Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретические и методологические основы изучения ландшафтов бассейнов малы рек . 9
1.1 Вопросы теории формирования ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 9
1.1.1 Сущность понятия «ландшафты бассейнов малых рек». 9
1.1.2 Основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек . 12
1.1.3 Теоретические аспекты бассейновой концепции. 21
1.2 Факторы формирования ландшафтов бассейнов малых рек 23
1.2.1 Влияние естественных факторов на формирования ландшафтов бассейнов малых рек. 23
1.2.2 Влияние антропогенных факторов на формирования ландшафтов бассейнов малых рек. 31
1.3 Принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 35
1.3. 1 Принципы исследований ландшафтов бассейнов малых рек. 35
1.3.2 Методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек. 40
Глава 2 Структурно-динамическая организация и развитие ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области . 56
2.1. Структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек . 56
2.2. Генетические разновидности ПТК бассейнов малых рек. 62
2.3. Взаимодействие ландшафтов бассейнов малых рек. 64
2.4. Парадинамические системы ландшафтов бассейнов малых рек. 66
2.5. Динамика ландшафтов бассейнов малых рек. 68
2.6. Прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек. 74
Глава 3 Региональные особенности ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области . 84
3.1. Физико-географическое районирование ландшафтов бассейнов малых рек. 84
3.2. Ландшафты бассейнов малых рек Среднерусского района . 85
3.3. Ландшафты бассейнов малых рек Окско-Донского района. 99
3.4. Ландшафты бассейнов малых рек Калачского района. 113
Глава 4 Современное ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области. 121
4.1. Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек. 121
4.2. Основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек . 143
4.3. Мониторинг ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 167
Заключение 171
Список литературы 173
- Основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек
- Структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек
- Ландшафты бассейнов малых рек Среднерусского района
- Основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек
Введение к работе
Актуальность темы. Малые реки совместно с ландшафтами их бассейнов играют значительную роль в поддержке экологического равновесия Воронежской области. Будучи своеобразными ландшафтными «узлами» локального уровня, они не только чутко реагируют на любые изменения природной среды, но и оказывают воздействие на состояние и функционирование ландшафтов смежных территорий. В последние десятилетия под воздействием негативных естественных и антропогенных факторов усиливаются тенденции регрессивной направленности развития ландшафтов бассейнов малых рек региона. Свидетельство тому - интенсивная деградация малой речной сети, снижение ландшафтного разнообразия, устойчивости, бонитета и ряда других позитивных свойств природно-территориальных комплексов бассейнов малых рек.
В конечном итоге происходит сокращение природно-ресурсного потенциала и ухудшение экологической обстановки области. Учет этого обстоятельства необходим, прежде всего, при разработке мероприятий, направленных на оптимизацию ландшафтно-экологического состояния и совершенствование системы рационального природопользования в данном регионе. Однако реализация этих задач сильно затруднена вследствие недостаточной изученности ландшафтных особенностей бассейнов малых рек.
Отсутствие необходимой информации о структуре, генезисе, динамике, взаимосвязях и направленности развития ландшафтов тех или иных конкретных малых речных бассейнов - главный фактор сдерживания планирования и проектирования целого ряда природостабилизирующих и оптимизирующих экологические условия мероприятий.
В этой связи особую актуальность приобретает изучение структурно-динамической организации и современного состояния ландшафтов бассейнов малых рек. Учет региональных, ландшафтно-типологических и парадинамических особенностей природно-территориальных комплексов, образующих бассейны малых рек, позволяет установить их ландшафтно-экологическое состояние, тенденции развития, степень трансформации под воздействием антропогенных и естественных факторов. Результаты полученных исследований могут быть использованы при оценке ландшафтно-экологического состояния, совершенствовании системы природопользования и оптимизации природной среды Воронежской области. Достижение поставленной в работе цели, на наш взгляд, наиболее рационально с позиций бассейновой парадинамической концепции ландшафтов, получившей научное обоснование в трудах Ф.Н. Милькова.
Цель настоящей работы заключается в изучении структурно-динамической организации и трансформации ландшафтов бассейнов малых рек для установления их экологического состояния, оптимизации и мониторинга.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи.
Задачи исследования: 1. Проанализировать основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек.
-
Определить роль естественных и антропогенных факторов в формировании современных ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
-
Обосновать принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек.
-
Установить региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
-
Осуществить физико-географическое районирование и прогнозирование ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
-
Провести ландшафтно-экологическую оценку современного состояния бассейнов малых рек исследуемой территории.
-
Определить основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек.
-
Разработать систему мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
Объект исследований - ландшафты бассейнов малых рек в пределах Воронежской области.
В качестве предмета выступает трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
Исходные материалы, теоретические и методологические основы
исследования. В период подготовки диссертационной работы использовались
материалы личных полевых исследований автора, осуществлявшихся с 2004 по
2013 гг., привлекались фондовые, картографические и статистические
материалы природных научно-исследовательских и проектных организаций:
Управления экологии администрации городского округа г. Воронеж, Донского
бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов,
Росприроднадзора г. Воронежа, Воронежского центра по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей среды, ОАО Проектного института «Гипроводхоз
Центрально-Черноземного района», Всероссийского научно-
исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии Россельхозакадемии, Государственного научного учреждения научно-исследовательского института экономики и организации агропромышленного комплекса Центрально-Черноземного района Российской Федерации, Воронежского филиала ОАО «ГИПРОДОРНИИ», ОАО «Воронежский проектный институт «ГИПРОПРОМ»», проектной организации ОАО «Воронежпроект».
Вместе с тем, были использованы многочисленные литературные источники, космические снимки, опросные данные и др.
Теоретической и методологической основой послужили труды отечественных и зарубежных ученых: вопросы заложения и формирования палеодолин в пределах Воронежской области рассматривались на основе анализа работ К.И. Геренчука, Г.И. Раскатова, М.Н. Грищенко, Г.В. Холмового и др.; анализ роли физико-географических условий в формировании и развитии речных систем и их бассейнов осуществлялся на учете научного наследия А.П. Павлова, В.Р. Вильямса, А.Г. Курдова, СИ. Костина, В.М. Мишона и др.; при
изучении структурно-динамической организации ландшафтов речных бассейнов в качестве теоретико-методологической основы исследования использовались работы: Ф.Н. Милькова, В.В. Козина, В.И. Федотова, В.Б. Михно, К.А. Дроздова, В.Н. Двуреченского, А.И. Нестерова, А.В. Бережного и др.; рассмотрение природных особенностей бассейнов малых рек с позиций бассейновой концепции базируется на анализе работ, авторами которых являются: Р.Е. Хортон, А.А. Вирский, А. Стралер, В.П. Философов, Ю.Г. Симонов, В.И. Шмыков и др.; для изучения ландшафтно-экологического состояния, прогнозирования и разработки оптимизирующих мероприятий бассейнов малых рек использовались работы А.Я. Смирновой, В.Л. Бочарова, В.А. Дмитриевой, В.Б. Михно и др.
Методика проведения исследований ландшафтов бассейнов малых рек строится на теоретических и методологических разработках Ф.Н. Милькова, Д.Л. Арманда, КН. Дьяконова, Н.С. Касимова, B.C. Тикунова, Н.Л. Беручашвили и В.К. Жучковой, П.Г. Шищенко, Б.И. Кочурова и др.
Значительная часть работы выполнена на основе компьютерных технологий с использованием программных пакетов Maplnfo, Photoshop, CorelDRAW, Microsoft Office.
Научная новизна и теоретическая значимость данного исследования заключается в следующем: установлена роль естественных и антропогенных факторов в формировании ландшафтов бассейнов малых рек; определена структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области; выявлена динамика ландшафтов бассейнов малых рек; осуществлен прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек; проведено физико-географическое районирование ландшафтов бассейнов малых рек; установлено ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области; определена степень трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области; разработан комплекс мероприятий по оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек; разработана система мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
Практическая значимость состоит в возможном использовании материалов диссертации мелиоративными, экологическими и природоохранными организациями. Материалы работы могут быть рекомендованы научно-исследовательским и проектным организациям, занимающимся вопросами территориального планирования и рационального природопользования. Материалы частично внедрены в Управление Федеральной службы по надзору в сферу природопользования (Росприроднадзор) по Воронежской области и в проектную организацию ОАО Компания «Стройинвестиция».
Достоверность результатов исследований обеспечена использованием большого объема репрезентативных данных, отобранных в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами, применением современных статистических методов обработки и анализа исходного материала, обстоятельной аргументацией принятых допущений и ограничений при разработке методики оценки ландшафтов бассейнов малых рек, а также
привлечение системного и балансового методов исследования, моделирования и компьютерных технологий.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в форме докладов и выступлений на ежегодных научных конференциях Воронежского госуниверситета, а также на научно-практической конференции «Ландшафтно-экологические аспекты развития региональных и муниципальных систем ООПП» (Липецк, 2004), 2 Всероссийской научно-практической конференции «Эколого-географические исследования в речных бассейнах» (Воронеж, 2004), 5 межрегиональной научно-производственной конференции «Региональный мониторинг и оценка земель. Современные проблемы и пути решения» (Воронеж, 2004), 4-й Международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2007), конференции 4 чтения, посвященные 90-летию со дня рождения Ф.Н. Милькова «Современные проблемы оптимизации, рациональной организации и устройства развития ландшафтов» (Воронеж, 2008), 4-й международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2008), на международной научно-практической конференции «Географические исследования: история, современность и перспективы» (Курск, 2010), 4 межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы экологической безопасности» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции молодежной научной школы «Современные проблемы географии и гидрологии суши» (Москва, 2010), съезде РГО (Москва, 2010), Всероссийской научной конференции «Проблемы территориальной организации природы и общества, посвященной 90-летию со дня рождения д.г.н., профессора Ю.П. Михайлова» (Иркутск, 2012), 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Году охраны окружающей среды в Российской Федерации «Экологическая безопасность нашего будущего» (Воронеж, 2013).
Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 2 работы - в ведущем рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.
Положения, выносимые на защиту.
-
Структурно-функциональная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, как парадинамическая система тесно взаимосвязанных междуречных и долинно-речных природно-территориальных комплексов.
-
Современные тенденции трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области носят регрессивный характер.
-
Физико-географическое районирование и региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
-
Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области.
-
Рекомендации по оптимизации и организация мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 221 источник, в том числе 26 источников иностранной литературы. Диссертация в основном тексте иллюстрирована 19 таблицами и 55 рисунками.
Основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек
Анализ литературных источников свидетельствует о том, что природные особенности бассейнов малых рек Воронежской области привлекают внимание многих исследователей. К настоящему времени четко обозначилось три основных подхода к изучению долинно-речных комплексов и их бассейнов: палеогеоморфологический, физико-географический и ландшафтный. При этом соответсвенно акцент делается на формирование речных долин, специфику их физико-географических компонентов и ландшафтов. Рассмотрим эти положения несколько подробнее.
Изучение заложения и формирования палеодолин рек. Вопросам заложения и формирования палеодолин Воронежской области посвящены работы К.И. Геренчука, 1960; Г.И. Раскатова, 1969; М.Н. Грищенко, 1976; Г.В. Холмового, 1984 и других.
К.И. Геренчук в работе «Тектонические закономерности в орографии и речной сети Русской равнины» впервые показал влияние тектоники на формирование и распространение речной сети Русской равнины, в том числе и исследуемой нами территории. Подчеркивая тесную связь речныз ситем с тектоникой, он утверждает, что «планы речных систем являются индикаторами планов тектонических структур» [33].
Г.И. Раскатов [146] устанавливает связь тектоники с формированием и развитием речных террас и речных долин. Выявленная им закономерность четко прослеживается и на территории Воронежской области. Так, например, согласно исследованиям автора, на долину, пойму и русло реки Усмань и её притоков влияют Усманское, Рогачевское и Воронежское неотектонические поднятия. Как было установлено в последующее время на речные долины бассейнов малых рек Воронежской области также влияют Иловское, Пуховское и другие поднятия.
М.Н. Грищенко [42] дает палеонтологическое и литологическое обоснование плейстоценовых и голоценовых отложений бассейна Верхнего Дона. Им разработана стратиграфическая схема бассейна Верхнего Дона, на которой были выделены стратиграфические элементы, и дана их характеристика. Особое внимание уделено строению, возрасту и условиям формирования надпойменных террас.
Г.В. Холмовой [172] раскрывает особенности формирования, развития речной сети бассейна Верхнего Дона и геоморфологическое развитие территории бассейна Верхнего Дона. Им проводится мысль о том, что аллювий является чутким индикатором климата и природной среды и может быть использован для выделения основных этапов новейшей геологической истории, что важно учитывать при изучении развития долин малых рек.
Г.В. Холмовой, Б. В. Глушков [173], рассматривая строение и специфику неогеновой и четвертичной системы на территории Среднерусской возвышенности, устанавливают влияние этих систем на формирование и развитие речной сети исследуемого региона.
В частности, Б.В. Глушков [38] в работе «Донской ледниковый язык» раскрывает особенности влияния ледниковых образований Донского языка на заложение и развитие речной системы. При рассмотрении строения Донского языка, им восстановлены этапы формирования Воронежской флювиагляциальной гряды, уточнены границы распространения Донского оледенения (граница отодвинута на юг и запад на 5 - 30 км). В результате чего, определена степень влияние ледниковых образований Донского языка на заложение и развитие речной системы [38], в частности такой реки как р. Ивница. Этап связанный с изучением формирования палеодолин малых рек в специальной литературе достаточно хорошо раскрыт. Анализируя имеющийся литературный и картографический материал можно сделать ряд выводов:
- формирование речных долин малых рек тесно связано с историей геологического развития и тектоническим строением исследуемой территории;
- возраст долин малых рек различен и относится к позднеплейстоцен - голоценовому времени.
- наличие суходолов и крупных балочных систем с аллювиальными отложениями и фрагментами террас свидетельствует о некогда более широком распространении малых рек.
Изучение роли физико-географических условий и антропогенного воздействия в формировании, развитии и морфологии современных малых речных бассейнов. Современные бассейны малых рек Воронежской области представляют собой территории формирования поверхностного стока ныне существующих малых речных систем. Роль физико-географических факторов в формировании и развитии речных систем и их бассейнов исключительно многогранна. Исследования в данном направлении проводились многими естествоиспытателями (Павловым А.П. [141], Вильямсом В.Р. [21], Курдовым
А.Г. [101,102], Мишоном В.М. [136], Костиным С.И. [95, 96], Калининым Г.П. [92] и другими).
В своих работах исследователи акцентируют внимание преимущественно на роли физико-географических условий в формировании речных бассейнов, морфологических особенностях речных долин, своеобразии их элементов и компонентов.
Так, А.П. Павлов [141] в публикации «О рельефе равнин и его изменениях под влиянием работы подземных и поверхностных вод» (1898) подчеркивает тесную взаимосвязь рельефа, геологии коренных пород, строения четвертичного и почвенного покрова с гидрогеологическими условиями.
Большое внимание уделяется вопросам классификации пойм. Этим проблемам посвящены работы В.Р. Вильямса, Е.В. Шанцера и других исследователей. В.Р. Вильямс [21] занимаясь исследованием пойм речных систем предложил классификацию пойм, основанную на концепции о связи их типов с процессом осаждения взвешенных наносов в период половодья. Им были выделены поймы с гладким и гривистым рельефом, по признакам крупности и характера залегания аллювия и рельефа поверхности. Однако в этой классификации нет четкого разграничения речных и озерных пойм, кроме того, не показан генезис пойм, что снижает научную ценность такого рода систематизации речных пойм.
Более совершенной является классификация пойм Е.В. Шанцера [184], которая учитывает связь типов пойм с типами русловых процессов.
A. Г. Курдов [101,102,103] с гидрологических позиций рассматривает особенности формирования в пределах Воронежской области водных ресурсов, обосновывает специфику современной гидрографической сети, анализирует водохозяйственный баланс, характеризует водные источники, освещает вопросы их охраны от истощения и загрязнения, акцентирует внимание на тенденциях уменьшения количества малых рек и изменении водности у более крупных рек.
В своих работах А.Г. Курдов большое внимание уделяет связям между водными ресурсами и климатом. При этом подчеркивается, что климатические условия - это один из главных факторов формирования речной сети, и наибольшая роль в формировании минимального стока принадлежит атмосферным осадкам. Автор приходит к выводу, что осадки являются главным источником всех вод на водосборе рассматриваемой нами территории. Более того, он считает, что именно под влиянием климатического и антропогенного факторов происходит уменьшение количества малых рек и изменение водности более крупных рек.
B. М. Мишон [135] показал особенности гидрологии и экологии реки Воронеж и ее бассейна, оценил современные водные ресурсы, их изменение под воздействием антропогенной деятельности. Вместе с тем им рассмотрены морфологические и гидрологические особенности водохранилищ и прудов, построенных в бассейнах малых рек.
А.Я. Смирновой и др. [153] детально проанализирована деградация природных компонентов в бассейне реки Песчанки. С помощью мониторинговых исследований были определены современное состояние поверхностных и подземных вод, а также экологическая обстановка в её бассейне. Так, было установлено, что загрязненность бассейна исследуемой реки связана с нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Наибольшая концентрация данных веществ наблюдается в верховьях реки, что свидетельствует о загрязнении не только поверхностного стока реки, но подземного.
С.Д. Муравейский [137] рассматривает сток как «сложный процесс, определяющий взаимоотношения между океаном и водами суши, процесс исторический, в котором факторы геологические, географические, физические, химические, биологические и не только определяют обмен и его характер, но и обусловливают круговорот веществ во всем процессе стока и в каждом водоеме».
Вопросам изучения пойменных почв исследуемой территории посвящены работы Б.П. Ахтырцева и Л.А. Яблонских.
Структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек
Бассейны малых рек - своеобразные геосистемы, состоящие из генетически неоднородных долинно-речных и междуречных ландшафтов. Им свойственна достаточно сложная структурно-динамическая организация природно-территориальных комплексов локального уровня - фаций, урочищ, местностей. Ландшафты бассейнов малых рек тесно взаимосвязаны направленными потоками вещества и образуют своеобразные парадинамические системы ПТК [113,115] (рис. 8).
Развитие и функционирование ландшафтов бассейнов малых рек тесно связано с режимом и деятельностью русловых потоков вод, а также энергией направленного поверхностного стока. В частности, русловые потоки вод создают не только базис денудации, оказывая воздействие на интенсивность развития ландшафтов придолинних территорий, но и непосредственно формируют флювиальные и гидродинамические ландшафты речных долин.
На территории бассейнов малых рек четко прослеживаются и интенсивно проявляются прямые и обратные, непосредственные и опосредованные динамические связи ПТК, поддерживающиеся направленными потоками вещества (поверхностный жидкий и твердый сток, миграции химических элементов, перемещение снежных масс, грунтовых вод и Т.Д.), предопределяющими своеобразие формирующихся здесь ландшафтов. Специфика долинно-речных и междуречных ландшафтов давно привлекает исследователей [17,18,52,53,54,55,58,118,121,145]. В настоящее время наиболее полно изучена их структурно-морфологическая организация и в меньшей мере - динамика, трансформация и ее последствия.
Структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек представлена типами местности, типами урочищ и типами фаций. Для бассейнов малых рек
Наиболее полные представления о природной специфике ландшафтов бассейнов малых рек можно получить на основе учета их структурных и генетических особенностей. Для этой цели автором была разработана структурно-генетическая классификация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области (табл.2)
В соответствии со взглядами Ф.Н.Милькова [168], его учеников и последователей автор в процессе полевых исследований структурной организации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области исходил из следующих определений типов местностей: пойменный тип местности — система конкретных местностей и составляющих их урочищ, расположенных в заливаемой части речной долины - пойме. Весеннее половодье и оставляемый им плодородный наилок, близость грунтовых вод создают на пойме своеобразную обстановку для процессов почвообразования, развития растительности и жизни животных. На поймах малых и средних рек часто наблюдается поперечная ландшафтная микрозональность. От русла реки в сторону коренного (или надпойменнотеррасового) склона долины следуют: прирусловая пойма, сложенная песками и супесями, нередко возвышающаяся в форме прируслового вала, заросшего кустарниками, ветлой, осокорниками; центральная пойма, обладающая спокойным, иногда гривистым рельефом, с лугами и лесными рощами на зернистых суглинистых почвах; притеррасная пойма, пониженная, с выходами ключей, озерами-старицами, черноолыпанниками и низинными болотами [168].
Поймы достаточно хорошо развиты по долинам малых рек. Это оригинальный природный комплекс, образованный системой крайне разнородных урочищ - русел рек и старичных озер; дубняков, осино- топольников и черноолынанников; костровых лугов и осоково-тростниковых болот. Все эти урочища имеют большую хозяйственную ценность, играют важное водоохраннное значение. Поймы малых рек отличаются шириной и высотой; надпойменно-террасовый тип местности — типологический ландшафтный комплекс, сформировавшийся в пределах надпойменных террас. Его ландшафтная структура отражает их природную специфику: равнинный и слаборасчлененный рельеф, легкий механический состав почв, слабую обводненность и т.п. В число характерных урочищ надпойменно-террасового типа местности входят сосновые боры (естественные и искусственные), дюнные пески (развеваемые и закрепленные), сухие плоскодонные балки, степные западины и др. [168].
Надпойменные террасы представляют собой систему слабо наклонных к руслу реки поверхностей, разделяемых между собой более или менее выраженными уступами. Обычно надпойменные террасы расположены по левобережью рек, очень редко - по правобережью. На разных реках количество террас неодинаково, для малых рек характерно 1-2 террасы; склоновый тип местности — включает в себя комплексы с общим уклоном поверхности более 3. Отличается широким распространением оврагов и балок, смытыми почвами. Чаще всего склоновый тип местности развит по высоким правобережьям рек, где урочища обрывистых стенок чередуются с байрачными лесами, нагорными дубравами, оползнями, осыпями, скалистыми мысами, широкими днищами балок [168]. Однако на Среднерусской и Калачской возвышенностях склоновый тип местности наблюдается как на правом, так и на левом склонах долины; плакорный тип местности - комплекс урочищ, встречающихся на равнинных водоразделах. К данному типу приурочены наиболее ценные в хозяйственном отношении земельные угодья. В пределах бассейнов малых рек этот тип является самым распространенным и занимает наибольшую площадь; междуречно-недренированный тип местности — плоские, почти не затронутые эрозионным расчленением междуречья низменностей и невысоких возвышенностей. Характеризуется неглубоким залеганием грунтовых вод (3-6 м) и заболоченностью или засоленностью. Данный тип местности распространен, в пределах бассейнов малых рек Воронежской области, на Окско-Донской низменной равнине; зандровый тип местности — песчано-галечная равнина водноледникового происхождения. Характерен однообразный равнинный рельеф с бедными песчаными почвами и сосновыми лесами. Встречается в бассейне р. Ивница; останцово - водораздельный тип местности — территория с наличием на водоразделах бугров и сопок останцово-денудационного происхождения. Используется в качестве пастбищ. На исследуемой территории, встречается на юге Воронежской области в бассейне р. Левая Богучарка.
Все выше перечисленные типы местности достаточно хорошо представлены на территории бассейнов малых рек Воронежской области (табл.З).
Внутри каждого типа местности в пределах бассейнов малых рек было установлено, что доминирующими урочищами в пойменном типе местности является тип урочищ сильнозаросшего речного русла, в склоновом типе местности - урочища среднекрутых (от 3 до 5-8) придолинных и прибалочных склонов, а на плакоре - тип урочищ пологонаклонного привершинного водораздела с черноземами.
Ландшафты бассейнов малых рек Среднерусского района
Правобережье Дона в пределах Воронежской области входит в состав Среднерусской возвышенности. Район включает юго-восточные отроги. Наиболее распространенные высоты её водоразделов здесь колеблются в пределах 220 -250 м. Поверхность Среднерусской возвышенности на данной территории представляет собой волнистую равнину, расчлененную глубокими долинами рек, балками и ветвящимися оврагами. Глубина вреза притоков Дона местами достигает 100 и даже 150 м [165]. Здесь берут начало реки Девица, Ведуга, Тихая Сосна, Черная Калитва, Богучарка и многочисленная сеть более мелких рек.
Литологическую основу ландшафтов бассейнов малых рек образуют карбонатные мело-мергельные породы верхнемелового возраста, перекрытые делювиальными и лессовидными суглинками. В пределах района развитие получили два зональных типа ландшафтов: лесостепные и степные.
Почти повсеместное распространение мело-мергельных пород находит отражение в морфологии речных долин - строение их склонов, глубине вреза и ширине. Речные долины здесь не только широкие, но достаточно глубокие. Ландшафтная структура бассейнов малых рек характеризуется разнообразием природно-территориальных комплексов локального уровня, входящих в состав плакорного, останцово-водораздельного, склонового, надпойменно-террасового и пойменного типов местности.
Ландшафтные особенности бассейнов малых рек Среднерусского района наиболее ярко проявляются в условиях склонового типа местности. Склоновый тип местности в пределах бассейнов малых рек включает крутые коренные склоны побережий балок и оврагов. Ему присущи глубокое расчленение рельефа, значительная интенсивность современных геоморфологических процессов, сравнительно высокая залесенность, широкое распространение обнажений мело-мергельных пород и эродированных почв. Характерными урочищами, получившими здесь распространение, являются крутые остепненные склоны с сильно смытыми выщелоченными, оподзоленными и остаточно-карбонатными черноземами, меловыми обрывами, меловыми тимьянниками и меловыми иссопниками.
Особенности структурной организации ландшафтов бассейнов малых рек Среднерусского района на примере наиболее типичных ключевых участков.
Ландшафтные особенности бассейна р. Левая Богучарка.
Бассейн реки Левая Богучарка расположен на юге Воронежской области, в степной зоне Среднерусского района. Река Левая Богучарка является правым притоком р. Богучарки и имеет длину 38, 3 км, площадь бассейна составляет 949,5 км2. В пределах бассейна были выделены следующие типы местности: останцово-водораздельный (249,9 км2); плакорный (261,8 км2); склоновый (398,2 км2); надпойменно-террасовый (2,5 км2); пойменный (37,1 км2) (рис. 21).
Характеристика типов местности и урочищ проводилась на ключевом участке, расположенном в средней части бассейна реки, где были выделены следующие типы местности: плакорный, склоновый и пойменный (рис. 22).
Плакорный тип местности здесь включает в себя плоские и пологоволнистые водораздельные равнины, с уклоном до 3, хорошо дренированные пространства с черноземами обыкновенными, где сосредоточены лучшие по плодородию почвы. К плакорному типу местности приурочены наиболее ценные в хозяйственном отношении земельные угодия (рис. 23).
На плакорном типе местности сформировались урочища центрального, привершинного и прибровочного водоразделов, среди которых преобладают распаханные слабовыпуклые и пологонаклонные поверхности центрального водораздела с черноземами обыкновенными.
Склоновый тип местности представлен двумя вариантами: долинным, включающим в себя коренные склоны рек, и балочным, характеризующимся наличием балочных систем длиною более 100 м. Склоновый тип местности отличается от других очень сильной расчлененностью, разнообразием форм рельефа и их динамичностью. На исследуемой территории преобладают средневрезанные балки с глубиной от 20 до 30 м. Склоновый тип местности включает наклонные, свыше 3 поверхности, которые подвергаются воздействию склоновых процессов. Их главная особенность заключается в перемещении вещества сверху вниз под воздействием силы тяжести. Эти процессы наблюдаются повсеместно, даже в услових хорошей задернованности. В этом типе местности отмечено сильное развитие всех форм размыва, в виде многочисленных эрозионных борозд или струйчатых размывов, рытвин, промоин, оврагов. Наиболее характерными формами рельефа этого типа местности на территории бассейна являются балки и овраги. Их много и распределены они по всей территории хозяйства (рис. 24).
В большой зависимости от высоты, формы и крутизны склонов находится характер залегания снежного покрова, глубина промерзания почв. Летом склоны южной экспозиции нагреваются сильнее , сумма температур на склонах тим крутизной более 10 на 5-6С больше, чем на плакорах. На этих склонах наблюдается значительная освещенность, пониженная влажность почвы.
В пределах склонового типа местности широкое развитие получают процессы линейной эрозии и плоскостной, что находит свое выражение в наличии смытых почв, свежих оврагов и балок.
Почвенный покров отличается большой пестротой, значительные площади занимают слабые и среднесмытые почвы, некоторые участки совершенно лишены почвенного покрова. На этих участках преобладает степная растительность с участием различных видов пырея, мятлика, полыни, шалфея, ковыля.
В качестве основных ландшафтных комплексов склонового типа местности выступают урочища придолинных и прибалочных остепненных склонов (крутизной от 3 до 5-8) карбонатно-тяжелосуглинистых склонов; урочища карбонатно-глинистых, глинистых и тяжелосуглинистых склонов со средне- и слабосмытыми обыкновенными и южными оподзоленными черноземами; урочища остепненых (крутизной свыше 8-10 до 20) карбонатнотяжелосуглинистых долинно-балочных склонов.
Пойменный тип местности на территории бассейна представлен неоформленной поймой реки Левая Богучарка. Основное значение в формировании пойменных урочищ имеет высота и продолжительность весеннего половодья, избыточное увлажнение, способствующее развитию болот, лугов, пойменных лесов. Показательны и климатические особенности этого типа местности. В пойме несколько больше, чем за ее пределами, суточные колебания температур воздуха, чаще случаи образования туманов, росы, инея. Грунтовые воды на пойме залегают неглубоко 1-3 м. Над урезом воды пойма поднимается на 1,5- 4 м. Пойма на территории рассматриваемого участка имеет три уровня: низкий, средний и высокий. Растительный покров достаточно разнообразен (рис. 25).
В пределах пойменного типа местности сформировалось несколько типов урочищ: урочища речного водотока р. Лев. Богучарка; урочища искусственных дренажных систем; урочища сильнозаросших тростниковых болот в присклоновой пойме и др.
Бассейн реки Ольшанки находится в северо-западной части Воронежской области в лесостепной зоне Среднерусского района. Река является левым притоком р. Девица, её длина составляет 22,9 км, площадь бассейна 151,1 км2. В пределах бассейна реки Ольшанки на исследуемом участке нами было выделено три типа местности: пойменный (11,9 км2), склоновый (58 км2), плакорный (81,2 км2) (рис. 26).
Пойменный тип местности включает наиболее низкие участки долины, периодически заливаемые водой во время половодья. На пойменной местности в связи с периодическими затоплениями сформировались слоистые аллювиальные почвы легкого механического состава; преобладают естественные группировки растений, вблизи населенных пунктов встречаются огородные комплексы, местами сохранились пойменный леса различного породного состава, луга и болотные сообщества. Рис. 26 - Ландшафты бассейна р. Ольшанки
Пойма р. Ольшанки имеет ширину от 600 до 800 м. На поверхности она сложена слоем пойменного аллювия. Из-за маловодности реки процессы боковой эрозии и аккумуляции руслового аллювия в прибрежной зоне выражены слабо. От окружающих территорий пойма отличается своими микроклиматическими особенностями, связанными понижением скорости ветра и ослабленным обменом воздуха. Днем здесь душно и более сильное испарение. Ночью сюда стекает холодный воздух с водоразделов. Вследствие этого дневные летние температуры здесь на 1,5 - 2 выше, а ночью ниже, чем на водоразделе. Для почвенного покрова поймы реки Ольшанки характерны пойменно-луговые и лугово-черноземные почвы. В растительном покрове господствуют умеренно-влажные и влажные злаково-разнотравные луга, состоящие из лисохвоста лугового. Значительная часть поймы занята культурной растительностью. В данном типе местности нами выделено два типа доминирующих урочищ: урочища сильнозаросшего речного русла и урочища пойменных среднеувлажненных разнотравно-злаковоых лугов на влажных лугово-зернистых почвах.
Основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек
Понятие оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек. Необходимость оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек - давно назревшая задача, предопределенная запросами практики и прежде всего необходимостью сохранения природно-ресурсного потенциала, поддержания устойчивого развитии ландшафтов, повышения их бонитета и снижения воздействия экологически неблагоприятных факторов.
Под оптимизацией ландшафта бассейна малых рек обычно понимают повышение экологического и социально-экономического потенциала природного комплекса при полном сохранении его полезных свойств.
Оптимизация ландшафта - это одно из важных средств охраны природы в процессе использования. Эта задача всегда должна предполагать нахождения компромиссного решения, позволяющего максимально использовать полезные свойства ландшафта; максимально долго сохранять эти полезные свойства; минимизировать возможные потери полезных свойств ландшафта; минимизировать величину расходов на извлечение и сохранения полезных свойств ландшафта.
На территории России оптимизация ландшафтов осуществляется давно, но наибольший интерес к ней возник после засухи 1891 - 1892 гг. В это время вопросами оптимизации ландшафтов занимались такие выдающиеся учёные, как А.А. Измаильский [83], А.И. Воейков [23] и В.В. Докучаев [51]. Последним наиболее ярко сформулированы и осуществлены на практике географические принципы оптимизации природной среды. Широко известен так называемый «Комплексный план оптимизации степной зоны Европейской равнины» В.В. Докучаева, изложенный в его работе «Наши степи прежде и теперь» (1892).
В последние десятилетия проблемы оптимизации ландшафтов вышли на первый план, им посвящены работы Д.Л. Арманда [6], А.Г. Исаченко [86], В.Б. Михно [120], А.А. Чибилёва [179,180,181], А.М. Шульгина [191] и др.
Исключительно важная роль в оптимизации принадлежит мелиорации, выступающей в качестве активного фактора преобразования природы.
Под мелиорацией ландшафтов понимают систему мероприятий, направленную на улучшение условий выполнения ландшафтом социально- экономических функций [120].
Согласно В.Б. Михно [120], основными задачами мелиорации ландшафтов являются:
1. Преобразование ландшафтов с целью наиболее эффективного использования их в народном хозяйстве.
2. Увеличение и сохранение естественного потенциала ландшафтов в процессе их развития и функционирования.
3. Создание оптимальных ландшафтно-экологических условий для жизнедеятельности человека.
Потребность в оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек исследуемой территории определяется некоторыми особенностями природы, а также хозяйственной деятельностью человека. На необходимость проведения мелиоративных мероприятий указывают следующие причины: неравномерность увлажнения, периодические засухи, суховеи, частые раннеосенние и поздневесенние заморозки, неравномерное распределение снежного покрова, многолетняя эксплуатация почв и др.
При помощи мелиорации возможно сфера деятельности, способная управлять развитием ландшафтов, повышать их бонитет и устранять неблагоприятные свойства. Особая роль принадлежит мелиорации в оптимизации ландшафтно-экологической обстановки, преобразовании и охране природы.
Мелиорация ландшафтных комплексов различной категории и любого таксономического ранга должна строиться на основе учёта их региональных особенностей, типологических признаков и динамических взаимосвязей. Также необходим учёт парадинамических связей и экологического состояния структурных элементов бассейнов малых рек.
Основными видами мелиораций ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области могут выступать: водные, снежные, фитомелиорации, климатические и земельные мелиорации.
Потребность в улучшении ландшафтов малых речных бассейнов при помощи водных мелиораций может быть установлена на основе детального изучения природной специфики конкретных комплексов, избранных для мелиорации. Поскольку ведущим фактором мелиорации в данном случае является вода, особое внимание рассмотрению возможной реакции преобразуемого ландшафтного комплекса на различную степень увлажнения. В условиях рассматриваемого региона целесообразны два способа водных мелиораций: орошение и обводнение. В этих способах проведения водных мелиораций испытывают потребность ландшафты многих речных бассейнов малых рек Воронежской области (рис.51) .
Мелиорация ландшафтов путём регулирования снежного покрова должна строится на основе учёта хозяйственных потребностей, ландшафтообразующей роли снежного покрова и природных особенностей мелиорируемых территорий. В пределах речных бассейнов позитивную ландшафтноэкологическую роль может играть как снегозадержание, так и снегонакопление.
Ландшафты бассейнов многих малых рек исследуемой территории испытывают потребность в фитомелиорации - комплексе мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания растительных сообществ. Фитомелиоративные меры позволяют снижать интенсивность эрозионных процессов, улучшать микроклиматические условия и водный режим ПТК.
Многие ландшафтные комплексы бассейнов малых рек могут быть оптимизированы при помощи климатических мелиораций. Особенно перспективно применение микроклиматических мелиораций.
Микроклиматические мелиорации, прежде всего, позволяют при ведении сельского хозяйства избежать последствий аномальных климатических условий (суровые малоснежные зимы или тёплые зимы с большим снежным покровом, засушливость или избыточная увлажнённость) в значительной степени осложняющих сельскохозяйственное производство.
В пределах территории бассейнов малых рек Воронежской области почти повсеместно необходимо проведение земельных мелиораций, основной целью которых является борьба с эрозией почв, повышение плодородия земель, устранение негативных явлений, вызванных карстом, оползнями, суффозией и ДР Типологические особенности мелиорации ландшафтов бассейнов малых рек.
Мелиорация плакорного типа местности основывается на создании полезащитных лесных полос, правильной обработке почвы, внесении удобрений и снегозадержании. Эти мелиоративные мероприятия способствуют уменьшению пагубного воздействия засух и снижению интенсивности плоскостной эрозии почв [120].
За небольшими исключениями, плакоры сплошь распаханы под посевы сельскохозяйственных культур. Помимо полей, типичными урочищами являются полезащитные лесные полосы, селитьба. Поскольку плакорный тип местности занимает аллювиальное местоположение, то он получает влагу только с атмосферными осадками. В жаркие годы (например, 2010) остро стоит проблема недостатки влаги. Она может быть решена с помощью как орошения, так и фитомелиораций, а именно насаждением лесополос.
На исключительно большое «агрономическое» водорегулирующее значение водораздельных насаждений впервые обратил внимание академик В.Р. Вильямс [21].
