослідженнях; вдосконалення методів оціночного природно-меліоративного картографування.

При дослідженні закономірностей багатомірних процессів необхідно з достатнім ступенем надійності встановити залежності, що відшукуються на основі обмеженої кількості вимірів. Це досягається методами планування експерименту [124]. Планування природно-меліоративних досліджень включало на першому етапі створення понятійної моделі взаємодіючих об’єктів.

Виходячи з запропонованих дефініцій фітокліматології і її стану, а також визначень системи і методів фітокліматологічного моніторингу, ми дійшли висновку, що вона має три групи методів. Вани можуть забезпечити дослідженнями різні етапи розвитку фітокліматологічної системи, починаючи з планування та проектування на стадії передпольової підготовки фітокліматологічних досліджень, далі у процесі польових робіт, і закінчуючи камеральними роботами [128].

3.2.2 Організація польових методи дослідження фітопогодного комплексу

Польові методи у фітокліматологічних дослідженнях — основа для проведення комплексного физико-географічного вивчення місцевості і призвані ознайомити з атмосферними процессами і явищами необхідними для розуміння генезису фітопогодного комплексу, його еволюції, історії формування, виявлення закономірностей і взаємозвязку між атмосферними процесами та іншими компонентами природи.

Для організації метеорологічних и мікрокліматичних польових робіт була розроблена программу, підбрані необхідні прилади і обладнання, відпрацьована методика спостережень їх обработка, познайомилися з правилами складання звіту про проведені дослідження.

В період підготовки до спостережень проведено:

- знайомством з методикою спостережень, правилами запису и первинної обработки результатів спостережень;

- перевірити справність для польових спостережень приборов і наявність на них повірочних сертифікатів;

- запастись типовими книжками і бланками для запису метеорологічних спостережень;

- мати на час спостережень «Психрометрические таблицы», «Атлас облаков», «Сборник вспомогательных таблиц» і метеорологічні руководства.

Метеорологічні спостереження приземного шару атмосфери виконуються постійними опорними станціями учебової бази с. Гайдари і стаціонара с. Проходи гідрометеорологічними загонами экспедиції. Основна програма вологістю повітря, температурою грунту і станом її поверхні, атмосферним тиском, напрямом і швидкістю вітру, хмарністю, атмосферними опадами, видимостію, атмосферними явищами і станом погоди.

При организації метеорологічниих спостережень у наукових експедиціях керуються вимогами і методичними вказівками, принятими на державній мережі станцій. Вони викладені в «Наставлении гидрометеорологическим станциям и постам».

Мікрокліматичні спостереженя мають за ціль виявити режим приземного шару повітря у залежсності від компонентів географічного середовища. Програма і організація мікрокліматичних спостережень може бути різна і визначаються поставленю задачею. При комплексних фізико-географічних дослідженнях в польових умовах вивчаються лише головні мікрокліматичні відмінності між природними явищами. Програма мікрокліматичних спостережень у цьому випадку включає спостереженя за температурою і вологістю повітря, температурою грунту і станом її поверхні, атмосферним тиском, напрямом і швидкістю вітру, хмарністю, атмосферними опадами, атмосферними явищами і станом погоди, що помогають зрозуміти і оцінити мікрокліматичні відмінності при разних типах погоди.

Обладнання опорної станції і мікрокліматичних точок. У районі досліджень постійно діють дві мережові метеорологічні станції. Їх дані використані для порівняння як фонові. На опорній станції ведуться спостереженя аналогічними приладами і в ті ж сротки, як і на державній мережі станцій, що дозволяє порівнювати їх показання.

На опорній польовій станції для срочних спостережень над температурою і вологістю повітря є на стандартній висоті 200 см станційні психрометри і гігрометри в психрометричних будках. Для регістрації добового ходу атмосферного тиску, температури і вологості повітря є самописці з добовим оборотом барабана. Спостереженя характеристик вітру виконується флюгером.

На оголеній ділянці є термометри на поверхні грунту (сроковий, максимальний, мінімальний) і грунтові термометри Савінова. Комплект грунтово-глубинних термометрів є на ділянці природним рослинним покровом. Для їх відліку є переносні мостики. Для вимірювання опадів на опорній станції є осадкомір Третякова.

На мікрокліматичених точках установлені металічні стойки діаметром 3 см і довжиною 200 см. Стойки установлені у грунті так, щоб їх висота була рівна 190 см. На них психрометри подвішені у горизонтальному положенні за допомогою шнура на кронштейнах, а анемометр на час спостережень вставлені у гнізда кронштейну на висоті 50 и 150 см над земною поверхнею. Температура грунту регіструється поверхневими тер­мометрами і термометрами-щупами.

Польові спостереженя фітоклімату сільськогосподарських полів тепло - і воднобалансовим методом проводились відповідно спостереження за методикою, разробленою Головною геофізичною обсерваторією ім. Воєйкова А. І. (ГГО) і Українським науково-дослідним гідрометеорологічним інститутом (УкрНДГМІ).

Градієнтні і актинометричні спостереження проводяться з метою отримання даних про добовий розподіл температури і вологості повітря, швидкості вітру у приземному шарі, температури грунту. Ці дані були використані для розрахунку складових радіаційного і теплового балансів, а також коефіцієнта тепло-вологообміну (КТВ).

Спостереження проводяться синхронно на сільськогосподарському полі і на метеоплощадці, що оболаднана на час експедиціойних робіт поблизу поля на суходолі. Використовуються також дані державних метеорологічних станцій, розміщених у районі спостереження.

Програма градієнтних і теплобалансових спостережень включа­є в себе наступні спостереження:

І) вимірювання радіаційного балансу і його складових на висотах: 1,5 м над діяльной поверхнею і 35 см над грунтом під рослинами;

2) вимірювання температури і вологості повітря, швидкості віт­ру на рівнях 50 і 200 см від землі;

3) вимірювання температури на поверхні грунту і на глибинах 5,10,15,20 см;

4) вимірювання кількості випавших опадів;

5) визчення вологості грунту до глибини 100 см;

6) спостереження за напрямком вітру, хмарністю, станом діяльної поверхні, характером погоди;

7) спостереження за атмосферним тиском.

Для вимірювання температури і вологості повітря використовують аспіраційні психрометри Ассмана, для вимірювання швидкості вітру - анемометри Фусса. Спостереження за температурою грунту виконуються за допомогою термометрів – надгрунтових колінчатих Савинова і витяжних. Напрям вітру і кількість опадів визначається вітроміром і опадоміром Третякова.

Під час спостереження на полях використані установки конструкції Харківського университету і УкрНДГМІ.

На мікрокліматичних точках спостереження ведуться щодненно у 6,9,12,15,18,21,24 години.

Протягом усієї роботи експедиції безперервно ведеться щоденик погоди.

Фенологические й фитометрические наблюдения производились по методике УкрНИГМИ.

Для визначення запасів грунтової вологи (загальних і продуктивных) на полях, а також на метеоплощадці проводиться подекадний відбір проб грунту. Відбір проб проводиться за допомогою грунтового бура АМ-І6 до глубини 100 см у кожному 10-сантиметровому шарі, а також у шарі 0-5 см. Вологість грунту визначаєтьсь у шестикратній повторюваності.

Допоміжне визначення вологості грунту проводилось після осадков ( > 5 мм). Методика разрахунку коєфіцієнта тепловологообміну (КТВ), побудова картосхем та інші спеціальні разрахунки викладені у наступних главах звіту.

3.2.3 Методи експедиційних польових досліджень

Комплекс методів польових досліджень включає науково-практичну діяльність, спрямовану на стеження за станом фітокліматичної системи (ФКС), з метою одержання кількісних показників про ФКС стан, розрахунків прогнозів розвитку систем і складання рекомендацій щодо їх керування[121].

Виходячи з запропонованих дефініцій фітокліматології і її стану, а також визначень системи і методів географо- моніторингового моніторингу, ми дійшли висновку, що вона має три групи методів. Вони можуть забезпечити дослідженнями різні етапи розвитку фітокліматичної системи, починаючи з планування та проектування, далі в процесі її експлуатації, і закінчуючи прогнозуванням її стану.

Перша група методів, що названа нами умовно "предпроектна", забезпечує географо-моніторинговий моніторинг на стадії планування та проектування меліоративних заходів. Даний етап досліджень стає обов'язковою частиною робіт, спрямованих на визначення потреб і виявлення можливості їх проведення у відповідних природних умовах. Така проблема пов'язана з необхідністю вибору одного рішення з кількох проектів. Чим ширше розгорнуті моніторингові дослідження, тим ясніше стає проблема, пов'язана з вибором запропонованих варіантів.

Друга група методів одержала назву "експлуатаційний гідрометеорологічний моніторинг", який має на меті вивчення зміни середовища життєдіяльності рослин в умовах зрошення і зокрема стану росту і розвитку рослин, а також врожаю сільськогосподарських культур. Ці методи були застосовані на стадії експлуатації ФКС. Нами розглядались лише методи пов'язані з проблемою метеорологічного забезпечення зрошуваного землеробства, тому точніше їх можна назвати методи гідрометеорологічного моніторингу меліорованих теріторій.

Раціональний комплекс методів гідрометеорологічного моніторингу був розроблений в науковій лабораторрії гідрометеорологічного моніторингу меліорованих територій ХНУ в процесі виконання планів держбюджетних науково-дослідних робіт. Ця група методів пов'язана з оптимізацією розшувальних меліорацій і спрямована на вирішення природоохоронних питань та питань збереження ресурсів, оскільки зараз завдання зрошуваного землеробства зводиться не до розширення площ зрошення, а до більш повного та ефективного їх використання.

Методи гідрометеорологічного моніторингу були випробувані в різних регіонах Лівобережної України. Вони об'єднують таки види: радіаційно-теплобалансові, мікрокліматичні, воднобалансові, фітометричні.

Багаторічні дослідження показали, що такий комплексний підхід дозволяє всебічно охарактеризувати систему "грунт-рослина-повітря" і розробити низку практичних рекомендацій для зрошуваного землеробства. Спираючись на систему методів географо - моніторингового моніторингу, ми маємо можливість в макси-мальній мірі наблизитись до оптимальних варіантів використання природних ресурсів в умовах зрошення.

Третя група методів використовується для прогнозування стану ФКС, що має за основу моделювання емпіричних зв'язків розвитку рослин, приросту біомаси і врожаю з визначаючими факторами. Розглянуті розробки вітчизняних і зарубіжних дослідників дозволили скласти уяву про широкий спектр підходів до визначення багатофакторних емпіричних зв'язків у системі тепло-вологозабезпеченості рослин. Для вивчення зв'язків розвитку рослин та їх врожаю з провідними факторами життєзабезпечення рослин нами запропонована фізико-статистична модель залежності врожаю від гідрометеорологічних факторів і динамічна модель фізиологічних процесів утворення біомаси. Розкриття кількісних зв'язків в системі "грунт-рослина-повітря "складає основу прогнозування врожаю.

3.3 Методи камеральних досліджень ФПК

Камеральний період включає аналіз, обработку і узагальнення отриманого матеріалу. Камеральні работи починаються з перевірки зібраної інформації і складання плану камеральних робіт. Камеральні роботи включають аналітичні роботи, статистичну обработку інформації, картографування. Завершальною частиною роботи є звіт про результати польових досліджень.