Лекция 8. Методы географии

Развитие методов в физической географии.

Метод науки — это «общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения предмета исследования, раскрытия его сущности, познания его законов» (Б.М.Кедров, 1967). В каждой науке методы исследования формируются в процессе ее развития в зависимости от предмета и цели исследования, уровня развития теории, и в то же время сами способствуют дальнейшему разви­тию теории.

Множественность методов, используемых при научных иссле­дованиях, требует определенной их систематизации. Б. М. Кедров (1967) все научные методы в естествознании делит на три основ­ных группы: общие, особенные и частные.

Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом иссле­дования природы является диалектический, который конкретизи­руется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исто­рического, служащего для раскрытия и обоснования принципа раз­вития в природе.

Особенные методы тоже находят применение во всем естество­знании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явле­ния, количественной стороны и т.д.) или же определенных при­емов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измере­ние, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, модели­рование и т.д.

Частные методы — это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения мате­рии (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естествен­ных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи.

Таким образом, в основу классификации методов Б. М. Кедров положил степень их универсализации. В согласии с этим принци­пом мы можем предложить для методов комплексных физико-гео­графических исследований следующую классификацию:

общие, представляющие собой конкретизацию диалектическо­го метода, — сравнительно-географический и историко-географиче-ский {исторический);

особенные, используемые во всех географических науках, — картографический, математический, моделирования, прогнозирова­ния, районирования, эксперимента;

частные, применяемые во всех естественно-географических (физико-географических) науках, — геохимический, геофизический, палеогеографический, аэрометоды, космические методы.

Для экономико-географических наук характерен иной набор частных методов.

Рангами ниже являются специфические и конкретные методы (или простые методы и методические приемы). Они существуют как бы внутри общих, особенных и частных методов.

Специфические методы формируются в процессе решения опре­деленных научных задач и в последующем применяются для реше­ния задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-геогра­фического районирования и т.д. Некоторые из специфических мето­дов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Напри­мер, ландшафтный метод в виде ландшафтно-индикационного на­ходит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.

Конкретные методы — это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Напри­мер, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации мате­риалов наблюдений или их обработки и т. д.

Множественность методов исследования порождает попытки их классификаций (Д.Л.Арманд, 1961, В.С.Преображенский, 1969, 1971, 1972 и др.). К. К. Марков особо выделял так называемые «сквоз­ные» методы — сравнительно-описательный, геофизический, гео­химический, палеогеографический, картографический и математи­ческий, применяемые во всех физико-географических науках.

Представляет известный интерес и его классификация методов физической географии по истории их становления. Различают ме­тоды: традиционные (сравнительно-географический, историко-гео-графический, картографический), зародившиеся на заре челове­ческой культуры; новые (геофизические, геохимические, аэроме­тоды), применяемые в физико-географических исследованиях с 30—50-х гг. XX в.; и новейшие (космические, математического моделирования, геоинформационные и др.), появившиеся в фи­зической географии в 60 — 80-х гг. XX в.

Методы исследований динамичны. Каждый из них со временем приобретает новые черты. Набор применяемых методов существенно меняется на разных уровнях исследования — глобальном, регио­нальном и локальном. Меняется он и при решении конкретных задач физико-географических исследований.

Традиционные методы. Едва ли не самым древним и широко распространенным методом географических исследований являет­ся сравнительно-географический. Основы его были заложены еще античными учеными (Геродотом, Аристотелем), однако в Сред­ние века в связи с общим застоем науки методы исследований, применявшиеся учеными античного мира, были забыты. Осново­положником современного сравнительно-географического метода считают А. Гумбольдта, применившего его первоначально для изу­чения связей между климатом и растительностью. Географ и путе­шественник, член Берлинской Академии наук и почетный член Петербургской Академии наук (1815), Гумбольдт посетил в 1829 г. Россию (Урал, Алтай, Прикаспий). В России были опубликованы его монументальный пятитомный труд «Космос» (1848—1863) и трехтомник «Центральная Азия» (1915).

«Исходя из общих принципов и применяя сравнительный ме­тод, Гумбольдт создавал физическую географию, призванную вы­яснять закономерности на земной поверхности в ее твердой, жид­кой и воздушной оболочках» (БСЭ, 1972. — С. 446).

Широко использовал сравнительный метод в географии и К. Рит-тер. Его наиболее известные труды — «Землеведение в отношении к природе и к истории человека, или Всеобщая сравнительная география», «Идеи о сравнительном землеведении».

В настоящее время сравнение как специфический логический прием пронизывает все методы географических исследований, но вместе с тем оно давно выделилось в качестве самостоятельного метода научных исследований — сравнительно-географического, который приобрел особенно большое значение в географии и био­логии.

Природа Земли столь разнообразна, что только сравнение раз­личных природных комплексов позволяет выявить их особенно­сти, их наиболее характерные, а потому и наиболее существенные черты. «Сравнение способствует выделению из потока географи­ческой информации особенного и потому главного» (К. К. Марков и др., 1978. — С. 48). Выявление сходства и различия ПТК позволя­ет судить о причинной обусловленности сходства и генетических связях объектов. Сравнительно-географический метод лежит в ос­нове любой классификации ПТК и других объектов и явлений природы. На нем базируются различного рода оценочные работы, в процессе которых свойства ПТК сопоставляются с требованиями к ним, предъявляемыми тем или иным видом хозяйственного использования территории.

На первых этапах своего применения сравнительный метод ис­черпывался зрительным сопоставлением объектов и явлений, за­тем стали анализироваться словесные и картографические образы. В обоих случаях сравнивались преимущественно формы объектов, их внешние признаки, т. е. сравнение было морфологическим. В даль­нейшем, с развитием геохимического, геофизического и аэрокос­мических методов, появилась возможность и необходимость ис­пользования сравнительного метода для характеристики процес­сов и их интенсивности, для изучения взаимосвязей между раз­личными объектами природы, т.е. для изучения сущности ПТК. Возможности и надежность сравнительного метода, глубина и пол­нота получаемых с его помощью характеристик, точность и досто­верность результатов постоянно возрастают. Массовость геогра­фической информации заставляет ужесточать требования к ее од­нородности. Достигается это путем строгой фиксации наблюдений в специальных бланках и таблицах. На непродолжительном этапе (в 60 —70-х гг. XX в.) для анализа большого количества материалов использовались перфокарты. В настоящее время сравнительный метод неразрывно связан с математическим и с использованием компьютерной техники.

Особенно велика роль сравнительного метода на этапе нахож­дения эмпирических зависимостей, но фактически он присутству­ет на всех уровнях научных исследований.

Различают два основных аспекта применения сравнительно-гео­графического метода. 

Первый аспект связан с использованием умо­заключений по аналогии (метод аналогий). Он заключается в сопо­ставлении слабо изученного или неизвестного объекта с хорошо изученным. Например, в ландшафтном картографировании еще в камеральный период и в процессе рекогносцировочного ознаком­ления с территорией выделяются группы сходных по своему ха­рактеру ПТК. Из них детально обследуются лишь немногие, на остальных объем полевых работ весьма сокращенный, некоторые вовсе не посещаются, а их характеристика в легенде карты дается на основании материалов хорошо изученных ПТК.

Второй аспект состоит в исследовании одинаково изученных объектов. Возможны два пути сравнения таких объектов. Можно сравнивать объекты, находящиеся на одинаковой стадии развития, что позволяет установить их сходство и различие, искать и нахо­дить факторы и причины, обусловливающие их сходство. Это по­зволит сгруппировать объекты по сходству, а затем применить ха­рактеристики однотипных объектов для рекомендаций по их ис­пользованию, прогнозированию их дальнейшего развития и т.д.

Другой путь заключается в сравнении объектов, существующих одновременно, одинаково изученных, но находящихся на разной стадии развития. Этот путь дает возможность раскрыть стадии раз­вития близких по генезису объектов. Такое сравнение лежит в ос­нове эргодического принципа Больцмана, позволяющего по из­менениям ПТК в пространстве проследить их историю во времени. Например, развитие эрозионных форм рельефа от промоины до балки и долины ручья. Этим путем сравнительный метод логиче­ски и закономерно привел географию к историческому методу ис­следования.

Картографический метод познания действительности столь же широко распространенный и такой же (или почти такой же) древ­ний, как и сравнительно-географический. Прародителями совре­менных карт были наскальные рисунки древнего человека, рисун­ки на коже, резьба по дереву или кости, позже — первые прими­тивные «карты» для мореплавания и т.д. (К. Н.Дьяконов, Н. С. Ка­симов, В.С.Тикунов, 1996). Первым осознал значение картогра­фического метода и ввел его в обиход еще Птолемей. Картографи­ческий метод продолжал интенсивно развиваться даже в Средние века. Достаточно вспомнить фламандского картографа Меркатора (1512—1599), который создал цилиндрическую равноугольную проекцию карты мира, до сих пор используемую в морской кар­тографии (К.Н.Дьяконов и др., 1996).

Особенно большое значение и развитие картографический ме­тод приобрел в эпоху Великих географических открытий. Первона­чально карты использовались исключительно для изображения взаимного размещения и сочетания различных географических объектов, сопоставления их размеров, с целью ориентирования, оценки расстояний. Тематические карты для научных исследований появились лишь в XIX в. А. Гумбольдт был одним из первых созда­телей карт, на которых изображались абстрактные понятия. В част­ности, он ввел в науку новый термин «изотермы» — линии, по­зволяющие изобразить на карте распределение на территории теп­ла (невидимого на местности). В. В. Докучаев в почвенном карто­графировании также не только изображал пространственное раз­мещение почв, но и строил легенды карт с учетом генетического принципа и факторов почвообразования. А.Г.Исаченко (1951) писал, что с помощью карт может изучаться не только состав и структура географических комплексов, но и элементы их дина­мики, развития.

Постепенно картографический метод стал неотъемлемой ча­стью самых разнообразных географических исследований. Л. С. Берг (1947) отмечал, что карта является началом и концом географи­ческого изучения, описания и выделения ландшафта. Н. Н. Баран­ский также утверждал, что «карта есть «альфа и омега» (т.е. начало и конец) географии. От карты всякое географическое исследова­ние исходит и к карте приходит, с карты начинается и картой кончается». «Карта... способствует выявлению географических закономерностей». «Карта является как бы вторым языком геогра­фии...» (1960).

По К. А. Салищеву (1955, 1976 и др.), картографический метод исследования заключается в использовании разнообразных карт для описания, анализа и познания явлений, для получения новых знаний и характеристик, изучения процессов развития, установ­ления взаимосвязей и прогноза явлений.

На начальных этапах познания картографический метод — ме­тод картографирования — используется как метод отображения объективной реальности. Карта служит специфической формой фиксации результатов наблюдений, накопления и хранения гео­графической информации.

Своеобразным протоколом полевых наблюдений является кар­та фактического материала, дальнейший анализ которой позволя­ет создать первичную тематическую (специальную) карту. Легенда к карте представляет собой результат классификации изображен­ных на ней объектов. Таким образом, в создании тематической карты используется не только картографический, но и сравни­тельный метод, применение которого позволяет провести класси­фикацию фактических данных, выявить определенные закономер­ности и на их основе выполнить генерализацию, т.е. перейти от конкретного к абстрактному, к формированию новых научных понятий.

На основе карты фактического материала может быть состав­лен целый ряд специальных карт (А. А. Видина, 1962), главной из которых служит ландшафтно-типологическая карта — итог поле­вого ландшафтного картографирования.

Ландшафтная карта, представляющая собой уменьшенное ге­нерализованное изображение ПТК на плоскости, — это, прежде всего, пространственная знаковая модель природных территори­альных комплексов, полученная по определенным математиче­ским законам. И как всякая модель она сама служит источником новой информации о ПТК. Картографический метод исследова­ния как раз и направлен на получение и анализ этой информации с целью более глубокого познания объектов и явлений.

Источником информации в этом случае служит не сама объек­тивная реальность, а ее картографическая модель. Результаты та­ких опосредованных наблюдений в виде разнообразных качест­венных или количественных данных фиксируются в виде сло­весного описания, таблиц, матриц, графиков и т.д. и служат мате­риалом для выявления эмпирических закономерностей с помо­щью сравнительного, исторического, математических и логиче­ских методов.

Еще более широкие перспективы для изучения взаимосвязей и зависимостей между объектами, установления основных факторов их формирования и причин наблюдаемого размещения открываются при сопряженном изучении нескольких карт различного со­держания. Сопоставляться могут карты одинакового содержания, но составленные и изданные в разное время, либо карты, состав­ленные одновременно, но фиксирующие разные моменты време­ни (например, серия карт среднемесячных температур, серия па­леогеографических карт и т.д.). Главная цель сравнения разновре­менных карт — изучение динамики и развития изображенных на них объектов и явлений. При этом большое значение имеют точ­ность и достоверность сравниваемых карт.

Совершенствуются не только картографические методы и со­ставляемые карты, но и методы их анализа. В недалеком прошлом основным и едва ли не единственным приемом анализа карт был визуальный анализ. Его результат — качественное описание объек­тов с некоторыми количественными характеристиками, которые могли быть прочтены с карты или оценены глазомерно и пред­ставлены в виде отдельных показателей, таблиц, графиков. Важно при этом не ограничиваться простым изложением фактов, а по­стараться вскрывать связи и причины, давать оценку изучаемым объектам. Затем появился и стал широко применяться графический анализ, который заключается в составлении по данным, получен­ным с карт, различных профилей, разрезов, графиков, диаграмм, блок-диаграмм и т.д. и дальнейшем их изучении. Графоаналитиче­ские приемы анализа карт (А. М.Берлянт, 1978) заключаются в из­мерении по картам количественных пространственных характери­стик объектов: длин линий, площадей, углов и направлений. На основании результатов измерений рассчитываются разнообразные морфоаналитические показатели. Графоаналитические приемы ча­сто называют картометрией, или картометрическим анализом.

Картографический метод исследования особенно широко используется на начальных этапах познания (при сборе и фикса­ции результатов наблюдений в природе и их систематизации), а также для отражения выявленных в процессе изучения эмпири­ческих закономерностей и получения с готовых карт новой ин­формации, переработка которой с помощью других методов по­зволяет не только получать новые эмпирические закономерности, но и формировать теорию науки. Картографирование результатов исследований — неотъемлемая часть комплексных физико-геогра­фических исследований.

Исторический метод познания природы также один из тради­ционных методов географических исследований, хотя он сформи­ровался значительно позднее сравнительного и картографическо­го методов и в значительной мере опирается на них.

Возникновение исторического метода стало возможным лишь в XVIII столетии, когда распространилось представление об измен­чивости природы поверхности Земли. Основоположниками его были немецкий ученый И.Кант, создавший небулярную космогоническую гипотезу (1755), и наш великий соотечественник М. В.Ломо­носов. Всем известно замечательное высказывание Ломоносова в его труде «О слоях земных» (1763): «И, во-первых, твердо помнить должно, что видимые телесные на Земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начал от создания, как ныне находим; но великие происходили в нем перемены, что показывают История и древняя География, с нынешнею снесенная...».

Признание изменчивости природы Земли требовало ее изуче­ния. Попытки использовать для решения этой проблемы уже суще­ствовавшие методы привели к их трансформации в связи с появ­лением новых аспектов их применения, решением новых задач и использованием новых приемов, в результате чего и сформиро­вался исторический метод.

Современный исторический метод базируется на положении диалектического материализма о непрерывном движении и разви­тии материи. Исторический метод играет решающую роль во всех случаях, когда исследуемые объекты и процессы требуют своего рассмотрения в развитии и становлении, поэтому он является од­ним из основных методов комплексной физической географии. Еще в 1902 г. Д. Н.Анучин писал, что «представление об эволюции, о ходе развития, о процессах и силах, которыми это развитие вызы­валось и обусловливалось», необходимо иметь «для более осмыс­ленного понимания настоящего». Исторический метод позволяет «познать настоящее в его развитии» (К.К.Марков, 1948. — С. 85), является ключом к пониманию современных закономерностей природы и помогает дать прогноз ее развития в будущем.

Задача исторического анализа в комплексных физико-геогра­фических исследованиях — проследить становление современных черт природы Земли, установить исходное состояние того или иного ПТК и ряд его конкретных переходных состояний (стадий разви­тия), изучить современное состояние как результат произошед­ших изменений, выявить движущие силы и условия процесса раз­вития. Однако при историческом анализе чаще всего используются не сами состояния природных комплексов, а разнообразные «сле­ды» когда-то существовавших состояний. Ретроспективный анализ, основанный на изучении «следов состояний» ПТК, дает возмож­ность познать взаимосвязи между различными компонентами и комплексами в историческом аспекте, т. е. создать пространствен­но-временную характеристику ПТК.

В. А. Николаев (1979) обращает внимание на то, что при комп­лексных физико-географических исследованиях и ретроспектив­ный анализ должен быть достаточно комплексным, т.е. должен включать не только литогенные, но и биогенные компоненты, которые фиксируют наиболее поздние этапы становления ПТК и поэтому дают ценный материал для установления тенденций даль­нейшего развития комплексов. Насколько глубоко такой анализ может проникнуть в прошлое ПТК и насколько достоверен и дета­лен он будет, зависит от возраста, обилия и разнообразия таких «следов состояний».

Наряду с ретроспективным анализом структуры современных ПТК для палеогеографических реконструкций используется ряд других методов: спорово-пыльцевой, карпологический, палино­логический, фаунистические анализы, изучение погребенных почв и коры выветривания, археологический, радиоуглеродный, стра­тиграфический, минералогический, гранулометрический и т.д.

Глубина палеогеографического анализа в очень большой степе­ни зависит от ранга изучаемого природного комплекса. Чем круп­нее комплекс, чем он устойчивее, тем более длительный отрезок времени требуется проанализировать при изучении процессов его становления. Чем мельче комплекс, чем он моложе, тем он мо­бильнее и тем короче временной отрезок его формирования. Чаще всего палеогеографический анализ применяется для изучения чет­вертичной (антропогеновой) истории, но может применяться и для более отдаленных периодов.

В настоящее время все чаще «сравнение состояний во време­ни», т.е. исторический метод, используется в сочетании с геофи­зическим и геохимическим методами для исследования наиболее простых и динамичных комплексов, для изучения самих комплек­сов и факторов, формирующих или формировавших их в недале­ком прошлом. Такое изучение базируется на непосредственных на­блюдениях, преимущественно на стационарах, за современными процессами, протекающими в ПТК, либо на анализе картографи­ческих и аэрофотоматериалов. В.С.Преображенский (1969) выде­ляет этот аспект применения исторического метода в качестве са­мостоятельной составной его части — динамического метода.

Стоит упомянуть также возможность проведения анализа на основе изучения исторических документов. Такой анализ может быть назван собственно историческим.

Таким образом, с развитием науки расширяются рамки приме­нения исторического метода, постоянно совершенствуются техни­ческие приемы сбора данных и способы обработки информации, позволяющие в настоящее время получать не только качественную характеристику, но и точные количественные показатели.

В современной физической географии мы можем выделить три основных аспекта исторического метода: палеогеографический, ос­нованный на изучении самых разнообразных «следов» бывших со­стояний ПТК; собственно исторический, базирующийся на изуче­нии исторических документов о бывших состояниях ПТК (в том числе и отраженных в географических названиях и терминах), и динамический, изучающий современные изменения состояний, фик­сируемые преимущественно в процессе стационарных исследова­ний. Из этих трех аспектов самым ранним был, очевидно, собственно исторический, позже появился и активно развивался па­леогеографический. Совсем недавно, с появлением комплексных физико-географических стационаров (60-е гг. XX в.), зародился и успешно развивается динамический аспект.

Таким образом, кратко рассмотрев современное состояние тра­диционных методов географических исследований, мы видим, что они находят широкое и разнообразное применение в комплекс­ной физической географии.