Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Современная эволюция ПТК поймы Оби под влиянием естественных и антропогенных факторов

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Современная эволюция ПТК поймы Оби под влиянием естественных и антропогенных факторов"

О

а;

МОСКОНСКНП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНННПЧ III К1 им М.В..ЮМ01 ЮСОВА

Географический факчлыег

Пи пршш V />1 КЧШП II

СУРКОВ Виталии Владимирович

СОВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПТК ПОЙМЫ ОБИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

11.00.01-физическая географии, геофизика п геохимия лапдшафгтов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-1997

Р.н'мн ¡1 |м.||||>!Ик-мл II,« фи шчсскоп I ач рафии и ланлшафпжслсми» (сш рафи'ксмн о

факуп. |С|а Москшкко! и гослдарси.испио! о ушшсрсм|с|а им. М. IIЛ очки икона

Научный руководитель

Коисульгаш-

докгор географических наук, профессор 1\(\ Чалов

кандидат гео1 рафнчеекпх наук, доцент Г.С.Само!июни

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Л.Р.Серебрянный кандидат географических наук, доцентЭ.Е. Роднянская

Ведущая организация- Московский педагогический

университет

Защита состоится "¿Ъ_" октяср^ 1997 г. в 17'-" час. на заседании физико-географического диссертационного совета Д-053.05.29 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3. Воробьевы горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж. ауд. 1807.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан " " сехтябр,») 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

И.А.Горбунова

большой природный потенциал и ценное п, поименных земель, многоплановость использования этих территории (сельское хозяйство, строительство, прокладка коммуникации), высокая техногенная нагрузка на них определяют большое значение их всестороннего исследовании. Важнейшим направлением этих исследований является Лучение динамики поименных природных территориальных комплексов (П'ГК), их пространственной дифференциации и (нолнпшн иод воздействием естественных и антропогенных факторов.

'Задачи оптимального, без нарушения природных структур, ведения хозяйства в поймах, прогноза неблагоприятных последствий невозможно решить без знания механизма формирования пойменных ПТК. Сейчас к традиционной стороне вопроса, когда геокомплексы рассматривались как ресурс, требующий проведения ряда мероприятий для их использования (улучшение лугов, контроль за половодьями, размывом берегов), добавились экологические аспекты: ПТК - элемент среды обитания человека.

Актуальность данной работы заключается также в том, что пока не разработана ' методика оценки эволюции пойменных ПТК; нет общепринятых методов картирования ПТК и их динамики, недостаточно ясна их иерархия - здесь применяются самые разные подходы. Опыты построения эволюционных рядов (Петров, 1979, Злотина, 1992) разобщены, составленные карты часто трудносопоставимы. Отсутствует общепринятая система индексации ПТК, что затрудняет их кодирование и применение современных методов обработки ннформацц

Цели и задачи исследования. Цель работы заключалась в выявлении закономерностей современной динамики пойменных ПТК (местностей, ландшафтов) под влиянием естественных и антропогенных факторов на основе анализа эволюционных рядов составляющих их урочищ. Для этого необходимо решить следующие задачи:

1) систематизировать все многообразие пойменных ПТК, выяснить их иерархию, условия возникновения и развития, установить связи между компонентами ПТК;

2) проследить процесс формирования пойменных ПТК от первичных русловых форм до зрелых сложнопостроенных береговых массивов, определить условия , при которых их развитие происходит в том или ином направлении;

3) составить карты, отражающие эволюцию ПТК пойм и на их основе построить эволюционные ряды ПТК для разных условий;

4) установить антропогенные нарушения естественных эволюционных рядов. Учитывая многофакторность формирования пойм и большое число видов антропогенных нарушений естественного развития их ПТК, основное внимание уделялось наиболее важному фактору их формирования - русловым процессам, в наибольшей мере подверженному антропогенным изменениям.

Методика, район исследований и исходные ■ данные. Ландшафтные исследования пойм проводились автором в составе экспедиций Научно-

исследовательской лабораюрип эрозии почв и русловых процессов I coi рафнческот факультет;! МГУ и 1УК2-1УУ5 гг. Они охватывают ЮОО-киломегропып участок долины Оби от слияния рр. Бии и Катуни до устья р. Томи и участки долин нижнего течения (Ы)-КШ-км) ее крупных притоков - Томи, Пии, Кагуни. Условия формирования поим здесь достаточно разнообразны: главная река пересекает дне природные зоны (лесостепную и юг лесной), геологическое строение долин определяет как свободные, так и ограниченные условия разнишя русловых деформаций, широким спектр морфодииамических типов русел. Относительно сходен гидрологический режим - все реки относятся к алтайскому типу. Исследования затрагивают и почти нетронутые хозяйственной деятельностью ПТК, и развивающиеся при интенсивном антропогенном воздействии.

Пойма Оби хорошо изучена, что облегчает поставленную задачу: проведены многочисленные геоморфологические, почвенные, ботанические, геологические и ландшафтные исследования. Динамику русла можно проследить с высокой точностью с конца прошлого века, когда начались его регулярные инструментальные съемки, в последние десятилетия ставшие ежегодными. Помимо литературных источников и полевых ландшафтных исследовании, в работе использованы материалы изучения руслового режима р. Оби и геоморфологические исследования ее поймы, выполненные Лабораторией эрозии почв и русловых процессов Географического факультета МГУ, начиная с 1962г., другие фондовые материалы, аэрофотоснимки разных лет, планы землепользования, разновременные съемки русла.

Основным методом исследований явилось крупномасштабное ландшафтное картографирование поймы. Построено несколько десятков ландшафтных профилей п выполнено около 1500 комплексных описаний ПТК.

Научная новизна работы. 1. В работе исследованы закономерности формирования и развития современных пойменных ПТК на реках с разветвленным и меандрирующим руслом, в лесостепной и южной части лесной зоны, в естественных условиях и под влиянием хозяйственной деятельности как на пойме, так и, главным образом, на самой реке.

2. Впервые для определения тенденции развития пойменных ландшафтов применен метод составления эволюционных рядов его морфологических частей (урочищ).

3. Развитие и дифференциация пойменных ПТК, формирование морфологической структуры ландшафта рассмотрены в зависимости от характера русловых деформаций и их антропогенно обусловленных изменений. Получены закономерности изменения эволюции ПТК поймы Оби под воздействием Новосибирской ГЭС, динамика ПТК поймы нижней Катуни при сплошном выправлении русла, поймы Томи - под влиянием русловых карьеров стройматериалов

4. Составлены принципиально новые структурно-динамические ландшафт ные карты, отражающие не только морфологическое строение ландшафта, но и динамику урочищ.

Практическое значение. Работа выполнена в рамках исследований. проводимых НИ Лабораторией эрозии почв и русловых процессов Географического факультета МГУ но теме "Разработка методов региональных прогноюн ратишя русловых деформации на реках и условиях интенсивной техногенной нагрузки и схем их оптимального использования в народнохозяйственных целях", а па завершающих чтапах - по проекту РФФИ № 96-05-64068 "Теоретические основы экологического русловедения". Она имеет методологическое значение для исследования формирования и развития современных пойменных ПТК. Установление .эволюционного ряда для морфологически однородного участка поймы позволяет с помощью ландшафтной карты составить прогноз развития того или иного П'ГК в естественных условиях и под влиянием различных нарушающих естественное развитие факторов, восстанавливать историю формирования пойм крупных рек. Выявленные тенденции развития ПТК дает возможность разрабатывать рекомендации по оптимальному использованию пойм при различных видах их хозяйственного использования и выполнения работ в руслах рек. Материалы исследований использованы Лабораторией эрозии почв и русловых процессов при выполнении ряда хоздоговорных тем.

Структура, объем и апробация работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и 16 приложений, включающих обобщенные эволюционные ряды урочищ и фрагменты ландшафтных карт. Общий объем работы составляет 214 страниц, в том числе 85 рисунков и 13 таблиц. Список литературы включает 225 наименований. Результаты исследований и отдельные положения докладывались на научных конференциях в Москве (1983, 1987), Барнауле (1989), Томске (1990), Ярославле (1992) и Пскове (1994). По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, 4 работы находятся в печати.

Автор выражает искреннюю благодарность кафедре физической географии и лаидшафтоведения, воспитанником которой он является, и, главным образом, доценту Г.С.Самойловой - своему консультанту, оказавшему неоценимую помощь в решении проблемы. Автор благодарит сотрудников НИЛабораторни эрозии почв и русловых процессов кандидатов географических наук С.Н.Рулеву, А.М.Алабяна, К.М.Берковича, Л.В. Злотину, а также Л.М.Гаррнсон за многолетнее плодотворное сотрудничество, помощь и поддержку проводимых исследований.

Содержание работы. В первой главе представлен обзор литературы, характеризующей развитие взглядов на формирование и развитие пойм и их ПТК, а также публикаций, касающихся поймы р. Оби и ее притоков в районе исследований.

Во второй главе приведена физико-географическая характеристика региона; рассмотрены природные особенности, влияющие на эволюцию пойменных ПТК: физико-географическое положение, климат, геолого-геоморфологическое строение долин, гидрологический режим рек, типы русел и русловые деформации, рельеф

поим, особенности их затопления н хозяйственная деятельность ни поймах н в руслах рек.

Третьи глава посвящена эволюционно-динамическим рядам как методу исследования динамики пойменных ПТК, а также построению и анализу структурно-динамических ландшафтных карт.

Составляющие пойменный ландшафт урочища и местности разновозрастны и находятся в нсторико-генетической связи. Это дает возможность при комплексном анализе ландшафтной карты и условий формирования пойм, выстроив урочища в/ определенную эволюционную цепочку, выяснить современную динамику ландшафта н проследить его развитие за историческое время. ПТК, сменяющие друг друга в исторической последовательности, образуют эволюционно-динамический ряд.

Эволюционные цепочки отражают этапы формирования поймы от первичных русловых форм до сложнопостроенных береговых массивов в ходе русловых процессов, являющихся важнейшим фактором эволюции пойменных ПТК.

Строгая иерархия ПТК позволила установить ведущие факторы их формирования. На пойме Оби и ее притоков выделено 35 ландшафтов, 4 группы местностей по основным процессам, их формирующим. В качестве основного объекта изучения были выбраны урочища, их эволюционные ряды отражают современные тенденции развития местностей и ландшафтов. 76 видов урочищ составляют всю ландшафтную структуру пойм на исследованных отрезках долин.

Основой для построения эволюционных рядов ПТК послужили структурно-динамические карты пойм, показывающие не только сами ПТК. но и их динамику. Вертикальная структура урочища, раскрытая в легенде, отражает этап его эволюции. При исследовании пойм устанавливались связи почвенно-растителыюго покрова (чаще как индикатор выступала растительность) с составом отложений (крупность наносов отражает гидравлические особенности пойменного потока) и высотой над меженным урезом (что определяет продолжительность затопления). Наиболее часто повторяющиеся сочетания литологического состава аллювия, высоты ПТК, типов почв и растительности определялись как фоновые, типичные структуры урочища; все отклонения составляли промежуточные структуры. На основе более чем 1,5 тыс. описаний были установлены фоновые урочища для низкого, среднего и высокого уровней (в прирусловых местностях - также для открытых и задернованных русловых форм) и промежуточные урочища между уровнями. Таким образом для большинства из 76 урочищ определено три стадии развития - формирования, стабилизации и трансформации. Деление на уровни и стадии развития отражает не только механическое увеличение высоты, но и смену ПТК: изменение условий увлажнения, почв и растительности.

Зависимость почвенно-растительного покрова от гранулометрического состава отложений характеризуют пять режимов формирования ПТК: проточный, слабопроточный, стабильный, слабозастойный, застойный. Для этих режимов построено обобщеные (стандартные) ряды ПТК.

Поймы проточного pc3uu.ua на равных реках сложены шлемниками, крупно- и средне1ерпистымп песками н легкими оиесчапенымн суглинками с прослоями песком до 50" ч. На песках и галечниках прирусловых гюнм развиваются сосновые. березово-сосиоиые леса с подлеском из акации, шиповника, калины, смородины красной, » лесостепной зоне - облепихи, ежевики, боярышника, на суглинках - круипоствольные члакоиые п кранпнио-злаковые ветляннки и тополевникн. Луга прирусловых НТК преимущественно непииковые, переходных НТК - ¡лаковые (вешшковые, пырейные, ежовые, костровые) с участием ксерофитного разнотравья. Формируются дерновые слоистые и примитивные почвы с низким содержанием гумуса (0,6-Г о) и маломощным (5-10 см) гумусовым горизонтом.

В слабопроточном режиме развивается большинство урочищ на поймах рек с неустойчивым руслом. Они характерны для нижней Кату ни и верхней Оби, сравнительно редко встречаются на Томи и Бии. Ниже г. Новосибирска урочища слабопроточного режима доминируют на островах, в зонах повышенных уклонов и выходов скальных пород. Режим характеризуется отложением преимущественно среднезернистных песков и опесчаненных легких суглинков.

На песчаных поймах формируются дерновые почвы, на суглинках развивается слабое оглеение. Гумусовый горизонт имеет мощность 5-15 см в прирусловых и 25-45 см - в переходных ПТК, содержание гумуса колеблется от 1 до 3%. Леса средних пойм образуют ива, тополь и облепиха, высоких - преимущественно береза с примесыо сосны на песчаных и ивы - на суглинистых почвах.

ПТК стабильного режима преобладают на поймах рек с относительно устойчивым руслом (Томь, Бия). Урочища стабильного режима широко распространены на средней Оби и гораздо реже встечаются выше Новосибирского водохранилища. В стабильном режиме развиваются также гидроморфные ПТК притеррасных пойм, формирующиеся на незатопляемых длительное время (20-30лет) массивах, где отсутствует постоянное избыточное увлажнение. Аллювий представлен мелкозернистыми песками, средними суглинками и маломощными обсыхающими торфами.

Для прирусловых и переходных ПТК характерны луговые слоистые, глееватые и глеевые почвы; для старичных понижений - иловато-глеевые. Содержание гумуса в почвах прирусловых пойм 3-4%, переходных - до 5,5% Почвы гидроморфных ПТК иловато-глеевые, перегнойно-глеевые и лугово-болотные.

Леса низких и средних пойм образуют тополь и 12 видов ивы. На высоких поймах тополевннки замещаются березняками. В долине Оби ниже с.Дубровино и на пойме Томи появляются осина, пихта, лиственница. Черемушники, ивово-черемуховые и тоиолево-черемуховые леса господствуют на поймах верхней Оби, Бии, Катуни и Томи южнее г. Томска. Травостой лесов прирусловых пойм хвощевый н разнотравный, переходных и гидроморфных ПТК - крапивно-папоротниковый и разнотравно-бобово-злаковый с участием зонтичных и типичных лесных видов: воронего глаза, майника двулистного, кислицы и др.

Для переходных НТК центральных пойм типичны луга среднего увлажнения. Травостои насчитывает 60-90 видов, проективное покрытие составляет 75-90"и, высота - 0,5-1 м. На низких и средних уровнях преобладают луговоовсяницево- и белополевицево- бобово-разнотравные луга. На высоких уровнях злаки доминируют: на песчаных почвах распространены костровые, веинпковые, иыреиныеи ежовые луга, на суглинистых - мятликово-тимофеечные.

15 I идроморфпых НТК формируются многоярусные леса и луга среднего увлажнения, которые при пастбищной дигрессии замещаются сухими лугами, а при засолении почв - галофитной растительностью: полынями, марями, кермеком, бескильницей и др.

В слаоотстпшюм режиме прирусловые и переходные ПТК формируются только на поймах аккумулирующих рек. Это приустьевой участок долины Томи ниже с.Иглаково и расширения дна долины средней Оби. На ступенчатых поймах врезающихся рек в слабозастойном режиме развиваются лишь старичные понижения и низкие поймы вдоль пойменных и второстепенных маловодных проток. Аллювий пойм представлен заиленными мелко- и тонкозернистыми песками, средними и тяжелыми суглинками, торфами с прослоями песков и суглинков.

Поймы сабозастойного режима характеризуются периодическим избыточным увлажнением. Для прирусловых и переходных ПТК характерны лугово-болотные, луговые глеевые, для старичных понижений - иловато-глеевые и иловато-торфяно-глеевые почвы.

Основными типами почв гидроморфных ПТК являются торфяные и иловато-торфяно-глеевые. В годы с большими половодьями они развиваются по болотному типу (оторфовывание и заиление), при низких половодьях - пересыхают, начинается усадка торфа и его частичная минерализация.

В лесостепной зоне господствуют леса с преобладанием черемухи. Для лесной зоны характерны березово-тополевые, ивово-березовые леса на низких и средних поймах, сырые ельники, пихтарники и замещающие их осиново-берсэовые леса - на высоких. Травостой лесов злаково-осоковый и папоротниково-разнотраовный. Для переходных и гидроморфных ПТК характерны кочкарные заболоченные тростниково-осоковые, канареечниковые, лисохвостные и болотномятликовые луга.

Застойный режим характеризуется постоянным избыточным увлажнением. В отложениях преобладают заиленные тонкозернистые пески, средние и тяжелые суглинки, глины, торфа. Почвы болотные. В этом режиме развивается большинство гидроморфных ПТК. Здесь формируются обводненные кочкарные, грядово-мочажинные и озерковые болота - тростниковые, рогозовые, камышовые на низких уровнях, осоковые - на средних, травяно-осоковые и осоково-гипновые с участием сфагновых мхов - на высоких уровнях. На прирусловых и центральных поймах в застойном режиме ПТК формируются лишь в отдельных старичных понижениях.

Во многих случаях установленные соотношения между почвенно-растительным покровом, составом отложений и высотой ПТК по разным причинам нарушаются. Например, на врезающихся реках отмечается перемещение растительности,

характерном для высоких поим, на средние уровни; на оголовках островов стабильного режима почвы обычно опесчанены, растительность соответствует проточному и слабопроточному режимам и т.п.'Гакие урочища, где растительность и почвы не соответствуют фоновым показателям затопления, высотным отметкам, характеру отложений, более характерны для нестабильных ландшафтов, испытывающих внешнее воздействие. Их выявление является важным моментом, так-как они характеризуют тенденции развития ландшафта.

Смена стадий развития урочищ, кроме качественных признаков, определялась по количественным показателям: удельной высоте ЬуД, исчисляемой в "и от максимальной высоты поймы в ландшафте, отношение (z) высоты ПТК к максимальной высоте половодья, мощности ближайшей к поверхности пачки отложений. Высота Иуд примерно одинакова для одних и тех же урочищ в разных ландшафтах, несмотря на разную относительную высоту поймы. Для стабильных русловых форм hya=0,20-0,30; низких пойм - 0,33-0,56: средних - 0,55-0,75; высоких -более 0,75. Отношение z характеризует эволюцию пойменных ПТК при антропогенном нарушении гидрологического режима реки. Для ландшафтов с естественным гидрологическим режимом z совпадает с удельной высотой; если режим нарушен, то г=ЬуД только для вновь образующихся пойменных ПТК.Например, в Почтовском ландшафте до сооружения Новосибирской ГЭС высота поймы (5,95 м) практически совпадала с максимальной высотой половодья (6,1 м). После сооружения плотины высота половодья снизилась до 4,9 м. За 30 лет после создания гидроузла сформировались урочища новой высокой поймы, для которых ЬуД=0,79-0,82, в то время как z=0,68-0,71. Это означает, что новые высокие поймы с соответствующей им продолжительностью затопления (2-5 суток), почвами и растительностью возникли на уровнях, которые до 1961 г. занимали средние поймы, затапливавшиеся на 5-15 суток, с иным почвенно-растительным покровом. Для высоких пойм, образовавшихся до 1961 г., z увеличился с 0,82-0,85 до 1,1-1.22, т.е. они вышли из зоны затопления; пойменные ПТК трансформируются в террасовые. Если г>Ьуд, то растительные ассоциации, а вслед за ними и почвы перемещаются на более низкие отметки, если г<ЬуД, то. наоборот, - от русла на более высокие. Переход к новой стадии осуществляется, если высота урочища меняется на 10% от максимальной высоты поймы.

Стадии развития урочищ характеризуются следующей мощностью поверхностной пачки аллювия: формирования - 30-70 см, стабилизации - более 70 см (обычно 70-150 см), трансформации - более 70 см плюс перекрывающая пачка мощностью менее 30 см.

Эволюционный ряд для прирусловых высоких суглинистых пойм (ПТК 45) Уртамского ландшафта (средняя Обь) представлен на рис.1.

Объединяя эволюционные ряды урочищ, можно построить схему развития местности и ландшафта. На рис.2 представлен эволюционный ряд прирусловой гривисто-островной лесокустарниковой поймы Почтовского ландшафта на р. Оби. Здесь прослеживается несколько ветвей: проточный и слабопроточный режимы

Рис.! Эволюционный ряд ПТК 45 о-ва Пьяный (Уртамский ландшафт)

45 Т Низкие надпойменные террасы, выровненные н пологоволнисгыс. сложенные легки опесчанеными суглинками с прослоями песков

под елово-березовыми и березовыми злаково-разнотравно-папоротниковьк лесами в сочетании с разнотравно злаковыми (ежовыми, пырейными) лугами дерново-подзолистых почвах 45. Прирусловые высокие поймы, выровненные и по.чоговолннстые, сложенные легкими

опесчаненымн суглинкам». незатопляемая, под папоротникоко-разнотравно-злаковыми березняками подростом ели и густым подлеском из акации,смородины, ежевики, рябин черемухи на луговых оподзоленных легкосуглинистых почвах под березовыми лесами разнотравно-крапивно-злаковыми с подлеском калины,рябины, черемухи, бузины, смородины, акации на лугов легкосуглинистых почвах

под тополево-березовыми с ивой во 2-м ярусе разнотравно-крапивно-злаковы лесами с подлеском из калины,рябины, черемухи, бузины, смородины, акации луговых легкосуглинитсгых почвах

под ивово-березово-тополевыми разнотравно-крапивно-злаковыми лесами подлеском из калины, ежевики, акации, смородины, бузины на лугов легкосуглинистых почвах I 4 Прирусловые поймы среднего уровня, пологоволнистые. сложенные средними суглинка»

прослоями песков до 10% под ивово -березово—тополевыми лесами хвощево-разнотра! злаковыми, крапивно-злаковыми с подлеском из акации калины,шиповн .черемухи .бузины на луговых слоистых почвах

под березово-тополево ивовыми богаторазнотравно-хвощевыми лесами с гус подлеском из свидины, черемухи, смородины, бузины на луговых слоистых I в ах

под злаково-разнотравно-хвощевыми ивняками с примесью березы и топо, подлеском из бузины, смородины на луговых слоистых примитивных почвах 18 Прирусловые низкие поймы, волнистио-грнвнстые. сложенные заиленными мелкозерннемтыми песками с прослоями суглннков под злаково-осоково-хвощевыми и злаково-разнотравно-хвощевыми ивняка примесью тополя на луговых слоистых примитивных почвах под кустарниковыми хвощево-осоковыми и разнотравно-осоковыми ивнякам примитивных почвах

под разреженными хвощево-осоковыми и разнотравно-осоковыми моло: ивняками на примитивных почвах 51 Побочни. косы, осередкн бугристо-грядовые, сложенные средиезернистыми песками

задернованные

перекрытые заиленными тонкозернистыми песками, под вейниково-хво1 разнотравными лугами с единичной порослью ивы, тополя, березы под куртинными вейниковыми лугами

под единичными куртинами вейников

7 Побочни, косы, осередки, бугристо-грядовые, сложенные среднезерннстыми песками

лишенные растительности

стабильные

высокие подвижные низкие подвижные

ТАП1

вп7-7*

1+-

Вп

7-7

БП

7-7

АП

7-7

Вш7"7

'бШ7-7

Ащ7'7

Е .У5"'7

Б) у5'5

I , А МУ1"5

Е пы

1

Вп°-<П

0-01 0-0

высота над.мджеш1ым.лда30^и_м________________'______:_________________

СЗа габ (ПЗв ШЗг ЕП)Д Ое О« Оз

Рис.2. Естественный эволюционный ряд прирусловой ложбшшо-островной лесокустарннковой поймы Почтовского ландшафта:

а - прирусловые ПТК, формирующиеся на оголовках островов, в зонах повышенных уклонов, выходов скальных пород; б - прирусловые ПТК центральных частей островных массивов и береговой поймы; в - прирусловые ПТК ухвостьев островов, тыловых частей береговой поймы; г - ПТК прирусловых валов, формирующихся на пойменных протоках; д - ПТК "долин" пойменных речек и проток; е - переходные ПТК центральных нойм; /К - гндроморфные ПТК; з - ПТК террас.

характерны для островов, осередков основного русла и оголовков островных массивов; стабильный и слабозастойный - для тыловых частей береговых пойм и пойменных проток. Основными являются слабопроточный и стабильный режимы; в тыловых частях поймы развивается заболачивание, проточный режим характерен только для прирусловых валов.

1$ четвертой главе рассмотрены особенности современной эволюции прирусловых НТК под влиянием естественных и антропогенных факторов. Прирусловые местности - наиболее молодые и динамичные НТК пойм. Они формируются при решающей роли русловых процессов, формирующих рельеф, и через него определяющих условия затопления и почвенно-растительный покров. Эволюционные ряды отражают трансформацию русловых форм в высокую пойму.

Естественное развитие прирусловых ПТК имеет свои особенности на реках с устойчивым и неустойчивым руслом, а также на реках с песчаным и галечным аллювием.

Реки с неустойчивым руслом в исследуемом регионе преимущественно разветвленные и имеют тенденцию к врезанию; на них формируются островные поймы со ступенчатым поперечным профилем, продолжительность затопления которых постепенно сокращается. Прирусловые местности на них расположены на наиболее низкой ступени; в ее пределах более зрелые урочища занимают более высокое и удаленное от русла положение.Основные факторы эволюции - уменьшение продолжительности затопления с высотой и ослабление динамичности свойств литогенной основы ПТК по мере удаления от русла. Итогом эволюции является формирование переходных урочищ центральных пойм: выполаживание рельефа, смена лесов и кустарников мезофитными и остепненными лугами.

Основные режимы формирования урочищ - проточный и слабопроточный для рек с галечным, слабопроточный и стабильный - для рек с песчаным аллювием. Легкий механический состав отложений обуславливает хорошую дренируемость поймы, распространение дерновых и луговых глееватых почв, злаковых сосновых, березово-сосновых лесов, тополевников и ветляников.Молодость и динамичность ПТК подчеркивают значительную пересеченность рельефа, широкое распространение кустарниковой растительности, островных и парковых лесов, низкорослых редколесий с пятнистым, слаборазвитым травостоем, примитивные и слоистые разновидности почв. Большинство грив на островах имеет 25-50-летний возраст, на береговой пойме-до 150.

Формирование поймы: стабилизация и зарастание побочней и осередков, объединение островов в островные массивы и их причленение к берегу происходит медленно из-за подвижности аллювия и интенсивных горизонтальных русловых деформаций. При интенсивном наилконакоплении и врезании русла пойменный массив может достигнуть максимальных отметок за 10-30 лет, но для образования стабильных высоких пойм требуется от 100-150 до 300-400 лет. При частых миграциях стрежня потока ПТК часто подвергаются "омоложению": на месте

старинных понижении образуются действующие протоки, на месте высоких луговых пойм - низкие и средние лесокустарниковые.

Стабилизация побочней и осередков занимает от 6-8 до 25-35 лет. Пионерная растительность появляется на очень высоких отметках: |1уД=0,40 на песчаных и до 0,52 - на галечных русловых формах. Зарастание их происходит при нерегулярном и непродолжительном затоплении, которое допускает существование большинства деревьев и кустарников. Поэтом)' при стабилизации нобочнн и осередки трансформируются в кустарниковые низкие и средние поймы (НТК 3, 6, 1К), минуя этап задернованных первичными вейниковыми и хвощевыми лугами русловых форм (НТК 2 и 51). В результате отмечается естественное смещение ПТК на низких и средних поймах на более высокие отметки на 0,5-1 м. На высоких поймах из-за постепенного сокращения продолжительности их затопления растительность смещается на более низкие уровни; так, характерные для высоких пойм Катуни тополево-березовые леса отмечаются и на средних уровнях (11уд=0,55)- Границы фитоценозов размывзются, появляются промежуточные ПТК, где видовой состав растений не соответствует обычному для данных отметок.

Этап низких пойм урочище проходит за 25-45 , средних - за 35-95 лет. По мере накопления наилка и роста отметок массива усложняется почвенно-растительный покров: место первичных вейниковых и хвощевых лугов (ПТК 1, 7, 2) занимают ивняки (ПТК 18), разреженные облепншники с подростом сосны и березы (ПТК 3); на средних поймах (ПТК 30, 126. 6) - ивово-тополевые, березово-соспово-тополевые леса и тополевники с густым кустарниковым подлеском на слоистых и примитивных почвах. Возможно два варианта развития высоких пойм (ПТК 23): естественный - с образованием сосново-березовых разнотравно-злаковых лесов и редколесий с участками остепненных лугов, и антропогенный - формирование дигрессионных лапчатково-подорожниксво-злаковых пастбищных лугов или распашка поймы под посевы зерновых, кукурузы, свеклы.

Реки с устойчивым руслом на исследуемой территории преимущественно аккумулирующие или испытывающие слабое врезание, ступенчатость пойм не выражена. Прирусловые местности имеют максимальные отметки, обладают наилучшей дренированностью и наиболее легким механическим составом аллювия. Здесь шире распространено меандрирование русел, вследствие чего в отличие от пойм рек с неустойчивым руслом, большие площади занимают гривистые массивы. Часто встречаются наложенные прирусловые валы; они препятствуют стоку воды с поймы, способствуя ее заболачиванию. Режим формирования П'ГК по мере удаления от русла меняется от проточного к застойному. Итогом эволюции являются различные типы гидроморфных ПТК.

Аллювий пойм более тонкий: по мере увеличения высоты массива и удаления от русла галечники и среднезернистые пески сменяются тонкозернистыми песками, заиленными суглинками и маломощными торфами. Для этих пойм характерны более гидроморфные хвощевые, влажнотравно-папоротннков'ые и осоковые ассоциации, ивово-березовые, черемуховые, елово- и пихтово-березовые леса, луговые глеевые,

лугово-болотные и болотные почвы. Здесь больше заболоченность н залесенпость пойм.

Зарастание русловых форм на реках с галечным аллювием происходит на отметках 11уД=0,25-0,30, на реках с песчаным аллювием - на более низких (до 1.уд=0.07): здесь отмечаются вертикальные смещения ПТК на более низкие уровни. Развитие прирусловых ПТК при одинаковой мутности потока и темпах отложения наилка идет в 2-3 раза быстрее, чем на реках с неустойчивым руслом. Образование низких пойм занимает 4-10 лет, средних - 20-45, высоких - 40-60.

Наиболее частыми антропогенными нарушениями эволюционных рядов прирусловых ПТК являются вертикальные смещения геокомплексов. Они связаны с изменением уровенного и руслового режима реки, при регулировании стока и карьерных разработках в русле. Антропогенные посадки уровней, т.е. их снижение при равнообеспеченных расходах, отмечаются в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС и зонах добычи строительных материалов в районах Томска, Бийска, на приустьевом участке Катуни.

Из-за снижения высоты половодья сокращаются разливы, уменьшается продолжительность затопления средних и низких пойм. Менее устойчивые к затоплению растения осваивают более низкие уровни, где постепенно формируются соответствующие новым условиям почвы, и, в конце концов, весь эволюционный ряд оказывается смещенным вниз, приспособленным под новый уровень максимального затопления. При антропогенном врезании русла формируется новая ступень поймы на более низком уровне: ускоряется зарастание русловых форм, отмирают второстепенные протоки, консолидируются островные массивы. Подобная ступень с отметками ЬуД=0,40-0,65 сформировалась за 35 лет в нижнем бьефе Новосибирской ГЭС. ПТК высоких пойм на ней формируются на 0,8-1,5 м ниже, чем на старых массивах. Так в районе с.Почта характерные для них тополево-березовые леса на луговых слоистых почвах располагаются на старых массивах на отметках 4,8-5,0 м; на новых - ниже 4,0-4,2 м. На высоте 4 м отмечается резкое уменьшение продолжительности затопления поймы, в результате чего соответствующие высоким поймам фитоценозы сформировались на средних уровнях. Смещение ПТК к руслу наблюдается на 150-километровом отрезке ниже плотины. В более удаленных ландшафтах (Уртамском, Киреевском) оно отмечается (рис.3 ) только на высоких и средних отметках (ЬуД>0,6). На низких поймах, в связи с некоторым увеличением продолжительности затопления, происходит перемещение ПТК от русла на более высокие отметки на 0,5-0,8 м. Смещение ПТК к руслу в зоне карьеров на р.Томи составляет 1,5-2 м, на р.Катуни - 0,6 м.

Реже отмечаются обратные перемещения ПТК в связи с повышением отметок русла. Это явление наблюдается выше Новосибирского водохранилища в Каменском и Сузунском ландшафтах в связи с регрессивной аккумуляцией наносов. Максимальная его величина достигает 1,5 м.

Распространенным явлением, связанным с антропогенной трансформацией руслового и уровенного режимов, является изменение тенденции развития

1

r-07

06 05 0.4 03 0.2 0.1

l ..-.-. ) „„*,„„., MiXj. Г П

I ■ : ■ • ■ 1 7¡z I-:-1 x> .ьсееибоъ

0.9

«»i't .

.-Si*/? ?

■ .»»■ 4 ■

■ r<- .

Mt»ttuffv Ур*3

У / X ЛХУС »о .иое^еот,

/1 Мокших еесруъ^кив

ПС (11 Мг)

Л

г/

/щ."

»' J

/.ю/

1.1 1.0

___Р-9

0:8 0.7 0.6 0.5 0/1 0.3 0.2 0.1 0

Рис. 3. Вертикальные смещения пришсловых ПТК в нижнем бьейе Новосибирской Г.-С

прирусловых П'ГК. 13 нижнем бьефе Новосибирской ГЭС на вышедших и< юны затопления массивах (11уД>0,7) вместо переходных ПТК формируются террасовые; на более низких отметках, где сохраняется кратковременное затопление - вместо высоких прирусловых геокомплексов - переходные.В лесостепной зоне этот процесс сопровождается сменой лесной растительности остепненными лугами, чему также способствуют вырубки п пастбищная дигрессия. В лесном зоне леса уступают место лугам только на гривах, сложенных аллювием легкого механического состава. На суглинках происходит трансформация прирусловых ветляников и тополевников в характерные для низких террас темнохвойно-мелколиственные леса. В ближайших к гидроузлу ландшафтах (Новосибирском, Почтовском, Дубровинском) приостановилось заболачивание "долин" пойменных речек и проток; их прирусловые ПТК трансформируются в переходные. Эволюционные ряды смещаются в сторону проточных режимов. Ниже с.Батурино изменение водного режима усилило высотную дифференциацию прирусловых ПТК, резко снизив гидроморфность высоких местоположений и усилив ее в низких. Пестрота морфологической структуры ландшафтов после сооружения гидроузла на этом отрезке поймы возросла.

Выше водохранилища (Каменский ландшафт) в связи с увеличением продолжительности затопления поймы отмечается усиление ее заболачивания и смещение эволюционных рядов прирусловых ПТК в сторону застойных режимов.

Локальный характер имеют деформации горизонтальной структуры местностей и урочищ и изменение режима их формирования (Новосибирский, Томский, Шульгинский, Барнаульский, Каменский ландшафты). Первые связаны с изменением типа русловых деформаций в результате сплошного выправления русла или регулирования стока, вторые - с антропогенными нарушениями наилконакопления. Эти явления характерны только для вновь образующихся после антропогенного вмешательства ПТК:

- в Шульгинском ландшафте (р.Катунь) сплошное выправление русла изменило рисунок рельефа низких пойм; следствием стало формирование гривистых побочней вместо островных с пологоволнистой поверхностью (ПТК 126 вместо 30) и формирование нехарактерных для ландшафта урочищ застойного режима в отрезанных дамбами протоках;

- в Каменском ландшафте (верхняя Обь) регрессивная аккумуляция наносов выше водохранилища способствлует выравниванию рельефа поймы, формированию прирусловых валов (ПТК 45 и 34 вместо 25, 126 и 23) и образованию геокомплексов, сложенных суглинками и торфами на месте песчаных пойм;

- в Томском ландшафте русловые карьеры изменили условия зарастания побочней и осередков. Наряду с галечными широкое распространение получили песчаные, на которых формируются ранее практически не встречавшиеся ПТК 7, 51 и 18. В карьерах со стоячей водой отмечается заиление дна, по берегам распространяется гидроморфная растительность, формируются ПТК застойного режима;

- после создания Новосибирского гидроузла на пойме средней Оби увеличилась вероятность формирования гривистых пойм. Здесь также отмечается увеличение числа урочищ проточного режима, которые формируются не только на естественных русловых формах, но п на отвалах грунта.

Питан глава посвящена формированию и развитию переходных геокомплексов. Они располагаются на центральных, а на врезающихся реках - и на высоких притеррасных поймах. Это промежуточное звено между прирусловыми, I идроморфными и террасовыми ПТК. Здесь эрознонно-аккумулятивная деятельность потока ослаблена и в формировании морфологической структуры ландшафта возрастает роль зональных факторов и неаллювиальных экзогенных процессов. Вертикальные русловые деформации определяют направление развития этих ПТК - либо по пути формирования зональных ПТК с увеличением роли климата, либо - гидроморфных геокомплексов с усилением заболачивания. Пограничное положение переходных ПТК определяет их неустойчивость и высокую подвижность компонентов, прежде всего растительности.

Формирование почвенно-растительного покрова переходных ПТК началось не более 600 лет назад, после малого климатического оптимума. С другой стороны, они имеют длительную историю развития, насчитывающую несколько тысяч лет, много реликтовых и унаследованных черт, в частности, рельеф, формирование которого в большинстве случаев не связано с современными русловыми процессами.

Естественная эволюция переходных геокомплексой отличается на врезающихся и аккумулирующих реках. На ступенчатых поймах врезающихся рек (Бии, Оби, Катуни) переходные геокомплексы характеризуют этап трансформации прирусловых ПТК в зональные. Они занимают промежуточное положение как по ландшафтной структуре, так и гипсометрически. При относительно интенсивном врезании русла на пойме существует четкая высотная граница (11уд~0,73) между прирусловыми и переходными геокомплексами.

От ступени к ступени происходит выполаживание первичного рельефа, отложение все более тонкого аллювия. Режим формирования меняется от проточного к стабильному. Низкие ступени заняты прирусловыми лесокустарниковыми ПТК. На высоких поймах при нерегулярном кратковременном затоплении создаются условия для распространения лугового разнотравья, степных и ксерофильных видов. Прирусловые березняки, черемушники и тополевники на 3-еи ступени пойм Бии, Оби и Катуни (ПТК 39Аш, 9Ац[, 46АЩ) имеют островной характер, концентрируясь по старичным и межгрнвным понижениям, западинам, склонам гряд; на основной поверхности они.замещаются лугами. Светлоокрашенные слабогумусные слоистые песчано-суглинистые почвы трансформируются в луговые среднесуглинистые с мощным (40-60 см) гумусовым горизонтом. В естественных условиях трансформация прирусловых ПТК в переходные занимает 250-500 лет.

Следующий этап (IV ступень, ПТК 39Б, 9Б, 46Б) характеризуется стабилизацией и выполаживанием рельефа и образованием, по мере врезания реки и сокращения продолжительности затопления поймы на месте парковых лесов и лугов среднего

увлажнения остепненных лугов, трансформацией луговых пойменных почв в зональные черноземы. Формирование переходных к террасам НТК (39В, 9В) продолжается не менее 1-1,5 тыс.лет. В дальнейшем на его месте образуется низкая терраса (ПТК 9ТА, 46ТА) под ковыльными и разнотравно-тонконогово-гипчаковыми степями и разнотравно-злаковыми березовыми перелесками на серых лесных и черноземных почвах. Эрозионные и склоновые процессы постепенно нивелируют гривистый и ложбинно-островной рельеф, формируя единую слабоволнистую поверхность. Временные водотоки перерабатывают старинные понижения, формируя балочную сеть, привязанную к поймам малых рек.

Если врезание русла незначительно или положение продольного профиля стабильное, то трансформация прирусловых ПТК в переходные происходит в широком диапазоне высот (в Шульгинском ландшафте на р.Катуни ЬуД= 0,55-0,90). Развитие средних и низких пойм в этом случае идет двумя путями: в тыловых массивах формируются гидроморфные геокомплексы, а на большей части поймы прирусловые урочища трансформируются в пониженные переходные.

На аккумулирующих реках (средня Обь, нижняя Томь) формируются наложенные и обвалованные поймы. Они располагаются почти исключительно в лесной зоне. В отличие от ступенчатых пойм врезающихся рек переходные ПТК здесь формируются на средних и низких уровнях.

Эволюция обвалованных пойм заканчивается образованием гидроморфных заторфованных ПТК. При интенсивной аккумуляции высокие прирусловые поймы образуются за 60-100 лет, затем рельеф стабилизируется. Наиболее быстро растут ближайшие к руслу гривы, которые достигают максимальных отметок и постепенно выходят из зоны затопления. На периферии массивов образуются редко затопляемые высокие переходные поймы стабильного режима. Слоистые и легкосуглинистые луговые почвы прирусловых пойм трансформируются в более мощные (100-200 см вместо 50-80) луговые глеевые, лугово-болотные и луговые оподзоленные, характерные для переходных ПТК. Леса характеризуют эволюцию прирусловых тополевников и ивово-березовых лесов в темнохвойно-мелколиственные, распространенные и на низких террасах. Внутренние части массивов заболачиваются. Постепенно гривы и ложбины выполаживаются, формируются молодые гидроморфные поймы высокого уровня с плоской поверхностью, сложенные маломощными торфами, под заболоченными влажнотравными ельниками и пихтарниками (ПТК 96А). По мере накопления торфа минеральное питание растений ухудшается, леса и кустарники гибнут. На их месте возникают осоково-гипновые грядово-мочажинные болота на мощных торфах (96Б).

Наложенные поймы развиваются циклично. При врезании русла переходные ПТК, формирующиеся на центральных поймах высокого и среднего уровней, трансформируются в зональные. В аккумулятивную фазу уровни половодий из-за постепенного повышения дна реки растут, разливы со временем распространяются на высокие редкозатопляемые пойменные ступени и на поверхность низкой надпойменной террасы. Наилок перекрывает сформированный ранее рельеф и

почвенный покров; на месте зональных и близких к ним ПТК вновь образуются прирусловые и переходные, широко развивается болотообразование. Длительность циклов составляет 1-3 тыс.лет. Подобным образом развивалась пойма средней Оби (до сооружения ГЭС она находилась в фазе аккумуляции).

Естественная эволюция переходных ПТК характеризовалась двумя разнонаправленными тенденциями - заболачиванием и формированием зональных I еокомнлексов. В ландшафтах лесной зоны (Снмаиском. Ургамском. Киреевском) первая тенденция преобладала. Здесь на тыловых центральных поймах сформировались гидроморфные ПТК. Заболачивание старичных понижений и низких пойм было характерно и для трех южных ландшафтов (Новосибирского, Дубровинского, Почтовского). ПТК высоких пойм находились в относительном равновесии. Отдельные признаки свидетельствовали о формировании геокомплексов, близких к зональным. На редкозатопляемых гривах распространялись остепненные луга.

Основные виды антропогенных нарушений эволюционных рядов переходных ПТК - изменение тенденций развития и вертикальные смещения. Важным фактором эволюции переходных геокомплексов служит хозяйственная деятельность в руслах рек, изменяющая направление вертикальных русловых деформаций и гидрологический режим поймы (строительство гидроузлов, карьеры), так как при этом меняются условия их формирования. В лесостепной зоне даже незначительное (на 30-50 см) снижение высоты половодья нарушает естественный режим почвообразования и приводит к ксерофитизации лугов, снижению их урожайности, обеднению видового состава.

В нижнем бьефе Новосибирской ГЭС (Новосибирский, Почтовский, Дубровннский, Симанский ландшафты) отмечается смещение луговых фитоценозов на более низкие отметки на 0,5-1 м, при пастбищной дигрессии - до 1.5 м. Сырые и заболоченные осоковые, канареечниковые и лангсдорфовейниковые луга низких пойм сменяются клеверово-полевицевыми и разнотравно-овсяницевыми мезофитнымн лугами; последние на средних уровнях уступают место мятликово-тимофеечным. ежовым и пырейным более высоких уровней. На высоких поймах, вышедших из зоны затопления, происходит формирование террасы с образованием зональных почв и растительности. За 30 лет после создания гидроузла, кроме смещения фитоценозов, изменились некоторые свойства почв. В Почтовском и Дубровинском ландшафтах отмечается остепнение лугов, степные виды проникают далее на средние поймы. Пойменные луговые почвы трансформируются в зональные черноземы и серые лесные.В частности, уже в конце 70-х годов было отмечено вымывание карбонатных соединений из верхних горизонтов на расстоянии до 100 км от плотины (Яковлева, 1978). В естественных условиях эти соединения на пойменных почвах залегают с поверхности, в то время как на водоразделах глубина залегания карбонатов 100-150 см. В Уртамском и Симанском ландшафтах отмечается зарастание заброшенных пастбищ и сенокосов кустарниковой растительностью. На пониженных центральных поймах изменилось направление развития урочищ от

прогрессирующего заболачивания к формированию переходных ПТК высокого уровня, эволюционные ряды смещаются в сторону проточных режимов. В Почтовском и Дубровннском ландшафтах переходные ПТК формируются на месте гидроморфных в притеррасной зоне: обсыхают торфяники, формируются лугово-болотные и луговые глеевые почвы, на месте осоковых и тростниковых болот распространяются канареечниково-осоковые и полевицевые луга. В Симанском н Уртамском ландшафтах деградация гидроморфных ПТК отмечается только на массивах, сложенных суглинками, с отметками более 1|уД=0,45. В Почтовском и Дубровннском ландшафтах после сооружения ГЭС можно отметить уменьшение, а местами и полное исчезновение признаков оглеения почв. Также отмечается превращение заболоченных старинных понижений в сырые и деградация последних. Осоковые и тростниково-осоковые болота зарастают ивняками, на высоких поймах заболоченные луга и кустарники замещаются разнотравно-бобово-злаковыми лугами.

Непосредственная хозяйственная деятельность на пойме затрагивает большинство переходных урочищ, но во многих случаях не меняет условии формирования этих ПТК, и, следовательно, тенденций их развития. Наиболее часто отмечается пастбищная дигрессия лугов и распашка высоких (ЬуД>0.75) пойм.

В шестой главе рассматриваются особенности формирования, естественной эволюции и антропогенные нарушения эволюционных рядов гидроморфных геокомплексов. Они занимают тыловые части пойм, удаленные от основного русла на 1-10 км. Основными процессами, их формирующими, являются болотообразование и накопление тонкого суглинистого аллювия. По их преобладанию выделены заторфованные и аккумулятивно-болотные ПТК, а также заболоченные торфянистые, где оба процесса выражены в одинаковой степени. Вертикальные русловые деформации контролируют эти процессы, определяют их интенсивность и распространение. Для аккумулирующих рек характерны широкие заболоченные притеррасные поймы, при интенсивном врезании гидроморфные ПТК часто сводятся к одному старинному понижению у ее тылового шва. Воздействуя на водный режим гидроморфных ПТК, русловые процессы определяют смену режимов формирования урочищ, темпы заболачивания и ксерофитизации пойм. В лесной зоне преобладают заболоченные торфянистые и заторфованные гидроморфные геокомплексы, распространяющиеся до самых высоких отметок. В лесостепной зоне господствуют аккумулятивно-болотные ПТК, они находятся почти исключительно на низких уровнях. На врезающихся реках здесь формируются периодически обсыхающие ПТК. При уменьшении высоты паводков их затопление прекращается, режим формирования меняется от застойного к стабильному. Резко сокращается площадь болот, происходит усадка и минерализация торфа, болотная растительность замещается лугами и кустарниками. Если прежний водный режим восстанавливается,наблюдаются обратные процессы.

Установлено три варианта естественного развития гидроморфных ПТК: заторфовывание, заболачивание и естественная ксерофитизация. Заторфовывание

характерно для поим аккумулирующих рек гумидных областей. Они отличаются обширными изолированными плохо дренируемыми понижениями. редко затопляемыми мутным транзитным потоком. Образование мощных (до 5-6 м) торфяников продолжается несколоько «тысяч лет. Например, формирование Большого Обского болота (Киреевский ландшафт) началось 4,5-6 тыс.лет назад. Заболачивание начинается с зарастания мелководных старичных озер (возникают ПТК 60В, 116А, 11КА, 11КБ); горфонакоплению предшествует отложение органо-минерального сапропеля. Развитию болот способствуют малые уклоны поверхности и небольшая (0,5-1м) амплитуда рельефа. На начальных этапах болота не образуют единых массивов. Днища плоских понижений, сложенные суглинками, с иловато-торфяно-глеевыми и иловато-глеевыми почвами (мощность торфа колеблется от 0,1 до 0,8 м) заняты обводненными кочковатыми осоковыми и хвощево-осоковыми болотами (ПТК 37А\,3"3 и 37БуЗ"5), пониженные участки - тростниково-осоковыми и камышовыми мелкими болотами (ПТК ЗбВу^-З и 93ВУ3-3) с куртинами низкорослых кустарников (ива, свнднна, береза). На более высоких уровнях (ЬуД>0,50) сохраняются мезофитные луга и древесно-кустарниковая растительность. В засушливые и маловодные годы они за несколько десятилетий сменяются сырыми злаково-осоковыми и богаторазнотравнымн лугами на обсыхающих иловато-торфяно-глеевых и лугово-болотных почвах (ПТК 37Б1у5"') или сырыми березово-ивовыми лесами (373|у^*^)- В многоводные годы заболачивание усиливается, формируются зеленомощные осоково-гипновые болота (ПТК 94Ау-Бу).Мошность торфа увеличивается до 1,5 м; вследствие этого условия минерального питания растений ухудшаются, что приводит к гибели древесно-кустарннковой растительности и появлению сфагновых мхов. Формируются переходные к верховым болота (ПТК 96Ву') с выпуклой поверхностью, озерками и мочажинами, слабым неориентированным стоком. Разрастаясь, торфяник нивелирует неровности рельефа, его поверхность выходит из зоны затопления. По мере накопления торфа болота сливаются, начинается заболачивание окружающих прирусловых и переходных ПТК. В Киреевском ландшафте за последние 2,5 тысячи лет болото заняло почти 80% поверхности поймы. Скорость накопления торфа оценивается в 0,75 мм/год (Березин, 1990).

Заболачивание удаленных от русла пониженных массивов центральных и притеррасных пойм характерно и для врезающихся, и для аккумулирующих рек. Оно развивается на затопляемых массивах, сток воды с которых затруднен; в результате создается избыточное увлажнение. Формирующиеся таким путем гидроморфные местности состоят из разнородных по возрасту, рельефу, высоте и особенностям геологического строения урочищ: низких и высоких, гривистых и выровненных, сложенных как песчано-суглинистым аллювием, так и торфами. Их объединяет только прогрессирующее заболачивание.

Большинство таких ПТК относительно молоды: их возраст не превышает первых сотен лет, сохраняется первичный рельеф, геологическое строение двучленно: торфяники имеют малую мощность (до 1 м), значительную аллювиальную примесь и

подстилаются песками, глинами и другими отложениями поймы. Характерным примером служит аккумулятивно-болотная пойма Уртамского ландшафта (средняя Обь), сформировавшаяся при заболачивании прирусловых ПТК, сложенных песками и легкими оиесчаненнымн суглинками, переходных геокомпексов, сложенныых средними суглинками и даже периферийных участков надпойменной террасы с холмисто-дюиным рельефом.

Естественная ксерофитизация отмечается на поймах врезающихся рек лесостепной зоны. Врезание русла ведет к постепенному сокращению высоты половодья, вследствие чего в маловодные периоды гидроморфные ПТК притеррасной зоны не затапливаются, и болотообразование периодически прерывается. ПТК развиваются циклично: при регулярном затоплении формируются торфяники, тростниковые и осоковые болота; при уменьшении водности они сменяются сырыми лугами на лугово-болотных почвах. При длительном (более 50 лет) отсутствии затопления застойный режим сменяется стабильным, гидроморфные ПТК трансформируются в переходные, развивается засоление почв, распространяется галофитная растительность.

Типичной является местность периодически обсыхающей низкой аккумулятивно-болотной поймы Причарышского ландшафта. 24-летний период (1969-1992 гг.) уменьшения поемностн вызвало ее ксеротифизацию. В понижениях торфяники обсохли; на месте тростниковых и осоково-тростниковых болот возникли злаково-разногравные луга, преимущественно канареечниковые и болотномятликовые, которые распространились на 0,9 м ниже своего обычного положения. На гривах появились пастбищные сухие лапчатково-клеверово-мятликовые,разнотравно-полевицевые луга с участием степных видов; почвы были близки к луговым глеевым. ПТК 35Б трасформировался в 35Вщ''', переходный к характерному для центральных пойм 9Ащ'"'.

После высокого половодья 1993 г. растительность поймы стала возвращаться к исходному состоянию: пастбищные сухие луга на гривах уступили место сырым осоково-хвощево-разнотравным с долей осок 30-40%, в межгривных понижениях восстановились тростниковые и разнотравные луга, хотя и со значительной (до 15%) примесью видов, характерных для лугов высоких пойм: мятлика лугового, овсяницы луговой, гераней, лютиков, тысячелистника и т.п..

Антропогенные нарушения эволюционных рядов гидроморфных ПТК связаны с изменением их водного режима. Локальные нарушения вызывают любые инженерные сооружения, регулирующие растекание воды по пойме.Они заключаются в изменении режима формирования отдельного урочища и вертикальных смещениях растительных сообществ, реже - разновидностей почв по сравнению с аналогичными соседними урочищами. Региональные последствия вызывает регулирование стока реки гидроузлами и посадки уровней при карьерных разработках в русле реки.

Наиболее широко распространена на исследуемой территории антропогенная ксерофитизация, вызванная сокращением продолжительности затопления

гидроморфных ПТК. Она отмечается в нижнем бьефе Новосибирском ПС и зонах карьерных разработок строительных материалов па р. Гоми, 1>ии, Катуни. На пойме средней Оби она сменила естественные процессы заболачивания притеррасных пойм: приостановилось образование торфяников и распространение гидроморфной растительности, отмечается усыхание старинных понижении. Застойный и слабозастойный режим сменяется стабильным, гидроморфные ПТК трансформируются в переходные.

Антропогенная ксерофит изация по-разному проявляется в лесном и лесостепной зонах, а также на поймах, сложенных суглинками и торфами. В лесной зоне болота зарастают кустарником и лесной растительностью, заболоченные низкорослые леса и редколесья замещаются многоярусными лесами с густым подлеском. Отмечается смещение растительных ассоциаций на более низкие уровни: ивняки вытесняются ивово-березовыми лесами, последние - осиново-березовымм с подростом темнохвойных пород, а эти, в свою очередь, - ельниками и пихтарниками. На пойме Оби оно достигает 0,5-0,9 м, на пойме Томи - 1,5 м. Застойный режим формирования чаще всего меняется слабозастойным. На суглинистых поймах на месте болотных формируются лугово-болотные почвы, на поймах, сложенных торфами - перегнойно-глеевые. При непосредственном хозяйственном использовании ПТК их развитие значительно усложняется: на вырубках образуются разнотравно-злаковые луга среднего увлажнения, часто используемые как пастбища; вблизи городов естественные ПТК уничтожаются, возникают антропогенные террасы с глубоком переработкой всех ПТК.

В лесостепной зоне с уменьшением продолжительности затопления болотообразование в притеррасных поймах затухает. Застойный режим сменяется стабильным. На суглинистых поймах на месте болот последовательно образуются заболоченные, сырые луга, и луга среднего увлажнения с широким участием степных видов, а также их днгрессионные разновидности с редким низким травостоем, обедненным видовым составом, преобладанием сорных и непоедаемых видов. В предельных случаях развивается засоление почв, вплоть до токсичных значений, распространяются галофитные луга, возникают солонцы и солончаки.

Заключение

Исследование поймы, анализ специально составленных структурно-динамических ландшафтных карт позволил выявить современные тенденции развития ГГГК поймы Оби и ее притоков, их антропогенные нарушения. Развитие местностей и ландшафтов характеризуют эволюционные ряды урочищ, расположенных в ' исторической последовательности. Эволюционные цепочки отражают этапы формирования поймы в ходе русловых процессов, являющихся важным фактором формирования пойменных ПТК.

2. Ландшафтную структуру пойм Оби и ее притоков на исследуемой территории составляют 35 ландшафтов, 4 группы местностей и 76 видов урочищ. Для каждого урочища установлены три стадии развития и пять режимов формирования.

3. Определены количественные параметры, характеризующие смену стадии развития урочищ. Ими являются удельная высота йуд.. отсчитываемая от максимальной высоты поймы в ландшафте, отношение высоты поймы к максимальной высоте половодья и мощность ближайшей к поверхности пачки отложений.

4. Прирусловые местности формируются при решающей роли русловых процессов. Итогом их эволюции па врезающихся реках является формирование переходных П'ГК центральных пойм, на аккумулирующих - различные виды гидроморфных ПТК. На реках с неустойчивым руслом урочища развиваются в проточном и слабопроточном режимах; формирование высоких пойм занимает 100150 лет. На реках с устойчивым руслом по мере роста массива проточный режим сменяется слабозастойным, образование высоких пойм при одинаковой мутности потока происходит в 2-3 раза быстрее.

5. В формировании ландшафтной структуры переходных местностей возрастает роль зональных факторов и нефлювиальных экзогенных процессов. Вертикальные русловые деформации определяют направление их развития - либо по пути формирования зональных ПТК, либо - гидроморфных. На ступенчатых поймах врезающихся рек (Бия, Катунь, верхняя Обь) переходные ПТК характеризуют этап трансформации прирусловых геокомплексов в террасовые. На аккумулирующих реках формируются наложенные (средняя Обь) и обвалованные поймы (нижняя Томь). Итогом эволюции обвалованных пойм является заболачивание и формирование гидроморфных ПТК; наложенные поймы развиваются циклично: при врезании русла образуются ПТК, близкие к зональным, в аккумулятивную фазу их сменяют прирусловые и гидроморфные.

6. Основными процессами, формирующими гидроморфные ПТК, служат болотообразование и накопление тонкого суглинистого аллювия. В исследуемом районе существует три варианта их развития - заторфовывание, заболачивание и естественная ксерофитизация.

7.Наиболее мощный фактор, воздействующий на современную эволюцию пойменных ПТК - это хозяйственная деятельность в руслах рек (строительство Новосибирского гидроузла и карьерная добыча строительных материалов), так как они изменяют важные факторы формирования пойменных ПТК - водный режим и русловые процессы. Непосредственная хозяйственная деятельность на пойме затрагивает отдельные компоненты ПТК, но не изменяет общих тенденций их эволюции.

8. Основными последствиями антропогенного воздействия на русловые процессы и водный режим поймы являются вертикальные смещения ПТК, величина которых составляет от 0,5 до 2 м, и изменение тенденций развития ПТК. Локальные масштабы имеют деформации горизонтальной структуры местностей и урочищ. Эти явления характерны только для вновь образующихся после антропогенного вмешательства ПТК.

Основные положения диссермцни изложены в следующих публикациях:

1. Тенденции изменения поименных ландшафтов нижнего течения р. 'Гоми вследствие карьерных разработок в русле // Исследование русловых процессов для практики народного хозяйства. М.1982. С. ^00-201 (в соавторстве с П.Р.Рязановым).

2. Поименные природно-террнториальные комплексы нижнего течения р.Томи и некоторые тенденции их изменения// География и природные ресурсы. 1986. N1.0. 59-66 ( в соавторстве с П.П.Рязановым).

.1. Пойма р. Гоми на приустьевом участке и этапы ее формирования //Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях. М. 1987. С. 300-301.

4. Районирование поймы верхней Оби //Основные направления экономического и социального развития Алтайского края в ХШ пятилетке и на период до 2005 года. Барнаул. 1989. С. 92-93 ( в соавторстве со Л.В.Злотиной и П.Н.Рязановым).

5. Режим затопления поймы верхней Оби и тенденции его изменения//Человек и вода. Томск. 1990. С. 196-199.

6. Природные районы поймы верхней Оби// География и природные ресурсы. 1990. № I. С. 71-76. (в соавторстве с П.Н.Рязановым и Л.В.Злотиной).

7. Влияние регулирования рек Обского бассейна на гидрологический режим и ландшафты пойм// Экологические и гидролого-геоморфологические вопросы изучения речных пойм. Ярославль. 1992. С. 30-32.

8. Карта "Русловые процессы на реках Алтайского края" Масштаб 1:1000000. Минская картографическая фабрика. 1991. (Врезка "Районирование по расчленению рельефа, типам русел, определяемых уклонами и характеристика пойм" Масштаб 1:3000000)

9. Русловые процессы на реках Алтайского региона. Под ред. проф. Р.С.Чалова (Раздел "Поймы рек") М. 1996. 241 с.