Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ландшафтная структура береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Ландшафтная структура береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова"

На правах рукописи

РГ8 ОД

Беспалова Людмила Александровна

ЛАНДШАФТНАЯ СТРУКТУРА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ПРИАЗОВЬЯ И КЕРЧЕНСКОГО ПОЛУОСТРОВА (Азовское море)

11.00.01 - физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ростов-на-Дону 1997

Работа выполнена на кафедре физической географии, экологии и охраны природы Ростовского ордена Трудового Красного знамени государственного университета

Научные руководители:

Ю.П. Хрусталев, доктор геолого-минералогических наук, профессор;

С.П. Воловик, доктор биологических наук.

Официальные оппоненты:

K.M. Петров, доктор географических наук, профессор;

А.Д Хованский, доктор географических наук.

Ведущая организация: Северо-Кавказский филиал Российского НИИ комплексного использования и охраны водных ресурсов.

Защита диссертации состоится 26 июня 1997 г. в часов на заседании специализированного совета к 063.52.17 по присуждению ученой степени кандидата наук в Ростовском ордена Трудового Красного знамени государственном университете по адресу: 344090, Ростов - на - Дону, ул. Зорге, 40, геолого - географический факультет, аудитория 210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ.

Автореферат разослан "¿3" ЛЛ&Л^ 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат географических наук

А. Смагина

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Азовское море, расположенное в пределах экономически развитой территориально-производственной структуры юга России и Украины, испытывает в последние десятилетия интенсивное антропогенное воздействие, наиболее ярко проявляющееся в береговой зоне. В этой связи проблема рационального использования ее природных ресурсов является чрезвычайно актуальной. Эффективное решение проблемы возможно только на основе целостной концепции, описывающей сложные взаимодействия естественных природных и антропогенных процессов. К настоящему времени, как показывает практика, при разработке проектов целевого назначения в береговой зоне морей для нужд народного хозяйства и при решении ряда теоретических задач необходимо знание особенностей ее морфологической структуры, которая может быть изучена на основе комплексных ландшафтных исследований.

Цель и задачи работы. Основная цель проведенных исследований - изучение ландшафтной структуры береговой зоны Азовского моря и опробирование полученной схемы для решения ряда вопросов прикладного значения. Поставленная цель предопределила решение следующих задач:

- проанализировать имеющиеся материалы по теоретическим основам морского ландшафтоведения, методам изучения и картирования морских мелководий и на основе анализа этих данных, по методике разработанной K.M. Петровым, определить положение Азовского моря в физико-географической таксономии морских мелководий Мирового океана с учетом зональных, вертикальных и азональных факторов дифференциации;

- исследовать природные факторы ландшафтообразования береговой зоны и определить положение исследуемых акваторий Северного Приазовья и Керченского полуострова в системе морского водоема;

- изучить морфологическую структуру ландшафтов береговой зоны на основе метода автоматической классификации (МАК);

- провести типизацию аквальных природных комплексов, составить схему ландшафтного районирования и схематическую карту ландшафтов береговой зоны;

- определить уровень загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами;

- оценить на основе результатов ландшафтного районирования пригодность тех или иных физико-географических аквальных комплексов для целей марикультуры.

Материалы и методы исследований. Объектом исследования является береговая зона Азовского моря в пределах Северного Приазовья от косы Белосарайская до косы Бирючий остров и Керченского полуострова от косы Арабатская до мыса Чаганы. В основу диссертации положены материалы полевых и камеральных работ, выполненных автором в экспедициях Ростовского государственного университета и Азовского НИИ рыбного хозяйства с 1984 по 1995 годы, использованы также результаты обработки фондовых материалов и литературных источников.

Комплексный характер исследований определил необходимость применения самых разнообразных, преимущественно стандартных методов, используемых в геологии, геоморфологии, литологии, гидрологии, гидробиологии, геохимии. Работы проводились в соответствии с действующими наставлениями, руководствами и методическими указаниями. Полевые работы предусматривали проведение серии детальных многопараметрических съемок. Ландшафтные исследования проводились двумя основными способами - путем создания на акватории равномерной сетки станций и для прикладных ландшафтных исследований, методом изучения ключевых участков. Исследование подводных ландшафтов регионального уровня проводилось на основе методик, разработанных K.M. Петровым (1961, 1964, 1985). Внутрипандшафтная дифференциация береговой зоны была выполнена на основе метода автоматической классификации (МАК), описанного в I главе диссертации.

Общий объем исследований составил: гидролого-гидрохимические параметры - температура - 460 измерений, соленость и кислород по 437 проб; гидробиологические анализы - фито- и зоопланктон по 188, бентос -230; спектральный анализ - вода - 539, взвеси -127, донные осадки - 211, гидробионты - 36; гранулометрический анализ - 230 проб.

Научная новизна. Впервые проведено исследование береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова как целостной природной ландшафтной системы:

- проанализированы основные факторы ландшафтной дифференциации береговой зоны моря;

- изучена ландшафтная структура береговой зоны на основе метода автоматической классификации, получены среднестатистические характеристики и стандартные отклонения параметров среды и биоты ландшафтных комплексов Северного Приазовья и Керченского полуострова;

- проведена типизация аквальных природных комплексов береговой зоны, составлены схема ландшафтного районирования и схематическая ландшафтная карта, которая раскрывает основные особенности морфологической структуры прибрежных морских ландшафтов;

- оценен уровень содержания тяжелых металлов в среде и биоте ландшафтных комплексов заливов;

- проведена оценка выделенных аквальных комплексов с точки зрения размещения различных объектов марикультуры.

В методологическом аспекте научная новизна состоит в разработке основных принципов и критериев выделения единиц ландшафтного районирования морских мелководий различного таксономического ранга на основе метода автоматической классификации, позволяющего обобщить большой фактический материал, объективно отразить общие свойства и особенности исследуемых территорий в многомерном пространстве признаков, что позволяет выделить в их пределах однородные классы (аквапьные природные комплексы).

Практическое значение. Полученные результаты могут быть использованы природоохранными органами, рыбохозяйственными, курортными и другими организациями для целей планирования, разработки схем рационального использования, охраны природных ресурсов береговой зоны Азовского моря. На основе предложенного метода возможно районирование аналогичных побережий для решения различных прикладных задач. Ландшафтная карта может явиться основой различных природных оценочных и инвентаризационных карт для нужд народного хозяйства.

Результаты исследований по динамике абиотических и биотических параметров, ландшафтным особенностям береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова использованы в научных разработках Азовского НИИ рыбного хозяйства и Государственной специализированной инспекции Украины по охране Азовского моря. Результаты диссертационной работы также применяются в учебном процессе при подготовке студентов по специальностям "география" и "охрана окружающей среды и рациональное природопользование" в Ростовском государственном университете, по курсам "Общая гидрология" и "Миграция загрязняющих веществ в окружающей среде".

Основные защищаемые положения:

1. В береговой зоне Азовского моря четко выделяются индивидуально-региональные и типологические ряды аквальных природных комплексов;

2. Районирование береговой зоны проводится как на основе традиционного сравнительно-географического метода, так и с использованием метода автоматической классификации (МАК);

3. Для каждого таксона выделенных рядов, определяется свой комплекс ведущих природных факторов;

4. Ландшафты береговой зоны характеризуются своеобразием природных компонентов, в тоже время в них установлены общие признаки, позволяющие выделить типовые образования;

5. В результате анализа загрязнения ландшафтов береговой зоны тяжелыми металлами установлено, что зафиксированный уровень концентрации безусловно влияет на состояние ее экосистемы;

6. Полученная схема ландшафтного районирования и результаты классификации используются при решении хозяйственных задач в береговой зоне, в частности для целей марикультуры.

Апробация работы. Основные положения и выводы, содержащиеся в диссертации докладывались автором на Всесоюзной конференции по рациональному использованию биологических ресурсов окраинных и внутренних морей СССР ("Сбалансированное рыболовство")(Пярну,1989 г.), на Всесоюзной конференции по гидромеханизированным работам и дампингу (Ростов-на-Дону, 1991 г.), на Всесоюзной конференции по охране и использованию биологических и химических ресурсов Мирового океана (Владивосток, 1990 г.), на ежегодных отчетных конференциях Аз-НИИРХ (1986-1992 г.г.) и межведомственной ихтиологической комиссии (1992 г.).

По теме диссертации опубликовано 14 работ. Кроме того, ряд положений диссертации отражены в 6 научно-производственных отчетах, при составлении которых автор являлся ответственным исполнителем. Отчеты хранятся в фондах АзНИИРХа и РГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, содержащего 107 наименований. Общий объем работы : (6 f страниц машинописного текста, она иллюстрирована 44 рисунками и 24 таблицами.

Диссертационная работа выполнена под руководством профессора Ростовского госуниверситета, доктора геолого-минералогических наук Ю. П. Хрустапева и доктора биологических наук, заместителя директора АзНИИРХ С.П. Воловика, которым автор выражает глубокую признательность. Автор искренне благодарен доктору географических наук, профессору Санкт - Петербургского университета К.М. Петрову за консультации при написания работы. В работе над диссертацией автор ощущал помощь и поддержку кандидатов географических наук, доцентов РГУ В.А. Мамы-киной, Т.А. Смагиной, А.А. Ищенко, старшего научного сотрудника РГУ, кандидата биологических наук А.Е. Ландышевской. Выражается глубокая признательность сотрудникам АзНИИРХа, кандидатам биологических наук Е.А. Студеникиной, И.Н. Мирзоян, старшему научному сотруднику Л.Н. Фроленко за помощь в обработке биологических данных, сотруднику "Краснодарморберегозащита" C.B. Широкову за помощь в проведении водолазных работ, заведующему лабораторией НИИ МиПМ, кандидату физико-математических наук C.B. Бердникову за неоценимую помощь, при обработке материалов на основе математических методов.

1. Современные представления о теории и методах ландшафтных исследований.

Исследование подводных ландшафтов представляет собой новое, находящиеся в стадии становления направление в современной географии, тем не менее история вопроса имеет довольно длинную предысторию. В своих работах К. Мебиус (1877), Зернов (1913) впервые показали, что в результате воздействия биотических и абиотических факторов на морском дне формируется целостная природная система, для обозначения которой они ввели термин "биоценоз" и "фация". Однако в этот период преобладало направление изучения отдельных природных компонентов. Впервые идея о правомерности ландшафтного подхода к изучению океанов и морей была сформирована в работах Л.С. Берга (1945), С.П Хромова (1949), Б.Б. Полынова (1953) , C.B. Калесника (1955). Первый обстоятельный анализ факторов, определяющих формирование подводных ландшафтов, был сделан заведующим кафедрой физической географии РГУ, профессором Д.Г. Пановым (1950). Он выделил вертикальные ландшафтные зоны, раскрыл их генетическое своеобразие и специфику факторов ландшафтообразования.

Особенно быстрое развитие морское ландшафтоведение получило в 60-х годах , когда появились работы, посвященные описанию конкретных географических комплексов. Среди работ , выполненных в этот период, наибольшую теоретическую и практическую значимость представляют исследования Д.В. Богданова (1961,1963), Е.Ф. Гурьяновой (1959), З.И. Гурьевой (1961), H.A. Солнцева (1969). Специальные исследования морфологии подводных ландшафтов были выполнены K.M. Петровым (1960, 1966, 1969, 1978, 1985, 1989). Им были разработаны основы теории и методов ландшафтных исследований, описано морфологическое строение различных типов подводных ландшафтов.

В 70-80-е годы происходит расцвет океанологических исследований. Основная задача комплексного изучения природы Мирового океана была сформулирована в 1970г. на V съезде Географического общества (Марков, 1970),послужившая толчком к дальнейшему широкомасштабному проведению ландшафтных исследований. Определенный задел по теории и практики изучения классификации и картирования подводных ландшафтов получен в лаборатории морских ландшафтов ТИГ ДВНЦ АН (Преображенский 1980,1987,1989), (Мануйлов 1987,1989).

Наряду с развитием ландшафтоведения шло формирование понятия о подводном ландшафте. История развития и становления термина "ландшафт" в географии связана с такими именами как Л.С. Берг, А.Г. Исаченко, Д.Л. Арманд, В.Г. Сочава , H.A. Солнцев и др. О возможности применения термина "ландшафт" к морским условиям одним из первых

отечественных географов заявил Л.С. Берг. Б.В. Преображенский в свор исследованиях приходит к выводу о сходстве понятий "ландшафт, экось тема, биоценоз". K.M. Петров рассматривает экосистему как открыту динамическую систему и поэтому представляется возможным исследс вать ландшафт (экоситему) на основе достижений кибернетики, теори информации, теории связи с помощью математических методов.

Опираясь на теоретические положения вышеперечисленных авт( ров, для исследования ландшафтной структуры береговой зоны Азовског моря применен комплексный подход как с использованем традиционнь методов районирования при выделении аквальных комплексов индивида ально-регионапьного уровня, так и математических методов - метод автс матической классификации (Смирнов, 1992). Был выбран, так называв мый, путь районирования сверху при выделении ландшафтов различног таксономического ранга. По методике, разработанной K.M. Петровь» (1985, 1989) на первом этапе районирования было определено положени Азовского моря в системе подразделения морских мелководий Мировог океана с учетом зональных, азональных и вертикальных факторов диф ференциации (рис.1).

Положение Азовского моря в системе подразделений мелководий Мирового океана

Единицы зональной дифференциации

Единицы вертикальной дифференциации

Единицы азональной дифференциации

Рис. 1

2. Природные факторы формирования подводных ландшафтов береговой зоны Азовского моря

Формирование ландшафтов морских мелководий происходит при ак тивном взаимодействии компонентов основных геосфер (атмо-, гидро-

лито-, биосферы), порождаемом интенсивными эндо- и экзогенными источниками энергии (Петров, 1989). Исследуемая береговая зона Северного Приазовья и Керченского полуострова характеризуется большим разнообразием ландшафтообразующих факторов. В результате их сложного взаимодействия произошло обособление различных по свойствам, структуре, вещественному составу и размерам подводных физико-географических комплексов различного таксономического ранга. На основе анализа данных по геологическому и тектоническому строению Азовского моря в его пределах можно выделить две области, обладающие единством геоструктурного и геоморфологического строения, общим ходом палеогеографического развития. Первая область - расположена в пределах Русской платформы (южный склон Украинского щита). К ней отнесены Таганрогский залив и прибрежная зона Северного Приазовья. Вторая область - остальная часть Азовского моря расположенная в пределах Скифской платформы. По морфоструктурным особенностям побережья заливы Северного Приазовья отнесены к подобласти Причерноморских прогибов и округу Северо-Азовского прогиба. Заливы Керченского полуострова отнесены по этим параметрам к подобласти Индоло-Кубанского прогиба и расположены в пределах округа Керченско-Таманской диапировой складчатости.

Своеобразие тектонических и геологических условий предопределили особенности рельефа берегов и дна заливов. В пределах Северного Приазовья преобладающее развитие получили абразионные и абразион-но-оползневые берега, сложенные преимущественно лессовидными суглинками. Аккумулятивный тип берега представлен косами азовского типа. Дно заливов в основном представляет собой абразионно-аккумулятивные равнины, в пределах абразионных участков дна развит глинистый бенч. Аккумулятивно-абразионные равнины расположены в основном в восточных частях заливов в тылу кос. Характерным отличием осадков на дне является преобладание смешанного типа терригенно - карбонатного состава.

Особенности геологического строения Керченского полуострова предопределили развитие мелкобухтового берега с локальными пляжами. В глубоководных заливах Керченского полуострова преобладают аккумулятивные равнины с большой мощностью голоценовых отложений, представленных в основном мелкоалевритовыми и глинистыми илами с невысокой карбонатностью. Таким образом, из анализа геоморфологических и литологических условий исследуемой береговой зоны четко прослеживается приуроченность заливов к различным округам - СевероПриазовскому и Керченскому.

Выделение районов (ландшафтов) в пределах этих округов выполнено на основе таких критериев как общий план геологического строения,

закономерности формирования рельефа и морских геологических фаций, однородность гидрокпиматического режима, а также своеобразия состава и распределения донных биоценозов. Анализ вышеперечисленных критериев показал, что каждый из заливов представляет самостоятельную таксономическую единицу - район (ландшафт). В результате в пределах Се-веро-Приазовского округа выделены Белосарайский, Бердянский, Обиточ-ный ландшафты, а в пределах Керченского округа - Арабатский и Казан-типский ландшафты. Основываясь на методике районирования морских мелководий, разработанной K.M. Петровым, можно представить следующую схему выделения ландшафтов (районов) а Азовском море (рис.2).

Положение заливов Северного Приазовья и Керченского полуострова в системе морского бассейна Азовское море

Рис.2.

3. Районирование береговой зоны Азовского моря на основе метода автоматической классификации.

Физико-географические особенности Азовского моря, его мелковод-ность, незначительные уклоны дна, слабая расчлененность рельефа и

ряд других факторов не позволяют в полной мере применять для целей районирования, в особенности береговой зоны, общепризнанную методику дифференциации морских мелководий, разработанную K.M. Петровым. Прежде всего вызывает затруднение выделение единиц вертикального расчленения подводных ландшафтов (литорали, сублиторали, злиторапи, а в пределах этих зон - этажей ступеней). В этой связи для изучения ландшафтной структуры береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова применен метод автоматической классификации. Преимущество этого метода заключается в том, что с его помощью можно не только обобщать большой объем информации об объекте исследования, но и объективно отразить общие свойства и особенности отдельных природных комплексов в многомерном пространстве признаков, что позволяет объединить их в группы, типы (классы).

Аппарат кластерного анализа использован при обработке результатов комплексных многопараметрических съемок заливов Белосарайского, Бердянского, Обиточного, Арабатского и Казантипского, выполненных в период 1989 - 1990 гг. Исследовались следующие характеристики среды: температура, соленость, насыщение водных масс кислородом, взвесью, микроэлементный состав донных осадков, воды, взвеси, биомассы и ведущие биоценозы фито -, зоопланктона, бентоса. Всего машинной обработке подверглись более 80 абиотических и биотических параметров. Метод автоматической классификации применялся как в целом для береговой зоны, так и отдельно по каждому заливу. В первом случае каждый залив выделился в самостоятельный класс - аквальный природный комплекс, соответствующий по своим природным параметрам рангу ландшафта (района)

!. Белосарайский ландшафт расположен в восточной части Северного Приазовья и ограничен с востока косой Белосарайская, а с запада косой Бердянская. Средняя глубина залива составляет 6,2 м, максимальная на внешней акватории - 8,5 м. Рельеф относительно однообразен, большая часть дна представляет собой абразионно-аккумулятивную равнину с уклонами 0,006 - 0,008. Абразионная часть дна представлена глинистым бенчем, практически лишенным осадочного чехла или перекрытая наилком. Участки аккумуляции приурочены преимущественно к западному побережью косы Белосарайская. Наибольшее развитие в современных донных отложениях получили мелкоалевритовые илы со значительной примесью ракуши. Пески аккумулируются в прибрежной зоне, в среднем до глубины 2,5 - 3,0м.

Наиболее действенными являются ветры и волнения западных румбов с южной составляющей. Для этих волн характерны значительные высоты до 1,5 - 2 м. Гидрологические и гидрохимические параметры среды Белосарайского ландшафта в значительной степени определяются влия-

нием Таганрогского залива, поэтому соленость вод самая низкая из всех заливов и по среднестатистическим данным, составляет 9,8 %о. Бентиче-ские сообщества представлены моллюсками, такими как церастодерма, мидия и червями нереис. Средняя биомасса бентоса составляет около 80 г/м2, максимальная около 150 г/м2.

II. Бердянский ландшафт расположен в центре Северного Приазовья и представляет собой полуизолированную акваторию, окруженную с востока косой Бердянская, а с запада косой Обиточная. Средняя глубина 6,6 м, максимальная на внешней акватории 7,4 м. Рельеф дна залива довольно однообразен. Центральную его часть занимает абразионно-аккумулятивная равнина с уклонами 0,0006 до изобаты 5 м. Подводный склон косы Бердянской восточной части залива пологий с уклонами 0,001, здесь преобладает аккумуляция. Подводный склон косы Обиточная, при-глуб с уклоном 0,01, преобладает размыв дна. Цитологические фации донных отложении довольно разнообразны. Однако наибольшее распространение по площади дна получили в западной половине пески, в восточной - мелкоалевритовые илы со значительной примесью ракуши и детрита. Гидроклиматические условия характеризуются более высокой температурой и соленостью (10,5-10,8 %0) вод по сравнению с ландшафтом Белосарайского залива. Ведущим биоценозом бентоса являются моллюсковые сообщества, представленные в основном аброй, церастодермой, мидией.

III. Обот-очный ландшафт - расположен между косами Обиточная и Бирючий остров. Средняя глубина составляет 7,6 м, максимальная - 8,9 м. В рельефе дна преобладают абразионно - аккумулятивные равнины, в пределах которых в основном зафиксированы нулевые деформации. Зона аккумуляции материала приурочена к оси западного берега косы Обиточная. В пределах абразионной террасы бенча уклоны дна в среднем до глубины 5 м составляют 0,006 - 0,008, а на подводном склоне косы Бирючий остров - 0,001 - 0,003. Преобладающим типом осадка являются мелкоалевритовые илы с ракушей. Пески развиты преимущественно на подводном склоне аккумулятивных форм.

В гидролитодинамическом режиме залива ведущая роль принадлежит волнениям от юго-востока до запада через юг. Максимальные высоты волн (2,1 - 2,4 м) в Обиточном заливе могут достигать западного и юго-западного направления. Зона их обрушения приурочена к глубинам 3,0 -3,6 м, т.е. располагается примерно в 1,5-2 км от берега. По среднестатистическим данным, водная масса Обиточного залива имеет более низкую температуру по сравнению с другими ландшафтами Северного Приазовья и характеризуется высокой соленостью вод -11 %о. Ведущим биоценозом бентоса является церастодерма. Общая биомасса не превышает 174 г/м2.

IV. Арабатский ландшафт расположен в западной части Керченского полуострова. С востока его ограничивает мыс Казантип, с запада -крупная аккумулятивная форма - коса Арабатская стрелка. Залив вдается вглубь суши на 20-25 км. Средняя глубина его составляет 8,2 м, максимальная - в центральной части - 10м. Подводный склон, как в пределах коренного берега, так и возле аккумулятивной формы приглубый, с уклонами дна 0,006 - 0,01. Большая часть дна залива представляет собой глубоководную аккумулятивную равнину. На подводном склоне наблюдается резкая смена литологических разностей. Так, в прибрежной зоне на глубине от 0 до 3,0 м залегают пески, мористее до изобаты 6 м распространены крупно- и мелкоалевритовые илы с незначительной примесью раковинного материала. Вся центральная часть акватории занята глинистыми илами. В гидролитодинамике Арабатского ландшафта большое значение имеют ветры и волнения восточных румбов с северной составляющей. Максимальные высоты волн 1% обеспеченности могут достигать 2,6 м, средние 1,4 м. Их обрушение вследствие приглубости подводного склона происходит в узкой приурезовой полосе в 100-200 м от уреза. Распределение бентоса носит пятнистый характер. На крупно- и мелкоалевритовых илах господствует церастодерма, на глубоководье в глинистых ипах преобладали черви нереис. Средняя биомасса бентоса составляет 152,8 г/м2.

V. Казантипский ландшафт расположен в восточной части Керченского побережья Азовского моря. Залив плавной дугой вдается вглубь суши на 12-15 км. С запада и востока он ограничен коренными мысами - Казантип и Чаганы. Средняя глубина залива по среднестатистическим данным составляет 8,6 м. Рельеф дна - глубоководная аккумулятивная равнина с уклонами 0,006. В прибрежной зоне уклоны более значительны и изменяются от 0,04 - 0,06. От уреза воды до глубин 7 м на подводном склоне наблюдается резкая смена литологических разностей. В приурезовой зоне залегают мелкозернистые пески с примесью ракуши и детрита, с глубины 3 м их замещают крупные алевриты. На пятиметровой изобате распространены мелкоалевритовые илы. Центральная, глубоководная часть акватории, выполнена глинистыми илами, а в районе коренных мысов развит каменистый бенч. Решающую роль в развитии литодинамиче-ских процессов играют волнения от северо-запада до северо-востока с северной составляющей. Гидролого-гидрохимические особенности Казан-типского ландшафта в значительной степени определяются влиянием черноморских вод. В Казантипском заливе зафиксирована самая высокая температура (16,5 °С) и соленость вод (более 11%о). Ведущим биоценозом бентоса является церастодерма. Она преобладает как по биомассе, так и по площади распространения. Общая биомасса бентоса составляет 149,6 г/м2

На основе обработки данных комплексных съемок (с помощью МАК) отдельно в каждом заливе по совокупности признаков выделены акваль-ные природные комплексы (АПК). В Белосарайском, Бердянском, Казан-типском, Арабатском - по три комплекса; в Обиточном - пять, каждый из которых характеризуется средне статистическими показателями и стандартным отклонением факторов среды и биоты. Выделенные АПК, могут быть отнесены к рангу урочищ. Это участки, характеризующиеся однородным мезорельефом, одинаковым происхождением и составом слагающих осадков, развитых в сходных условиях микрогидроклимата, населенных жизненными формами донных организмов, образующих специфичные биоценозы. Формирование урочищ происходит под решающим влиянием седиментационных процессов (Петров, 1985).

На основе полученных среднестатистических параметров среды и биоты описаны морфологические особенности АПК, раскрыто своеобразие морфологической структуры Белосарайского, Бердянского, Обиточно-го, Арабатского и Казантипского ландшафтов и образующих их урочищ. Анализ морфологических особенностей выделенных урочищ позволил провести их типизацию и на этой основе составить схему ландшафтного районирования береговой зоны (рис. 3). Всего выделено 8 типов подводных урочищ - 5 в ландшафтах Северного Приазовья и 3 - Керченского полуострова.

Подводные урочища ландшафтов Северного Приазовья представлены следующими типами.

1. Урочище закосовых аккумулятивных равнин расположено в волновой тени кос в пределах глубин от 0 до 5 м. Рельеф дна пологона-клонной равнины с уклонами 0,001 - 0,0007. Вследствие слабой гидродинамической активности осадки плохо сортированы; преобладают алевритовые илы со значительной примесью раковинного материала. В пределах закосового урочища возможно развитие заморных явлений и в этой связи, биоценозов гидробии. Здесь много макрофитов, в основном эосте-ры, образующих подводные луга. Ведущим биоценозом бентоса является гидробия.

2. Урочища абразионно - аккумулятивных равнин центральных акваторий занимают центральные части ландшафтов - самые большие по площади. Уклоны подводного склона незначительные 0,003 - 0,007. В верхней части склона до глубины -5м развит глинистый бенч, мористее накапливаются мелкоалевритовые илы. Литодинамические особенности этого урочища характеризуются преобладанием процессов размыва. Ведущий биоценоз бентоса - моллюски, в основном представленные церастодермой с невысокой биомассой.

3. Урочища абразионно - аккумулятивных склонов внешних акваторий кос расположены в пределах восточного склона на подводном

продолжении кос. Характеризуются значительными уклонами дна (до 0,01) и преобладанием процессов размыва над аккумуляцией. Склон осложнен в приурезовой зоне серией подводных валов. Преобладающий тип осадка - мелкозернистые пески с ракушей. Вследствие значительной гидродинамической активности и интенсивных деформаций рельефа дна преобладают закапывающиеся формы бентоса.

4. Урочища песчано - ракушечных полей и банок - представляют отмель с выровненной поверхностью и превышением над дном на 1,5 -2,0 м. Тип осадка - ракуша из створок церастодермы, мидии, мии. На банках преобладает аккумуляция материала. Биоценозы представлены свободнолежащими на две моллюсками и закапывающимися червями.

5. Урочища закосовых дистальных аккумулятивных склонов кос, расположены в пределах подводного склона дисталей кос до глубин 0 - 6 м и характеризуются значительными уклонами дна (до 0,002). Литоди-намические процессы протекают здесь довольно интенсивно с преобладанием аккумуляций, которая происходит в основном в зоне подводных валов, расположенных в виде трех серий подводных гряд на глубинах от 0,5 до 3,0 м. Донные отложения представлены преимущественно раковинными песками различной крупности и крупноалевритовыми илами. Карбонатность осадка зачастую превышает 50%. Ведущий биоценоз бентоса - мидия с высокими биомассами (900 г/м2).

В ландшафтах Керченского полуострова выделяются следующие типы подводных урочищ.

6. Урочища подводных абразионно - аккумулятивных склонов бухт расположены на глубинах 0 - 7м с уклонами до 0,1 и характеризуются значительными деформациями рельефа дна, в особенности в зоне распространения подводных валов и преобладанием процессов размыва над аккумуляцией. На склоне наблюдается резкая смена литологических разностей от гапечно - гравийнных отложений в приурезовой полосе до мелкоалевритовых илов на глубинах 7м . В пределах этого урочища происходит обрушение волн всех действующих направлений. Биоценозы бентоса населяющие подводный склон бухты весьма разнообразны - моллюски, черви, крабы, но биомасса их не высокая (до 50 г/м2).

7. Урочища глубоководных илистых аккумулятивных равнин занимают относительно выровненные участки дна и располагаются на глубинах 7 - 10 м. Средние уклоны составляют 0,001 - 0,05. Основной рельефообразующий процесс - аккумуляция терригенного материала. Донные осадки представлены глинистыми илами, хорошо сортированными, со значительной составляющей пилитовой фракции, в особенности в Арабатском заливе (78%). Гидрохимические условия характеризуются наличием вертикального градиента по температуре и солености и низким содержанием кислорода, вследствие устойчивости водных масс в при-

донных слоях. В биоценозах бентоса преобладают черви нереис, олигохе-ты, из моллюсков развиты церастодерма и гидробия.

8. Урочища скал и камней развиты на подводном склоне в пределах абразионных берегов Керченского полуострова и приурочены к антиклинальным структурам, испытывающим поднятия. На дне обнажаются плотносцементированые скальные породы, наблюдаются скопления крупных глыб и валунов. Рельеф пересеченный, глубина в 10 м от уреза -10 м. На скальных грунтах развиты скальная форма мидии, крабы, много макрофитов, представленных группой сообществ морских трав, а также зеленых и красных водорослей средиземноморского комплекса.

Итогом ландшафтного районирования на основе метода автоматической классификации является схематическая карта ландшафтов, состоящих из подводных урочищ, характеризующихся типологическим сходством.

4. Тяжелые металлы в ландшафтах береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова.

Проведенными исследованиями установлено, что концентрация химических элементов в изучаемых средах ландшафтов Северного Приазовья и Керченского полуострова превышает допустимые нормы. Во всех ландшафтах в водной толще постоянно превышены рыбохозяйственные ПДК у таких элементов как медь, марганец, никель, а у свинца фоновые значения. За период исследований 1984 - 93 г.г. отмечается тенденция роста концентраций в воде почти по всем исследуемым металлам. Взвеси в значительной степени обогащены марганцем, медью, ванадием, свинцом, молибденом, концентрация которых значительно (до 10 раз) превышает средние содержания этих элементов во взвесях рек мира. В донных осадках не соответствовали кларковым концентрации меди, ванадия, титана, хрома, свинца.

На основе метода автоматической классификации оценен уровень накопления тяжелых металлов в различных урочищах каждого ландшафта. Проведенными исследованиями определены урочища (АПК) среда в которых не благоприятна для обитания различных видов гидробионтов. К ним отнесены урочища закосовых аккумулятивных равнин в Белосарай-ском ландшафте, урочища абразионно - аккумулятивных равнин центральных акваторий Бердянского и Обиточного ландшафтов и урочища абразионно - аккумулятивных склонов бухт Арабатского и Казантипского ландшафтов.

Качество среды не могло не отразиться на гидробионтах населяющих эти аквальные комплексы. Так, в бычках из Белосарайского и Бердянского ландшафтов пищевые нормы превышены в 1,5 по хрому;

"ГУ---~ I---

I. Белосарайский ландшафт, П - Бердянский ландшафт, III - Обиточный ландшафт

Подводные урочища: 1 -закосовых аккумулятивных равнин, 2 -абразионно-аккумулятивных равнин центральных акваторий; 3 -абразионно-аккумулятивных подводных склонов внешней акватории сок; 4 -песчано-ракушечных полей и банок; 5 -закосовых дистальных аккумулятивных склонов.

IV Арабатский ландшафт, V Казантипский ландшафт

Подводные урочища: 6 - абразионно-аккумулятивных склонов бухты; 7 -глубоководных аккумулятивных илистых равнин; 8 - скал и камней;

в судаке по цинку, меди, никелю, хрому. В моллюсках этих ландшафтов содержание свинца в 3 раза, хрома в 2,5, никеля и меди в 1,5 раза превышало пищевую норму. г.

5. Применение ландшафтных исследований для целей марикультуры.

Развитие марикультуры предполагает сочетание искусственных методов воспроизводства гидробионтов в водоемах с естественным режимом. При этом участки акватории, которые предполагается использовать, должны удовлетворять требованиям определенных объектов марикультуры. Совокупность этих требований фактически определяет некоторые "идеальные" ландшафты, в пределах которых, цели марикультуры могут быть реализованы в наибольшей степени. Задача заключается в том, чтобы на реальном объекте выделить аквальный природный комплекс в наибольшей степени соответствующий "идеальному" ландшафту. Такой подход применен нами для оценки перспектив развития марикультуры мидии в Азовском море.

На основе анализа литературных данных и материалов АзНИИРХа по экологии мидии установлен оптимальный диапазон факторов среды для её обитания. Для моллюсков на коллекторах важно, чтобы участки установки не отличались высокой гидродинамикой и значительными деформациями рельефа дна. Необходимо и наличие биоценоза мидии обеспечивающего приток личинок на коллектора. С учетом этих требований и на основе анализа среднестатистических параметров среды пяти ландшафтов выделены АПК, перспективные для развития марикультуры мидии. К ним отнесены закосовые урочища Обиточного ландшафта и урочища образионно-аккумулятивных склонов бухты Казантипского ландшафта. Акватории Белосарайского и Бердянского ландшафтов признаны непригодными из - за низкой солености и неудовлетворительного качества среды обитания; Арабатского, из-за высокой гидродинамической активности.

В пределах АПК благоприятных для марикультуры были проведены дополнительные ландшафтные съемки с применением водолазного обследования в целях выбора конкретных мест для установки марихозяйств. После обработки этих данных с помощью метода автоматической классификации определены участки акваторий в пределах исследуемых урочищ, соответствующие оптимальным условиям для разведения мидии на коллекторах. Оценена их полезная площадь, которая в пределах Обиточного ландшафта может составить 8 тыс. га, а Казантипского - 9 тыс. га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современное состояние учения о подводных ландшафтах Мирового океана характеризуется чертами становления и бурного развития различных идей и методов. В диссертации впервые для исследования береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова Азовского моря применен ландшафтный подход, основанный как на традиционных методах исследований, так и на методе автоматической классификации (МАК). Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие заключение:

1. Азовское море, на основе единиц зональной, вертикальной и азональной дифференциации по методике, разработанной K.M. Петровым, относится к умеренному поясу теплобариальной зоны и располагается целиком в пределах неритового яруса верхнего пояса сублиторальной зоны, на ее верхнем (до глубины 5 м) и среднем (до 15 м) этажах. В системе единиц азональной дифференциации Азовское море представляет собой морской водоем в группе понтокаспийских морей, связанный геологическим развитием с древней геосинклиналью Тетиса.

2. На основе анализа основных ландшафтообразующих факторов определено положение заливов Северного Приазовья и Керченского полуострова в системе морского водоема. Исходя из данных по геологии и тектоники, выделены области и подобласти, к которым принадлежат изучаемые акватории. Заливы Северного Приазовья отнесены к области мелководий в пределах Русской платформы и подобласти Северо - Азовского прогиба. Заливы Керченского полуострова расположены в пределах области Скифской платформы, подобласти Индолокубанского прогиба Кер-ченско - Таманской зоны складчатости. Анализ геоморфологических данных позволил определить в этих подобластях округа: Северо - Приазовский и Керченский.

3. Выделение районов (ландшафтов) в пределах округов выполнено на основе таких критериев, как общий план геологического строения морского бассейна, закономерности формирования рельефа, типов донных осадков, однородности гидроклимата, а также своеобразия распределения биоценозов бентоса. Исходя из этого каждый запив представляет самостоятельную таксономическую единицу - район (ландшафт).

4. Ландшафтное районирование, проведенное с помощью метода автоматической классификации (МАК), позволило обобщить большой объем фактической информации, объективно отразить общие свойства и особенности отдельных территорий в многомерном пространстве признаков и объединить их в однородные классы (аквапьные природные комплексы). На основе МАК данных комплексных многопараметрических (более 80 абиотических и биотических параметров) съемок в заливах Се-

верного Приазовья и Керченского полуострова выделились пять самостоятельных, физико - географических аквальных комплексов (ландшафтов). Были получены их среднестатистические характеристики и стандартное отклонение каждого изучаемого фактора среды и биоты.

5. Метод автоматической классификации применен также на следующем этапе районирования при исследовании внутриландшафтной структуры Белосарайского, Бердянского, Обиточного, Арабатского и Ка-зантипского заливов. В пределах этих ландшафтов выделены 17 аквальных природных комплексов (АПК), таксономический ранг которых соответствует подводным урочищам. На основе полученных среднестатистических параметров среды и биоты описаны морфологические особенности аквальных природных комплексов, раскрыто своеобразие морфологической структуры пяти ландшафтов (Белосарайского, Бердянского, Обиточного, Арабатского, Казантипского) и образующих их урочищ.

6. Анализ морфологической структуры выделенных урочищ позволил провести их типизацию и на этой основе составить схему ландшафтного районирования береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова.

7. Составлена схематическая карта ландшафтов исследуемых акваторий, состоящих из подводных урочищ, характеризующихся типологическим сходством.

8. Ландшафтные исследования береговой зоны положены в основу изучения пространственно-временной динамики и оценки уровня накопления тяжелых металлов в воде, донных осадках и биоте ландшафтов береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуострова и их аквальных комплексов. Выделены АПК, в пределах которых уровень концентрации тяжелых металлов и микроэлементов может негативно влиять на жизнедеятельность населяющих их гидробионтов.

9. Применение ландшафтного подхода для целей марикультуры с помощью МАК позволило на основе анализа среднестатистических параметров среды и биоты выделить аквальные природные комплексы, пригодные для размещения марихозяйств мидии. Проведенные в их пределах ландшафтные исследования с применением водолазного обследования определили выбор конкретных мест для установки коллекторов и искусственных рифов, оценена полезная площадь этих участков.

10. Проведенные исследования ландшафтной структуры береговой зоны Северного Приазовья и Керченского полуостров на основе метода автоматической классификации показали необходимость и целесообразность ландшафтного подхода при осуществлении мероприятий по рациональному использованию и охране береговой зоны моря. Составленная схематическая карта ландшафтов береговой зоны Азовского моря в пределах Северного Приазовья и Керченского полуострова может служить

основой для мониторинга параметров ее экосистемы и проведения прикладных мероприятий различного народнохозяйственного назначения

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Природные аспекты развития марикультуры в Азовском море. Тез докдов III Всесоюзной конференции по географии и картографии океана. Географические и экономические проблемы изучения южных морей. Изд-во РГУ, 1987. С. 68-70.

2. Охрана, защита и рациональное использование береговой зоны Азовского моря. В кн. Рациональное использование и охрана природных ресурсов бассейнов Черного и Азовского морей. Изд - во РГУ, 1988. С. 34 -42 (в соавторстве с В. А. Мамыкиной).

3. Проблема создания марихозяйств в южных морях СССР. География и природные ресурсы, 1988., № 3. С. 14 - 22 (в соавторстве с С.Я .Черноусовым).

4. Оценка пригодности заливов Азовского моря для размещения ми-дийных хозяйств. Рыбное хозяйство, 1988., № 9. С. 11 - 20 (в соавторстве с А.Е. Ландышевской).

5. Прибрежная зона Азовского моря как район марикультуры. Тез. докл. Всесоюзной конференции по методам организации сбалансированного промыслового использования биологических ресурсов окраинных и внутренних морей СССР, п. Рыбное, 1989. С. 141 -142.

6. Перспективы культивирования мидии в Азовском море. Человек и стихия, 1989. С. 17 - 23 (в соавторстве с Ю..П. Хрустапевым, А.Е. Лан-дышевокой).

7. Условия размножения и формирования популяции азовской мидии. Труды ВНИРО, 1989, t.XXXI, вып. 1. С. 111 - 121 (в соавторстве с С. П. Воловиком, А.Е. Ландышевской).

8. Геоморфолога - океанологические критерии размещения искусственных рифов в береговой зоне Азовского моря. Тез. докл. Всесоюзной конференции "Искусственные рифы для рыбного хозяйства". М., 1988. С. 230 -232.

9. Природные предпосылки культивирования мидии в Азовском море. Тез. докл. IV Всесоюзной конференции "География Мирового океана на службе рационального использования морских ресурсов". Калининград, 1989. С. 62-63.

10. Применение математических методов при исследовании пространственно - временной структуры береговой зоны Азовского моря для

целей марикультуры. Тез докл. IV Всесоюзной конференции "География Мирового океана на службе рационального использования морских ресурсов". Калининград, 1989. С. 93 - 95 (в соавторстве с С. В. Бердниковым).

11. Прибрежная зона Азовского моря как район для марикультуры. Тез. докл. Всесоюзной конференции по рациональному использованию биологических ресурсов окраинных и внутренних морей СССР. ("Сбалансированное рыболовство"). Пярну, !989. С. 34-36.

12. Тяжелые металлы в природных комплексах прибрежной зоны Азовского моря. Тез. докл. II Всесоюзной конференции по рыбохозяйст-венной токсикологии С.-Петербург, 1991. С.111 -113.

13. Техногенный фактор и проблемы заиления береговой зоны Азовского моря. Тез. докл. Всесоюзной конференции по гидромеханизированным работам и дампингу. Ростов-на-Дону, 1991. С.38. (в соавторстве с С.П. Воловиком и О.В. Ивлиевой).

14. Исследования по разработке методики и определению, идентификации твердых выбросов с аэро- и гидрозолями с целью оценки возможного загрязнения Азовского моря. Тр. АзНИИРХ, 1997, в печати, 6 стр (в соавторства с Ю.П. Хрустапевым, С.П. Воловиком, О.В. Ивлиевой).

УПЛ РГУ.Ззк.I35,Т-100.21.05.37