Содержание к диссертации
Введение
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ГЕОХИМИИ ЛАНДШАФТА И ЭКОЛОГО ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛЕСОСТЕПНОМ И СТЕПНОМ ПОВОЛЖЬЕ 12
Основные этапы развития геохимии ландшафта и становление ее экологического направления 12
Эколого-геохимические исследования ландшафтов в лесостепном и степном Поволжье 22
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ 34
Краткая физико-географическая характеристика 34
Антропогенная трансформация ландшафтов района исследований 53
ТИПИЗАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ И ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ 61
Понятие ландшафта и типологическая классификация ландшафтов района исследований 61
Методологические основы использования ландшафтного подхода в эколого-геохимических исследованиях 68
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 73
ФОНОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТАЛЛОВ В ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТАХ ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ 84
Общие сведения о современных принципах определения фоновых показателей содержания химических элементов в компонентах ландшафта 84
Атмосфера и атмосферные осадки 85
Подземные и поверхностные воды 93
Подстилающие и почвообразующие породы 101
Почвы 109
Растения 141
ОСОБЕННОСТИ ЛАТЕРАЛЬНОГО И РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВАЛОВЫХ И ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ПРИРОДНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ 153
Методологические основы изучения латеральной и радиальной эколого-геохимической структуры ландшафтов 153
Латеральное распределение 159
Радиальное распределение 194
ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ АНТРОПОГЕННО ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ 212
Земли сельскохозяйственного использования (агроландшафты) 212
Палеоанализ как экологический принцип изучения современных антропогенно преобразованных почв 252
Почвы урбанизированных ландшафтов 265
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ФИТОИНДИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛАНДШАФТОВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ 343
Проблемы фитоиндикации загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами 343
Использование концентрационных функций дикорастущих и культурных растений для эколого-биогеохимического мониторинга в лесостепном и степном Поволжье 353
Ценопопуляционный подход к фитоиндикации загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами 373
Экоморфный анализ в фитоиндикации загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами 379
Гистохимический метод в фитоиндикации загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами 388
Геоинформационные системы и фитоиндикация 402
ОБЩАЯ ОЦЕНКА ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГО ГЕОХИМИЧЕСКОГО СТАТУСА ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПНОГО И СТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ 418
ВЫВОДЫ 441
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 445
ПРИЛОЖЕНИЕ 497
- Основные этапы развития геохимии ландшафта и становление ее экологического направления
- Краткая физико-географическая характеристика
- Понятие ландшафта и типологическая классификация ландшафтов района исследований
Введение к работе
Актуальность темы. Среди неорганических ксенобиотиков антропогенного происхождения к наиболее опасным и прогрессивно накапливающимся в природной среде относятся металлы и металлоиды. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения биогеохимических циклов большинства из них. Трансформировались направления и темпы их миграции, переместились зоны выноса и накопления, существенно расширился перечень элементов, входящих в техногенные потоки загрязнения. В настоящее время объем выбросов техногенных элементов в биосфере стал соизмеримым с масштабами природных процессов их миграции и аккумуляции. Сложившаяся ситуация вызвала расширение и интенсификацию исследований в области антропогенной полиметаллической трансформации окружающей среды, объектами которых становятся не локальные участки и отдельные среды, а целые ландшафтные образования.
Лесостепное и степное Поволжье относится к крупнейшим промышленным и сельскохозяйственным регионам России, отличающимся высокой степенью антропогенного изменения природных ландшафтов, что определяет широкий спектр техногенных источников загрязнения окружающей среды, в том числе и металлами. Целенаправленные эколого-геохимические исследования в лесостепном и степном Поволжье были начаты в 90-е годы XX века и особенно активно осуществляются в последнее десятилетие. Однако общие эколого-геохимические особенности природных и антропогенно преобразованных ландшафтов данной территории к настоящему времени нельзя считать полностью раскрытыми, а основные экологические принципы их изучения до конца разработанными. Это и определяет актуальность диссертационного исследования.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Данная диссертация связана с планом основных научно-исследовательских работ Самарского государственного университета по теме «Проблемы охраны природных экосистем и биомониторинг в условиях лесостепной и степной зоны» по приоритетному направлению фундаментальных исследований в области биологических наук «Биология популяций, биоценозы, биоразнообразие», включенной в планы работы РАН по программе «Проблемы экологии биологических систем» Головного совета «Охрана окружающей среды» Министерства образования и науки РФ по программе «Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии человека».
Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка экологических принципов комплексного биогеохимического анализа основных природных и антропогенных ландшафтов лесостепного и степного Поволжья для выявления их фоновой эколого-геохимической структуры, степени техногенной трансформации и геохимической специализации по содержанию металлов и металлоидов.
В соответствии с этим были поставлены следующие основные задачи:
1) детализировать ландшафтную структуру лесостепного и степного Поволжья (на примере Самарской области) и осуществить экологический анализ природных компонентов, определяющих геохимический статус ландшафтов;
2) определить фоновое содержание важнейших металлов и металлоидов в основных компонентах ландшафтов, оценить их роль в формировании эколого-геохимической структуры ландшафтов;
3) оценить латеральную и радиальную геохимическую дифференциацию почвенного покрова природных ландшафтов;
4) осуществить эколого-геохимический анализ распределения и накопления тяжелых металлов в антропогенно преобразованных ландшафтах;
5) дать экологическую оценку принципов фитоиндикации полиметаллического загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами с использованием концентрационной функции растений, ценопопуляционного и экоморфного анализа, гистохимических методов и современных геоинформационных систем.
Научная новизна работы. Впервые в лесостепном и степном Поволжье (на примере Самарской области) на основе комплексных исследований получен обширный материал, отражающий фоновое содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов (Ті, Fe, Mn, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb) и ряда других ранее не изучавшихся элементов, (Са, К, Mo, Zr, Nb, Y, Se, Br, As) в основных компонентах ландшафтов (воздухе, атмосферных осадках, поверхностных и грунтовых водах, почвообразующих породах, почвах и растениях). Впервые осуществлена сравнительная эколого-геохимическая оценка основных типов природных ландшафтов лесостепного и степного Поволжья, выявлена их фоновая геохимическая структура по содержанию металлов, определена степень эколого-геохимической трансформации под воздействием сельскохозяйственного производства. Выявлено относительное обогащение лесостепных и степных ландшафтов Си и установлена ее активная аккумуляция дикорастущими и культурными растениями региона. Впервые осуществлен эколого-геохимический анализ урболандшафтов региона на примере крупного (Самара) и малого (Отрадный) городов с различной промышленной специализацией. Выявлены ассоциации элементов, преобладающих в техногенных потоках загрязнения, формируемых городами, дана оценка их влияния на фоновую геохимическую структуру природных ландшафтов. Экспериментально разработаны экологические принципы анализа геохимической структуры ландшафтов, в том числе система фитоиндикации загрязнения природной среды тяжелыми металлами с использованием концентрационных функций растений, ценопопуляционного и экоморфного анализа, гистохимических методов выявления тяжелых металлов в растительных тканях и применения геоинформационных систем.
Теоретическая значимость работы. Материалы, изложенные в диссертации, сформулированные в ней научные положения и выводы, вносят вклад в развитие теоретических основ общей экологии, экологии почв и растений, почвоведения, экологической геохимии и биогеохимии, в решение проблем биомониторинга природных и антропогенных ландшафтов.
Практическое значение работы. Результаты проведенных исследований могут быть использованы в практике эколого-геохимического и медико-экологического мониторинга, в сельском и лесном хозяйстве лесостепных и степных областей России и стран СНГ.
Реализация результатов исследований. Материалы диссертации внедрены и применяются в работе отдела по охране земельных ресурсов, растительного и животного мира Госкомитета экологии и природных ресурсов Самарской области (ныне - Управление Росприроднадзора по Самарской области), в работе Приволжского территориального центра мониторинга загрязнения окружающей среды, отдела экологии администрации г. Отрадного, коллективного сельскохозяйственного предприятия им. Калягина.- Они используются в работе природоохранных организаций для оценки экологического состояния природной среды Самарской области, при подготовке ОВОС, в том числе при строительстве дорог. За существенный вклад в изучение экологических проблем автор был удостоен звания лауреата Губернской премии в области науки и техники за 2003 год. Материалы диссертации использованы автором при написании трех учебных пособий, внедрены в учебный процесс в Самарском государственном университете, в Самарском государственном педагогическом университете, Самарском муниципальном университете Наяновой, Саратовском государственном университете.
Апробация работы. Результаты исследований, теоретические и практические положения диссертации докладывались па международных конгрессах, конференциях, симпозиумах и школах . «Физика почв и проблемы экологии» (Пущино, 1992); «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды» (Томск, 1995); «Тяжелые металлы в окружающей среде» (Пущино, 1996); «Экологические проблемы бассейнов крупных рек» (Тольятти, 1998); «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 1999); «Проблеми фундаментальної та прикладної екології» (Кривой Рог, 1999, 2001); «Проблеми сучасної екології» (Запорожье, 2000); «Геохимия биосферы» (Ростов-на-Дону, 2001); «Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга» (Сыктывкар, 2001); «Степи северной Евразии» (Оренбург, 2003); «Творческое наследие В.И. Вернадского и современность (Донецк, 2003); «Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды» (Новороссийск, 2003); «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами» (Тула, 2003); на всероссийских конгрессах, конференциях, совещаниях и симпозиумах: «Экоа-налитика» (Краснодар, 1994, 1996); «Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, 1999); «Безопасность биосферы» (Екатеринбург, 1999); «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2003); на региональных научных и научно-практических конференциях: «Экологические проблемы Среднего Поволжья» (Ульяновск, 1999); «Актуальные вопросы мониторинга экосистем антропогенно нарушенных территорий» (Ульяновск, 2000); «Проблемы регионального экологического мониторинга» (Нижний Новгород, 2002); на ежегодных научных конференциях преподавателей и сотрудников Самарского госуниверситета (1991 - 2005).
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 125 печатных работ, в том числе 4 монографии,44 статьи в журналах и сборниках научных трудов, 3 учебных пособия, 2 научных отчета депонированы в ВИНИТИ.
Декларация личного участия автора. Автор в 1990-2004 гг. лично осуществил экспедиционное обследование лесостепных и степных ландшафтов в границах Самарской области с отбором образцов почвы и растений. Все работы, связанные с лабораторной подготовкой образцов к элементному анализу (более 1200 почвенных и 850 растительных образцов), агрохимический анализ почв, определение подвижных форм тяжелых металлов в почвенных образцах, математическая обработка первичных цифровых материалов, ин терпретация фактических данных, разработка изолинейных компьютерных карт, написание текста диссертации осуществлены автором самостоятельно. Автор принимал участие в элементном анализе образцов почвы и растений в специализированных лабораториях. В диссертации использованы работы, опубликованные в соавторстве. Доля личного участия автора в написании и подготовке этих публикаций составляет 60-90 %.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В лесостепном и степном Поволжье на территории Самарской области в пределах равнинного класса ландшафта представлены 3 подкласса, 4 типа и 10 подтипов ландшафта.
2. Региональные фоновые концентрации металлов и металлоидов (Ті, Mn, Fe, Cr, V, Со, Ni, Си, Zn, Pb, Mo, Sr, Rb, Zr, As, Se, Br, Y, Nb) в важнейших компонентах природных ландшафтов (почвообразующих породах, почвах и растениях) в целом сходны с мировыми кларками. Атмосферный воздух, осадки, поверхностные и подземные воды в той или иной степени участвуют в формировании фоновой эколого-геохимической структуры ландшафтов лесостепного и степного Поволжья.
3. Для всех групп цветковых растений из лесостепных и степных ландшафтов характерно относительно активное накопление Си, что указывает на эволюционно сложившуюся региональную специфику.
4. В эколого-геохимической латеральной структуре лесостепного и степного Поволжья для большинства изученных элементов характерно устойчивое снижение валовых концентраций от северных лесостепных ландшафтов к южным степным. Особенностью почв лесостепных ландшафтов является относительное накопление Си, Zn, Pb, Со, Ni, V, Rb, Сг,в почвах степных ландшафтов - их рассеяние, за исключением Rb, и равномерное распределение Fe, Mn, Sr, Ті в почвенном покрове региона в целом.
5. Для почв лесостепного и степного Поволжья в основном характерен равномерно-аккумулятивный тип распределения в почвенном профиле большинства анализируемых элементов, выражающийся некоторой аккумуляцией их в гумусовом горизонте и постепенным уменьшением содержания с глубиной. Характерна высокая (Са), средняя и слабая биогенная аккумуляция для большинства исследованных элементов (Mn, Fe, Ті, Ni, Cr, Co, Zn, Rb, Sr, V, Cu). Co, Sr и Pb могут проявлять также элювиально-иллювиальный тип распределения по почвенному профилю.
6. В формировании фоновой геохимической структуры почв лесостепных и степных ландшафтов Поволжья существенная роль принадлежит техногенной миграции металлов и металлоидов, подтвержденная палеоанали-зом. В пахотном слое почв агроландшафтов тяжелые металлы рассеиваются, а в городских техноземах - накапливаются.
7. Эколого-геохимическая специфика урболандшафтов лесостепного и степного Поволжья формируется главным образом за счет техногенных потоков (Pb, Си, Zn, Ni, Cr, V и др.), их геохимическая специализация в отношении тяжелых металлов зависит от масштабов и специфики промышленного производства и развитости транспортных систем. В перераспределении потоков полиметаллического загрязнения заметную роль играют природные (рельеф, климатические особенности) и техногенные (плотность и этажность застройки, особенности размещения промышленных и жилых зон, развитость системы озеленения) факторы.
8. Эколого-геохимическая структура ландшафтов лесостепного и степного Поволжья характеризуется континуальностью, соответствующей эко-тонной специфике региона, и проявляется в постепенном переходе от концентрирования металлов в ландшафтах лесостепи к их рассеиванию в ландшафтах степи. Антропогенный фактор усиливает эколого-геохимическую мозаичность почвенного и растительного покрова и способствует усилению биогеохимической контрастности между лесостепными и степными ландшафтами.
Автор считает своим приятным долгом выразить признательность и благодарность за ценные советы, критические замечания, практическую помощь и содействие в работе профессору Н.М. Матвееву, всем сотрудникам кафедры экологии, ботаники и охраны природы Самарского госуниверситета; аспирантам и студентам, принимавшим участие в сборе фактического материала. Особые слова благодарности хочется адресовать профессорам Л.М. Кавеленовой и С.А. Сачкову за поддержку и практическую помощь в работе над диссертацией, доценту Самарского государственного экономического университета Головлеву А.А. за ценные советы по ландшафтной типизации района исследований, бывшему председателю Государственного комитета экологии и природных ресурсов по Самарской области Павловскому В.А. за финансовую поддержку исследований. Благодарю также моих коллег, родственников и друзей за понимание и поддержку во время работы над диссертацией.
Основные этапы развития геохимии ландшафта и становление ее экологического направления
Общепризнанно, что корни геохимии ландшафта связаны с работами В.В. Докучаева, с его системным подходом к природе земной поверхности, стремлением познать связь между живой и неживой природой. Основные черты этой науки были разработаны В.В. Докучаевым в конце XIX века в виде учения о зонах природы, превратившегося в настоящее время в науку о ландшафтах (Перельман, 1975; Перельман, Касимов, 1999). Его ученик В.И. Вернадский в полной мере воспринял эти идеи, во многом существенно развил их, став основоположником геохимии и биогеохимии как наук. Позднее они развивались и существенно обогащались трудами учеников самого В.И.Вернадского, при этом становление геохимии ландшафта как самостоятельного научного направления связано с работами Б.Б. Полынова. За рубежом восприятие идей В.И. Вернадского шло очень медленно (Добровольский, 2003) и в полной мере они стали доступными для англоязычных ученых только после недавней публикации его классического труда «Биосфера» (Vernadsky, 1997).
Традиционно в истории геохимии ландшафта выделяют несколько этапов, первый из них собственно и связан с деятельностью ее основателя Б.Б. Полынова, который в 30-40-х г.г. XX века руководил кафедрой географии почв Ленинградского университета и организовал на ней первые исследования в этом направлении. Данный этап длился до начала 50-х годов и являлся периодом становления науки. Опираясь на идеи В.В. Докучаева, Б.Б. Полы-нов переходит к изучению ландшафта и уже в 30-х годах приступает к разработке учения о ландшафтах на геохимической основе. В этот период Б.Б. Полынов устанавливает понятие «геохимический ландшафт», дает геохимическую характеристику влажных субтропиков, зоны смешанных лесов, черноземных степей и, наконец, разрабатывает методологию нового научного направления, формулирует его задачи, применяет оригинальные методы исследований (Полынов, 1956; Современные методы..., 1996; Перельман, Касимов, 1999). В своих работах он раскрывает большие возможности и плодотворность применения методов сопряженного анализа вещественного состава различных ландшафтных компонентов, выявляет основные закономерности формирования и развития ландшафтов как целостных природных систем.
Совместно с Б.Б. Шлыковым активно работают его ученики - Е.И. Парфенова, Е.А. Ярилова, М.А. Бобрицкая, А.И. Троицкий, М.А. Глазовская, А.И. Перельман (Перельман, 1975; Перельман, Касимов, 1999). В это время геохимия ландшафта еще не получила признания в качестве особого научного направления, не было упоминаний и об экологическом приложении ланд-шафтно-геохимических исследований.
В начале 50-х годов XX века основные исследования геохимии ландшафтов разворачиваются в Москве и Ленинграде и связаны они с работами А.И. Перельмана, М.А. Глазовской, В.В. Добровольского, М.М. Ермолаева, Ю.В. Шаркова и др. Основные идеи данного научного направления были изложены А.И. Перельманом в книге «Очерки геохимии ландшафта» (1956). Это - второй период развития данной науки, который был главным образом связан с разработкой и совершенствованием методики геохимических поисков рудных месторождений. Появляются первые работы по практическому использованию результатов геохимических исследований для поиска полезных ископаемых. Здесь следует упомянуть работы, осуществляемые под руководством М.А. Глазовской, связанные с фундаментальными исследованиями геохимии ландшафтов восточного склона Урала (1969). В дальнейшем подобные исследования распространились на Дальний Восток, Забайкалье, Казахстан, Среднюю Азию. Они, наряду с важным практическим приложением, имели огромное значение для развития теории, методологии и методи 14 ки геохимии ландшафтов (Современные методы..., 1996). В 1961 году была организована «Комиссия геохимии ландшафта», которая ежегодно проводит «Полыновские чтения» (Перельман, Касимов, 1999).
Особенно активное развитие теоретических и практических аспектов геохимии ландшафта происходило с начала 60-х годов XX века. В это время появляются новые теоретические и методические обобщения М.А. Глазов-ской (1964, 1969 и др.), А.И. Перельмана (1964, 1975 и др.), В.В. Добровольского (1962, 1967), Н.И. Базилевич (1965, 1967). В 70-е годы, кроме Москвы и Ленинграда, к геохимическим исследованиям подключились многие научные центры СССР - республиканские академии наук, университеты, другие научные организации. По проблеме геохимии ландшафта тогда активно работали многие научно-исследовательские институты АН СССР (Перельман, Касимов, 1999). Результаты научных исследований отражены в многочисленных публикациях (Таргульян, 1971; Лукашов, Лукашов, 1972; Перельман, 1975; Сауков, 1975; Снытко, 1978; Иванов, Глазовский, 1979; Мицкевич, 1973, 1981; Сает, 1982).
В это время проблема геохимии ландшафтов очень активно разрабатывалась в университетах и институтах, где были созданы профильные кафедры и проблемные лаборатории. Наиболее яркий пример - географический факультет МГУ, где исследования велись на кафедрах геохимии ландшафтов и географии почв (Глазовская, 1964, 1969, 1988; Перельман, 1975; Касимов, 1980, 1988; Солнцева, 1998), на кафедре физической географии СССР (Авес-саломова, 1987). На географическом факультете Московского государственного педагогического института (ныне университета) была создана кафедра геологии и геохимии ландшафта и при ней специальная лаборатория геохимии ландшафта (Добровольский, 1962, 1967, 1983). Подобная лаборатория была создана также и в Ленинградском университете. В то время основным практическим приложением геохимии ландшафта стала разработка на ее теоретической базе биогеохимических методов поиска полезных ископаемых. Опыт применения биогеохимического метода в нашей стране обобщен в тру 15 дах А.П.Виноградова (1954); Д.П.Малюги (1963); А.Л.Ковалевского (1974, 1999).
Краткая физико-географическая характеристика
Самарская область (площадью 53,6 тыс. км2) расположена в средней части бассейна р. Волги, на крайнем юго-востоке Русской равнины. Территория области расположена в умеренных широтах Северного полушария (5438 и 5Г45 с. ш.) и в западной части Восточного полушария (4755 и 5237 в. д.). Ее максимальная протяженность с севера на юг составляет 335 км, а с запада на восток 315 км (Атлас земель..., 2002).
Куйбышевское и Саратовское водохранилища р. Волги разделяют Самарскую область на две различные по рельефу части - правобережное Пред-волжье (5,7 тыс. км ) и левобережное Заволжье (47,9 тыс. км ) (Столяров, 1958; Захаров, 1971; Почвы..., 1985; Природа..., 1990).
Территория Самарской области относительно компактна. Она имеет сердцевидную форму, уплощенную с севера и сужающуюся к югу и лишена четко выраженных естественных границ. На севере территория области ограничена низинами Ульяновского Заволжья, на северо-востоке и востоке - Бу-гульминско-Белебеевской возвышенностью, на западе Приволжской возвышенностью, на юге - низинами Саратовского Заволжья и увалами Общего Сырта (Атлас мира, 1982; Физическая карта..., 1978; 1990).
Самарская область имеет общую административную границу с 4 субъектами Российской Федерации. На северо-востоке Самарская область граничит с Республикой Татарстан, на северо-западе и западе - с Ульяновской, на юге - с Саратовской, на востоке и юго-востоке - с Оренбургской областями. На крайнем юге граница Самарской области на небольшом протяжении совпадает с государственной границей Российской Федерации и Республики Казахстан (Атлас земель..., 2002).
Рельеф Самарской области характеризуется во многих научных трудах (Ступишин, 1960; Физико-географическое районирование..., 1964; Геоморфология..., 1978; Гвоздецкий, Жучкова, 1980; Природа..., 1990;). Специально он был подробно проанализирован А.С. Захаровым (1971). Территория Самарской области характеризуется равнинным рельефом с преобладающим уклоном местности в южном направлении и к руслу Волги. Вместе с тем, рельеф Самарской области по сравнению с рельефом обширной Русской равнины отличается наивысшей контрастностью, поскольку амплитуда абсолютных высот в области превышает 350 м (Захаров, 1971).
Здесь представлены низменные (высотой до 200 м) и возвышенные (высотой более 200 м) равнины, различающиеся по происхождению, степени расчлененности и проявлению эрозионных процессов. Наиболее характерны равнины двух генетических типов: аккумулятивные, приуроченные к полосе тектонического опускания земной коры, сложенные рыхлыми неогеновыми и четвертичными песчано-глинистыми толщами и соответствующие крупным речным долинам, и многоярусные денудационные, занимающие водораздельные платообразные поверхности, сложенные породами разного возраста и литологического состава и отвечающие обычно тектоническим поднятиям (Захаров, 1971). Рельеф аккумулятивных и денудационных равнин повсеместно осложнен разнообразными мезо- и микроформами: оврагами, балками, степными блюдцами, дюнами, карстовыми воронками, оплывинами и оползнями. На территории Самарской области можно выделить орографические комплексы Приволжской возвышенности, Бугульминско-Белебеевской возвышенности, низменностей Заволжья, возвышенностей Общего Сырта и пойм речных долин (Мильков, 1953; Захаров, 1971).
Орографический комплекс Приволжской возвышенности представлен Жигулёвскими, Новодевичьими, Сенгилеевскими, Кашпирскими горами и прилегающими к ним участками низменностей. Кроме того, к Приволжской возвышенности необходимо отнести Сокольи горы и Царёв курган, расположенные на левобережье Саратовского водохранилища и служащие оро-тектоническим продолжением Жигулёвских гор. Платообразные участки Приволжской возвышенности сильно расчленены овражно-балочной сетью и глубокими эрозионными долинами. Средние гипсометрические отметки плато варьируют в диапазоне 100-300 м. Самой высокой частью Приволжской возвышенности и Самарской области вообще являются Жигулёвские горы с абсолютными гипсометрическими отметками в пределах 300-370 м (Миль-ков, 1953; Обедиентова, 1986, 1988; Природа..., 1990).
Орографический комплекс Бугульминско-Белебеевской возвышенности с двумя отрогами (Сокскими и Кинельскими Ярами) занимает северовосточную часть Самарской области. Все это пространство представляет собой возвышенную равнину, понижающуюся в западном направлении и пересеченную густой сетью глубоко врезанных речных долин (Захаров, 1971). Крупные междуречные пространства (Кондурча - Сок, Сок - Большой Ки-нель) выражены системой холмов, кряжей и увалов, которые образуют водораздельные плато с абсолютной высотой до 280-300 м (Столяров, 1958). Здесь развиты карстовые формы рельефа (воронки, впадины) (Захаров, 1971).
Понятие ландшафта и типологическая классификация ландшафтов района исследований
Часть географической оболочки Земли, являющаяся местом трансформации солнечной энергии в различные виды земной энергии, наиболее благоприятная для развития жизни, выделена Ф.Н. Мильковым (1970а) в особую ландшафтную сферу. На суше в нее входят современная кора выветривания, почвы, растительность, животные и микроорганизмы, поверхностные и подземные воды, приземные слои атмосферного воздуха. Поскольку техногенное воздействие распространяется ныне на все перечисленные компоненты природной среды, то ландшафтную сферу следует рассматривать в качестве общего объекта изучения ландшафтоведения, экологии и геохимии. Ландшафт - основополагающее понятие ландшафтоведения. В отечественной географической литературе существует три точки зрения на объем и содержание понятия «ландшафт»: общее, региональное и типологическое.
Учение о ландшафте как общем понятии (ландшафт есть синоним при-родно-территориального комплекса, или ПТК, различного таксономического уровня; иначе говоря, ландшафт это и региональный, и типологический ПТК) развивали С.С. Неуструев, Д.Л. Арманд, Ф.Н. Мильков, Ю.К. Ефремов, А.И. Спиридонов, П.С. Кузнецов. К сторонникам регионального понимания ландшафта (ландшафт есть регион) принадлежат Л.С. Берг, СВ. Калесник, К.И. Геренчук, А.Г. Исаченко, Н.А. Солнцев, Г.П. Миллер, В.К. Жучкова, В.Е. Мельченко. И, наконец, типологическое понимание ландшафта (ландшафт есть обобщенное понятие типологического комплекса) обосновывали Б.Б. Полынов, А.И. Перельман, И.М. Крашенинников, Н.А. Гвоздецкий, В.М. Чупахин, И.П. Чалая, Э.М. Мурзаев, Л.Н. Бабушкин, Н.А. Когай, А.Е. Федина и Д.Б. Уклеба (Мильков, 19706; Ландшафтное картографирование..., 1972).
Общим для всех воззрений является то, что под ландшафтом понимается ПТК. Различия связаны с тем, на комплексы какого типа и таксономического ранга следует распространять понятие «ландшафт» (Чупахин, 1987).
Исследователи едины в том, что ландшафты - реально существующие части земной поверхности, представляющие самостоятельные, качественно отличающиеся друг от друга природные образования. Каждый ландшафт имеет вполне определенные границы и конкретное местоположение на земной поверхности, свой индивидуальный внешний облик, внутреннюю структуру, образуемую прямыми и обратными связями и взаимодействиями между ландшафтообразующими компонентами. Кроме того, каждый ландшафт характеризуется развитием в пространстве и во времени, что связано с изменениями в соотношении массы и энергетического баланса (Чупахин, 1987).
Ландшафтная изученность лесостепного и степного Поволжья в границах Самарской области явно недостаточна. Следует отметить, что на эту густонаселенную и промышленно развитую территорию до сих пор не созданы средне- и крупномасштабные ландшафтные карты и обобщающие ландшафтные монографии (ни общего, ни регионального, ни типологического плана). Отсутствие общенаучной ландшафтно-типологической основы существенно затруднило проведение эколого-биогеохимических исследований.
К числу исходных ландшафтных разработок, характеризующих территорию Самарской области, можно отнести материалы В.Е. Мельченко (1991) и Э.Г. Коломыца с соавт. (Экология ландшафтов..., 1995; Коломыц, 2003). В.Е. Мельченко (1991) детально исследовала лишь небольшую часть Самарской области - Самарскую Луку. Э.Г. Коломыц с соавт. (Экология ландшафтов..., 1995; Коломыц, 2003; 2005) изучил территорию Самарской области не как самостоятельный объект, а как составную часть обширного Волжского бассейна. В.Е. Мельченко (1991) исследовала Самарскую Луку с позиций региональной трактовки ландшафта (в вариации Н.А. Солнцева). Поэтому такие ландшафтные выделы как «Жигулёвский ландшафт», «Винновский ландшафт», «Шелехметский ландшафт» с точки зрения типологического понимания ландшафта не есть ландшафты, а всего лишь ландшафтные регионы (физико-географические районы). Каждый из 6 ландшафтных регионов, установленных В.Е. Мельченко на Самарской Луке, состоит из морфологических частей (конкретного набора фаций, подурочищ и урочищ). Всего на Самарской Луке выделено 70 урочищ. Как следует из статьи В.Е. Мельченко (1991), по материалам полевых исследований 1986-87 гг. ею была составлена ландшафтная карта Самарской Луки (масштаб этой карты не указывается). В самой статье помещена схема Самарской Луки с контурами 6 ландшафтов (в нашем понимании не ландшафтов, а ландшафтных регионов). Морфологическая структура каждого из них показана на фрагментах ландшафтной картосхемы. Схему функционального зонирования территории Самарской Луки предложили Ю.К. Рощевский и Т.В. Сазонова (Экологическая ситуация..., 1994).
