Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЦЕЛЬ РАБОТЫ 4
1.1. Природные условия и характеристика основных ландшафтов района 4
1.2. Цель и задачи работы 21
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 23
2.1. Природные условия района исследования 23
2.2. Методы исследований 35
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 37
3.1. Общая характеристика ландшафтов района 37
3.1.1. Растительность природно-хозяйственных зон 38
3.1.2. Микрофлора 54
3.1.3 Животный мир 60
3.2. Почвенный покров 65
3.2.1. Гранулометрический состав 65
3.2.2. Плотность почв 69
3.2.3. Кислотность почв 71
3.2.4. Содержание гумуса 72
3.2.5. Содержание азота, фосфора и калия 75
3.2.6. Загрязнение почв тяжелыми металлами 81
3.2.7. Загрязнение почв пестицидами 100
3.2.8. Загрязнение почв нефтепродуктами 105
3.3. Гидрология района 108
3.3.1. Мезофауна воды 108
3.3.2. Микробиологическая оценка качества воды 112
3.3.3. Химический состав воды 113
3.3.4. Содержание тяжелых металлов 117
3.3.5. Содержание фенолов, катионных и анионных ПАВ 119
3.3.6. Содержание хлорорганических пестицидов 121
3.3.7. Содержание нефтепродуктов 122
3.4. Ландшафты Каневского района 122
3.5. Геохимическая характеристика ландшафтов 131
3.6. Общая экологическая оценка состояния территории района 136
3.7. Мероприятия по улучшению экологической ситуации на территории района
ВЫВОДЫ 149
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 152
ПРИЛОЖЕНИЯ 166
- Природные условия и характеристика основных ландшафтов района
- Природные условия района исследования
- Растительность природно-хозяйственных зон
Введение к работе
Усиление экологической направленности использования земель и формирование экологически устойчивых ландшафтов требует соответствующей ландшафтно-экологической дифференциации территории (на единой таксономической основе). В основу ландшафтного подхода к организации территории положена её морфологическая структура с выделением системы территориальных единиц на базе соответствующих ландшафтных структурных единиц (фаций, подурочищ, урочищ, местностей).
Организация территории и землеустройство на ландшафтной основе является одним из основных методов формирования устойчивых систем и решения экологических проблем на локальном и региональном уровнях. Смысл эколого-ландшафтной организации территории заключается в достижении наибольшего эффекта от природоохранных мероприятий при рассмотрении их в системе формирования ландшафта, обладающего экологической устойчивостью. Особенно актуально это в районах со сложным рельефом, где использование земель усложняется на фоне процессов эрозии и других видов деградации земель. Эколого-ландшафтная дифференциация территории позволяет объяснить закономерности перераспределения энергии, вредных загрязняющих веществ и проявления деградационных процессов в ландшафтных структурах.
Каневской район расположен в северо-западной части Краснодарского края, занимая площадь 2483,7 км2 с населением свыше 100 тысяч человек. Структура земельных угодий включает сельскохозяйственные земли - 73,3 (пашня - 70,5); орошаемая площадь - 2,8; природные угодья - 14,9; лесополосы - 4; постройки и дороги - 5 %. Западная часть района равнинная и включает плавни и озера, а восточная - слегка всхолмлена, изрезана балками, руслами реки Челбас с ее притоками и другими небольшими речками; центральная и восточная части района заняты сельскохозяйственными культурами. Изучены почвы района, растительность природных ландшафтов и особенности водных систем рек, выполнено сельскохозяйственное районирование. Изучение взаимосвязи ландшафтных систем в пределах административного района и экологическая оценка их состояния положена в основу нашей работы.
Природные условия и характеристика основных ландшафтов района
В тектоническом отношении район исследований расположен на Скифской эпигерцинской платформе, в частности, на платформенном крыле Азрво-Кубанской впадины с двухъярусным строением: герцинское дислоцированное складчатое основание и осадочный чехол, в состав которого входят отложения мезозоя и кайнозоя.
Герцинское складчатое основание размещается под мощным чехлом осадочных недислоцированных пород и вскрыто многочисленными глубокими скважинами. Возраст складчатого основания колеблется в пределах от девона и карбона до рифея (абсолютный возраст 250-470 млн. лет). Фундамент Скифской плиты гетерогенный, т. е. платформенный чехол лежит на разновозрастных отложениях (Геоморфология СССР, 1974; Коровин, 1979). Герцинский складчатый фундамент сложен умеренно смятыми, весьма слабо метаморфизи-рованными терригенными толщами миогеосинклинального характера, относящимися к среднему карбону-нижней перми. В западной части Скифской платформы имеется Ейско-Березанская зона мелких поднятий (Думитрашко и др., 1977; Региональная морфология..., 1979). Современные тектонические движения Каневской морфоструктуры характеризуются инверсией движений: в районе зоны плавней и разливов Челбаса, Бейсуга и других рек происходит опускание суши до 1-2 мм/год, а к югу, в сторону Тимашевска, структурная ступень испытывает современные поднятия до 1,5 мм/год (Лилиенберг, Ширинов, 1977; Лилиенберг, 1979). В геологическом отношении на территории района представлены отложения четвертичной системы: современные отложения - распространены в пойме и дельтах рек Албаши, Челбас и ее притока Средняя Челба-ска, в лиманно-плавневой зоне; верхнечетвертичные и современные отложения - занимают водораздельные пространства; верхнечетвертичные отложения -выражены в пределах первой и второй надпойменных террас рек. Четвертичная система представлена аллювиальными отложениями: современными (пески, галечники, глины), из которых сложены поймы и первая надпойменная терраса; верхнечетвертичными (пески, галечники, супеси), слагающими вторую надпойменную террасу. Третью надпойменную террасу и междуречья занимают эолово-делювиальные отложения (лессовидные суглинки светло-желтые, рыжие с погребенными почвами).
Территория района характеризуется спокойным рельефом, однообразие которого нарушается долинами степных рек (Челбас и его притоков Средняя Челбаска и Сухая Челбаска, а также рек Мигута, Албаши, Правый Бейсужек), текущих в северо-западном направлении, а также многочисленной сетью балок, расчленяющих территорию на ряд плоских водоразделов. Высота местности на территории района изменяется в пределах от 0 до 51,8 м над уровнем моря. Преобладающий тип рельефа - аллювиально-аккумулятивные плиоценово-четвертичные с покровом лессом слаборасчлененные равнины (Чупахин, 1974). Самыми распространенными формами рельефа, созданными экзогенными факторами, являются эрозионные формы: промоины, овраги, балки, речные доли ? ны. Балки в основном являются остатками древней речной сети и хорошо выражены в рельефе. Овражная эрозия на склонах проявляется слабо. В голоцене, судя по большой мощности пойменных отложений, в юго-западной придельто-вой части Азово-Кубанской равнины, слабое плейстоценовое поднятие вновь сменилось погружением (Горелов, 1961; Попов, 1947; Сафронов, 1969).
Верхнечетвертичная сурожская терраса развита в виде отдельных узких полос в нижнем течении реки Бейсуг (Приморско-Ахтарский район). Высота террасы колеблется от 0,6 до 2,0 м. Сверху, до глубины 2-3 м, эта терраса сложена детритусом, ниже следует песчано-глинистая толща. Поверхность террасы в долине реки Бейсуг переходит в поверхность первой надпойменной террасы, впадающих в эту долину балок (Чередниченко, 1979, 1990).
Гидрографическая сеть Каневского района относится к бассейну Азовского моря. Она представлена реками, балками; в западной части района лиманами, планями и озерами. Реки района - Челбас с притоками Средняя Челбаска и Сухая Челбаска, Албаши, Мигута и Правый Бейсужек текут в северо-западном направлении в сторону Азовского моря, имеют незначительное общее падение и гидравлические уклоны (0,0028-0,0049%о), поэтому обладают спокойным течением (0,6-0,8 м/с) (Физическая география ..., 2000). Их особенностью является ярко выраженная зависимость водности, гидрологического режима и качества воды от состояния поверхности водосбора. Протяженность рек и притоков по району составляет 213 километров (Дайневич, 1994). Преобладающая ширина - 90-200 м (выше плотин достигает 300-1000 м), глубина 0,8-2,5 м, скорость течения 0,1 м/с. В настоящее время дно рек Каневского района выстлано гумусированными отложениями мощностью от 30-40 см в верховьях и до 150-200 см в низовьях. На дне реки Челбас накоплен слой ила толщиной 5-7 м (Физическая география, 2000).
Природные условия района исследования
По основным климатическим характеристикам территория района относится к зоне умеренно континентального климата. Среднегодовая температура воздуха 10,1 С. Территорию района ограничивают изотерма января -3,6 С и изотерма июля +23,2 С. Абсолютный максимум составляет +40 С (в июле), и абсолютный минимумом -36 С (в январе). Даты перехода средней суточной температуры воздуха через +5 С: весной - 1-5 апреля, осенью - 13-20 октября. Продолжительность безморозного периода составляет 181-197 дней (Агроклиматические ресурсы, 1975). Территория района хорошо обеспечена теплом. Количество дней со средней суточной температурой воздуха более 20 С около 70. Продолжительность теплого периода (с температурой выше 0 С) - 275-287 дней, сумма положительных температур за этот период составляет 3800-3900 С (Агроклиматические ресурсы, 1975). Количество суммарной солнечной ра-диации, поступающей на данную территорию за год, составляет 115 ккал/см , средняя годовая сумма радиационного баланса - более 50,0 ккал/см . Турбулентный теплообмен поверхности земли с атмосферой колеблется в пределах 17,5-20,0 ккал/см в год. Затраты тепла на испарение - 30-60 ккал/см в год.
Продолжительность солнечного сияния - 2200 часов в год (Агроклиматические ресурсы ..., 1975). В июле повторяемость пасмурного неба составляет не более 20-25 %, в зимний период наблюдается наибольшая облачность, которая концентрируется особенно в дополуденные часы. Повторяемость пасмурного неба составляет 70-75 %.
По агроклиматическому районированию территория района относится к неустойчиво-влажному; коэффициент увлажнения 0,25-0,30. Годовое количество осадков (468 мм) по месяцам распределяется неравномерно, их максимальное количество приходится на теплый период (304 мм). Летние осадки в условиях высоких температур и низкой относительной влажности (62-68%) усиленно испаряются, что приводит к большому недостатку влаги. Возможно длительное отсутствие дождей. В годовой розе ветров преобладают восточные и северо-восточные ветры, а по сезонам: летом - юго-западные и западные, зимой - восточные и северо-восточные, вызывающие в отдельные годы вымерзание посевов, а при большой скорости - пыльные бури (16-18 дней в году). Весной и летом ветры этих направлений вызывают суховеи (75-80 дней в году). Средняя годовая скорость ветра - 3,8 м/сек, которая усиливается в зимне-весенний период и может доходить до 15 м/сек и более (18 дней в году).
К особенностям климата района относится длительная продолжительность вегетационного периода, позволяющая выращивать теплолюбивые сельскохозяйственные культуры. К неблагоприятным явлениям погоды можно отнести неустойчивое увлажнение с возможными длительными периодами засухи, что указывает на необходимость применения почвозащитных и влагосбере гающих мероприятий при возделывании сельскохозяйственных культур, силь ные (более 15 м/сек) и продолжительные умеренные ветры, вызывающие эро зию почвы и пыльные бури. Зима (декабрь-февраль) характеризуется частыми и резкими колебаниями температур, морозы (-7, -9 С) чередуются с частыми оттепелями (5-10 С). Преобладает пасмурная погода, часты туманы и гололедица. В отдельные хо лодные дни возможны резкие похолодания до -23 - 26 С. В течение зимы на блюдается 3-5 дней с метелями. Осадки (160-170 мм) выпадают в виде снега, но нередко идут дожди. Снежный покров из-за частых оттепелей неустойчив, но может достигать 15-20 см. Со снежным покровом в среднем бывает 40-45 дней. В особенно холодные зимы возможно промерзание рек. Грунты промерзают на глубину 0,2 м; плавни - на глубину 0,3-0,5 м. Весна (март-апрель) короткая с неустойчивой погодой. В начале весны резкие похолодания могут понизить ночную температуру до -7, -10, а в осо бенно холодные дни - до -19 С. Окончательный сход снежного покрова наблюдается в середине марта. Последние заморозки заканчиваются в середине апреля (10-15 апреля), иногда даже в мае. Лето (май-сентябрь) теплое, середина лета жаркая. Максимальная темпе ратура воздуха может подниматься до 40 С. Количество дней со средней су точной температурой более 20 С около 70. Осадки носят ливневый и кратко временный характер, часто сопровождаются грозами, изредка градом и шква лами. Больше всего их выпадает в июне (59 мм) и июле (53 мм). В первой поло вине лета преобладают юго-западные ветры (скорость ветра 3-5 м/сек), во вто рой - северо-восточные, приносящие засуху. Среднее число дней с суховеями за период с суммой температур более 10 С составляет 30-35 дней, в плавневой части района - 20-25 дней. Наиболее продолжительные суховеи наблюдаются в июле-августе.
Растительность природно-хозяйственных зон
Растительный покров района представлен сообществами: остатков нескольких вариантов степей, пойменных лугов и травяных болот (плавней), водной растительности лиманов и плавней, гряд (межлиманных повышений), засоленных лугов и лесов. Флористический состав растительных сообществ в основном представлен травянистыми видами (Приложение 1, табл. 1). При обследовании флоры района на его территории выявлено 283 вида сосудистых растений из 61 семейства и 197 родов, освоивших различные экотопы. По природно-хозяйственному районированию растительность района можно отнести к двум зонам: зоне богарного земледелия, которая занимает большую часть района и плавневой зоне, расположенной на западе района.
Равнинная зона богарного земледелия. Равнины района относятся к типичным (настоящим) степям европейского типа. Для них характерно преобладание травянистых, лишенных деревьев сообществ более или менее ксерофиль-ного характера. Растительные сообщества района полидоминантные. В составе травостоя господствуют дерновинные злаки - Festuca valesiaca, Koeleria cristata. Меньшую роль, как эдификаторы играют корневищные злаки Bromopsis inermis, Elytrigia repens, Calamagrostis epigeios и разнотравье, которое представлено в основном двудольными растениями. Господствуют многолетники, и только в местах незадерне нной почвы появляются однолетники - Bromus com-mutatus, В. squarrosus, Lamium purpureum, L. amplexicaule, Senecio vernalis, Lepidium perfoliatum, L. ruderale, т. к. являются слабыми конкурентами с много летними растениями в борьбе за ресурсы.
В составе травостоев бобовых мало — Medicago romanica, Vicia cracca, V. picta, Lathyrus tuberosus, Lotus comiculatus, и их участие невелико. Разнотравье обильно и разнообразно: в западной части района много мезофильного разно-травья Filipendula vulgaris, Cruciata laevipes, Achillea millefolium, Artemisia ausriaca, Daucus carota, Lamium album. Кроме длительно-вегетирующих растений, в степных сообществах района присутствуют весенне-вегетирующие многолетние эфемероиды - Роа bulbosa, Tussilago farfara. Жизненный цикл некоторых многолетних трав протекает быстро за счёт запасов питательных веществ в лу » ковицах, клубнях и корневищах - Allium atroviolaceum, Ornithogalum ponticum,
Phlomis tuberosa, Filipendula vulgaris, Lathyrus tuberosus. Большинство степных растений района ксерофиты; они имеют сильно опушённые стебли, листья и иногда даже цветки - Arctium tomentosum, Nepeta cataria, Crinitaria villosa, Salvia aethiopis, Campanula rapunculoides, Bassia se-doides. Защита растений от потерь влаги достигается и другими путями, напри + мер, развитием мощных покровных тканей (род Euphorbia, Centaurea ruthenica,
Eryngium campestre), развитием узких листовых пластинок (Festuca valesiaca, Koeleria cristata), своеобразным расположением листовой пластинки в вертикальной плоскости (роды Centaurea, Lactuca), сильным рассечением листовых пластинок (род Artemisia), уменьшением размеров листьев (род Asparagus), вплоть до их полного исчезновения. Особенно много афильных (безлистных) растений встречается на засоленных почвах в западной части Каневского района, характерными представителями которых являются галофильные суккуленты - Salicornia europaea и Salsola soda. Другие галофиты (Petrosimonia triandra, Tripolium vulgare) в период достаточного увлажнения накапливают влагу в своих вегетативных органах, которую они экономно расходуют во время засушли вого периода. Растительность пойм реки Челбас с притоками Средняя Челбаска и Сухая Челбаска, Албаши, Мигута, Правый Бейсужек, можно объединить в болотный, луговой и лугово-степной типы.
Растительность болотного типа приурочена к заболоченным поймам. Господствующую роль в составе этой растительности играет тростник Phragmites australis, нередко достигающий высоты 4 м и образующий почти сплошные заросли. Характерными представителями болотной растительности являются - Typha angustifolia, Alisma lanceolatum, A. plantago-aquatica, Butomus umbellatus, Oenanthe aquatica, Rorippa palustris, Myosotis sparsiflora, Carex riparia, C. acutiformis, С melanostachya, Equisetum palustre, E. ramosissimum, Iris pseudacorus, Ranunculus lingua и другие растения.
Луговая растительность занимает повышенные менее увлажненные места и приурочена к центральной и прирусловой частям поймы рек Челбас и его притоков, Албаши, Мигута, Правый Бейсужек с более мелкозернистым составом почв. Из луговых форм довольно обычными являются рыхлокустовые злаки - Phleum phleoides, Festuca pratensis, Poa trivialis; на рыхлых песчанистых почвах развиваются корневищные злаки - Elytrigia repens, Bromopsis inermis; из двудольных растений - Taraxacum officinale, Achillea millefolium, Arctium lappa, Capsella bursa-pastoris, Chenopodium album, Atriplex patula, Convolvulus arvensis, Daucus carota, Euphorbia esula, Geranium dissectum, Glechoma hederacea и др. В долинах рек Челбас, Албаши, Мигута на залежных участках сохранились только фрагменты луговой растительности. Прибрежная часть рек покрыта сорными растениями -Xanthium strumarium, Ambrosia artemisiifolia, Rumex confertus, Abutilon theophrasti, Erigeron canadensis, Atriplex patula, Linaria ruthenica и др.
