Введение к работе
Актуальность работы. Крупное гидротехническое строительство, в частности, строительство оросительных систем и водохранилищ, приводит к подтоплению обширных территорий. В результате создания водохранилищ происходит подпор грунтовых вод, уровень их повышается, что резко меняет гидрогеологические условия прилегающих территорий и приводит к заметным (а подчас и коренным) перестройкам прибрежных экосистем.
В современных руководствах по оценке воздействия гидротехнических сооружений на окружающую среду подчёркнута необходимость прогнозирования изменений в почвах и растительности под действием гидроузла (Методические указания по оценке влияния гидротехнических сооружений..., 2004). Вопросы воздействия подтопления на земли лесного и сельскохозяйственного фонда занимают центральное место в ряде технических регламентов, что определяет многие проектные и технологические решения при ведении крупного гидротехнического строительства (Инженерная защита территории от затопления и подтопления, 1988).
Проблемам влияния водохранилищ на почвенный и растительный покров подтопленных территорий посвящена обширная литература, однако подавляющее большинство публикаций было написано до начала восьмидесятых годов прошлого столетия и охватило лишь начальный период (10-20-30 лет) существования водохранилищ. Дальнейшие изменения в растительном и почвенном покрове на стадии относительной «зрелости» искусственных водоёмов остались во многом неизвестными; лишь для немногих водохранилищ были даны интегральные оценки воздействия на почвенно-растительный покров; во многих же случаях масштабы влияния и глубина преобразований почв и растительных сообществ оценены не были. Всё это обуславливает необходимость проведения дальнейших исследований почв и растительности подтопленных территорий.
В рамках темы данной работы под «состоянием» почвенного (или растительного) покрова понимался набор слагающих его компонентов как с органически присущими им характеристиками, так и с теми свойствами и особенностями, которые обусловлены воздействием рассматриваемого внешнего фактора (подтопления).
Цель работы - оценка современного состояния, выявление особенностей и закономерностей трансформации почвенно-растительного покрова прибрежных экосистем Камского водохранилища, подверженных воздействию подтопления.
Объектом исследования стали экосистемы прибрежных территорий, находящиеся под воздействием процессов подтопления,
предметом исследования - процессы и результаты трансформации почв и растительности под воздействием подтопления на побережье Камского водохранилища.
Основные задачи исследований:
определить границы зоны подтопления и её составные части, выделить конкретные ареалы подтопленных участков;
составить представление о разнообразии почв и растительных сообществ, подтапливаемых Камским водохранилищем;
выявить современные процессы, происходящие в почвенном покрове под влиянием подтопления водохранилищем;
определить главные тенденции в изменении растительности подтопленных территорий.
Научная новизна работы заключается в том, что:
определены границы зоны подтопления, в среде ГИС созданы карта почвенного покрова М 1:300 000 и карта типов растительных сообществ М 1:200 000 для зоны подтопления, на основе которых определены площади трансформированных экосистем (при этом различалось несколько градаций глубины изменений);
описаны морфогенетические трансформации профилей почв, изменения интенсивности и направленности ряда почвенных процессов, индуцированных подтоплением, а также определены пространственные масштабы проявления этих изменений;
описан ряд тенденций изменения растительного покрова; дополнены флористические списки, составленные для зоны подтопления Камским водохранилищем в 1967-1970 гг.
Практическое значение работы состоит в том, что:
- результаты пространственного анализа почвенно-
растительного покрова в зоне подтопления могут быть использованы в
качестве отправной точки для дальнейшего мониторинга состояния
подтопленных земель;
результаты, полученные в ходе исследования, могут быть использованы для оценки и прогноза воздействия других крупных равнинных водохранилищ лесной зоны на почвы и растительность;
разработана оригинальная методика дешифрирования космических снимков, в основе которой лежит анализ цветовых образов участков растровых изображений;
обнаружены ареалы четырёх почвенных разностей, редких для Пермского края, которые рекомендованы для внесения в Кадастр ценных почвенных объектов и Красную книгу почв Пермского края.
Защищаемые положения:
На подтопленных берегах Камского водохранилища за период его существования произошло увеличение площади болотных и полуболотных земель.
Незаболоченные почвы в подзоне сильного и умеренного подтопления подверглись трансформации в результате изменения интенсивности почвообразовательных процессов - подзолистого, дернового, глеевого (а также в результате действия аллювиального процесса), что отразилось на системе их морфогенентических признаков, свойствах почвенно-поглощающего комплекса, а также на показателях почвенной кислотности, ферментативной активности и дыхания.
В подзоне сильного и умеренного подтопления на незаболоченных территориях в несколько раз увеличилось видовое разнообразие растительности, на десятки процентов возросла доля гигрофитов и гигромезофитов.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Международной конференции «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы» (Пущино, 2009), на Всероссийской научной конференции «VIII Си-бирцевские чтения. Генезис, география, классификация почв и оценка почвенных ресурсов» (Архангельск, 2010), на международной конференции «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010), на межрегиональной конференции «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края» (Пермь, 2010).
Публикации. По теме исследований опубликовано 6 работ, в т.ч. 1 статья в издании, рекомендованном ВАК, и 1 коллективная монография.
Личный вклад соискателя состоит в том, что:
им создана географическая информационная система (ГИС), объединившая ряд разнообразных данных о геолого-географических особенностях подтапливаемых территорий;
по данным материалов космической съёмки, а также на основе ряда фондовых источников им созданы среднемасштабные карты почвенного и растительного покрова зоны подтопления;
соискателем организован полный комплекс полевых работ на ряде ключевых участков, в ходе которых им осуществлялось руководство полевыми группами (наряду с непосредственным участием в проведении исследований);
автором лично получено около половины аналитических данных - результатов лабораторных анализов почвенных образцов;
- автор также принимал участие в разработке и апробации методики дешифрирования материалов космических снимков для создания среднемасштабных карт растительного покрова.
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 139 страницах машинописного текста; она состоит из введения, трёх глав, вьшодов. Текст содержит 11 рисунков и 19 таблиц. Список литературы включает 102 источника. Работа снабжена рядом иллюстрированных приложений.
Благодарности. Автор искренне благодарит всех тех, кто помогал ему в проведении исследований: своего научного руководителя -0.3. Ерёмченко, а также А.И. Андреева, М.А. Корнакову, В.И. Камен-щикову, Л.В. Кувшинскую, Н.В. Митракову, С.А. Овёснова, Л.В. Ваш-панову, В.Н. Терпугова, В.М. Шустова, А.С. Малеева, И.Е. Шестакова, И.Н. Широких, И.П. Булатова, Н.А. Филькину, Ю.Н. Боголюбову, Л.А. Андрееву и
А.С.Тру фанова.
