Структура ландшафтов левобережья Средней Вятки

Беляев, Валерий Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Структура ландшафтов левобережья Средней Вятки
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Структура ландшафтов левобережья Средней Вятки"

БЕЛЯЕВ Валерий Александрович

Структура ландшафтов левобережья Средней Вятки

4849402

Специальность 25.00.23 - Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Пермь 2011

9 ИЮН 2011

4849402

Диссертационная работа выполнена на кафедре географии ГОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Прокашев Алексей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Рысин Иван Иванович

кандидат географических наук, доцент

Фролова Ирина Викторовна

Ведущая организация: Башкирский государственный университет

Защита состоится » июня 2011 г. в ^ 20 часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.10 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, корп. 8, ауд. e-mail: seg@psu.ru, факс (342) 239-63-54.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научной библиотеки ГОУ ВПО «Пермский государственный университет», автореферат размещен на сайте ГОУ ВПО «Пермский государственный университет» www.psu.ru

Автореферат разослан «А О » мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Т.А. Балина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Региональное физико-географическое исследование можно считать кондиционным только в том случае, если получены комплексные аналитические характеристики структуры геосистем различного ранга и созданы соответствующие ландшафтные карты.

Часть Европейской России - бассейн Вятки - расположен в зонах тайги и подтаёжных лесов умеренно-континентального сектора северного умеренного пояса. Средняя степень благоприятности природных условий для жизни населения, небогатая ресурсная база, значительная степень сельскохозяйственного освоения, относительно невысокий биоклиматический и агропочвенный потенциал и положение в пространстве между экологически неблагоприятными Центром России и Уралом, сосредоточение в пределах области потенциально опасных производств и могильников токсичных веществ — эти факторы подчёркивают необходимость постоянного отслеживания состояния компонентов ПТК и кадастрового учёта разноранговых геосистем, невозможные без детального изучения ландшафтной структуры. Следует заметить, что территория данного региона до настоящего времени изучалась преимущественно в отраслевом физико-географическом плане. Существующие комплексные ландшафтно-географические исследования, как правило, мелкомасштабные, имеют ограниченное практическое применение.

В связи с этим необходимы и актуальны изучение и типизация ландшафтов региона как пространства жизнедеятельности человека с одной стороны, а с другой - как производной местных условий географической оболочки. Это важно для разработки мероприятий, направленных на поддержание устойчивого развития, повышение качества географической среды, предотвращение нежелательных экологических проблем, возникающих в результате экологически несбалансированного природопользования.

Цель исследования - разработка среднемасштабной картографической ландшафтной модели и комплексная характеристика ландшафтов левобережья Средней Вятки для решения региональных административно-хозяйственных, научных и экологических проблем.

Сформулированы следующие задачи:

1) выявить пространственные генетические и функциональные закономерности размещения отдельных компонентов природы;

2) изучить региональные особенности ПТК, сформировать и обосновать систему критериев географической систематики ландшафтов Средней Вятки;

3) разработать типологию ландшафтов и южной тайги и подтаёжных лесов для целей комплексного регионального ландшафтного картографирования;

4) создать электронную версию комплексной ландшафтной карты левобережья Средней Вятки;

5) провести анализ ландшафтной структуры территории исследования.

Объект исследования - природные и природно-антропогенные ландшафты левобережья Средней Вятки.

Предмет исследования - пространственная организация и типология природных и природно-антропогенных ландшафтов левобережья Средней Вятки.

Методическую основу для решения поставленных задач составили традиционные методы ландшафтоведения (полевые, картографический, районирование, дистанционные, естественно-исторический, сравнительно-географический, типизации, дифференциации и интеграции), статистический, общенаучные методы и технологии создания проектов ГИС.

Исходная информация получена в результате полевых работ, анализа результатов научных изысканий учёных географических и биологических кафедр естественно-географического факультета Вятского государственного гуманитарного университета, фондовых материалов Управления Роснедвижимости по Кировской области, департамента Лесного хозяйства Кировской области, Кировского филиала ФГУ «Территориального фонда геологической информации по Приволжскому федеральному округу».

Научная новизна работы. Научная новизна состоит в том, что впервые для левобережной части бассейна Вятки в пределах Кировской области детально изучена структура, разработана типология ландшафтов и произведено среднемасштабное картирование геокомплексов ранга «вид ландшафта» и «тип местности». Составлена оригинальная пространственная модель, в которой отражены региональные черты и типологические особенности природно-территориальных комплексов.

Практическая значимость работы. Результаты исследования имеют важное прикладное значение. Ландшафтную модель можно использовать для задач территориального планирования, прогнозирования и проведения региональной геоэкологической политики, рассматривать как исходный материал изыскания путей рационализации природопользования, вопросов картографирования и районирования территории. Диссертационные материалы могут быть востребованы в аграрном секторе экономики при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия, для нужд других отраслей хозяйства, а также в научно-образовательных целях.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) структура ландшафтов левобережья средней Вятки;

2) типология природно-территориальных комплексов бассейна Вятки;

3) современное состояние природно-территориальных комплексов южной тайги и широколиственно-хвойных лесов и их антропогенные изменения.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции (С.-Петербург, март 2007 г.) межвузовских и внутривузовских научных конференциях Вятского государственного

гуманитарного университета и Кировского института повышения квалификации и переподготовки работников образования (2007-2009 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ, из них 1 в издании, указанном в «Перечне ... ВАК».

Объём и структура работы. Диссертация занимает 209 страниц компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав и заключения, включает 25 таблиц, 57 рисунков и 2 приложения. Список литературы включает 156 наименований, в том числе 4 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введешш обоснована актуальность исследования, его темы, представлена характеристика работы.

В первой главе на основе литературного обзора и анализа данных научных исследований показано развитие учения о ландшафте, его структуре, морфологии и таксономии. Рассмотрены основы пространственной дифференциации ПТК и организации геосистем различного уровня. Значительное внимание уделено вопросам ландшафтного картографирования.

Во второй главе рассмотрены компоненты природы бассейна Вятки: тектоническое и геологическое строение, рельеф, внутренние воды, почвы и растительность.

Исследуемая территория входит в состав востока Русской равнины и занимает пространства между 61 °4" и 56°3" с.ш., 41°2" и 53°6" в.д., протягиваясь на 570 км с севера на юг и на 440 км с запада на восток. Размеры и простирание предопределили широкое разнообразие природных ландшафтов.

Современный структурно-денудационный и эрозионно-аккумулятивный рельеф исследуемого региона представлен возвышенностями центральной части Вятских Увалов, Чепецко-Кильмезского междуречья и смежных с ними водно-ледниковых и аллювиальных террасированных низменных равнин, приуроченных к долинам Вятки, Чепцы и Кильмези. Он является результатом длительного развития на неоген-четвертичном этапе геологической истории. В настоящее время здесь продолжаются эндогенные неотектонические движения различного знака и отмечаются слабые сейсмические толчки, приуроченные к зонам Вятского авлакогена и Чепецкого разлома. Значительная расчленённость поверхности с перепадами высот до нескольких десятков метров служит причиной разнообразия ландшафтной структуры исследуемого региона.

Территория бассейна средней Вятки сложена большим разнообразием поверхностных отложений, преимущественно четвертичного возраста: покровные суглинки, флювиогляциальные пески и суглинки, древний и современный аллювий, а также коренные пермские песчано-глинистые породы. Геосистемы на песчано-супесчаных и легкосуглинистых по составу аллювиальных наносах расположены преимущественно в долинах рек и на низких гипсометрических уровнях приречных пространств. На возвышенных междуречьях внеледниковой левобережной части бассейна средней Вятки,

дренируемых долинами малых рек, преобладают суглинисто-глинистые покровные отложения. Специфика распределения приповерхностных отложений - литогенной основы водораздельных и долинных ландшафтов -предопределила пространственную дифференциацию и свойства ПТК.

Положение территории бассейна Вятки в глубине материка, в 800 км от Ледовитого и в 1500-2500 км от Атлантического океана, определяет континентальность её климата с продолжительной холодной многоснежной зимой и умеренно тёплым летом, с большими суточными и сезонными перепадами температуры и влажности. Региональные климатические условия достаточно однородные, однако на мезо- и микроуровнях отмечаются признаки гидротермического топологического варьирования, обусловленные орографическим и экспозиционным факторами. Они отражаются на видовом составе биомов геосистем.

На всей площади бассейна Средней Вятки зональной растительностью, соответствующей климату, являются леса. Север территории занимают хвойные пихтово-еловые и вторичные березово-осиновые леса подзоны южной тайги, на юге распространены широколиственно-хвойные (подтаежные) леса -липовые и орешниковые рамени. По террасированным речным долинам и прилегающим к ним водно-ледниковым низменностям обычны сосновые леса. На значительных площадях естественная растительность замещена агроценозами.

Почвы играют важную роль в обособлении ландшафтов и их морфологических составляющих. На исследуемой территории по результатам почвенного районирования Кировской области специалистами отмечены 4 округа.

1. Округ густо-древовидных сочетаний - мозаик дерново-подзолистых и дерново-карбонатных эродированных почв с почвами овражно-балочного комплекса. Территориально располагается на центральной части Вятских Увалов.

2. Округ древовидных сочетаний-мозаик дерново-подзолистых, дерново-подзолистых со вторым гумусовым горизонтом, дерново-карбонатных почв и почв овражно-балочного комплекса Чепецко-Кильмезского междуречья.

3. Округ холмисто-депрессионных разреженно-древовидных сочетаний дерново-подзолистых и подзолистых почв разного гранулометрического состава с болотно-подзолистыми и болотными почвами Кильмезской низины.

4. Округ холмисто-депрессионных разреженно-древовидных сочетаний дерново-подзолистых, подзолистых с болотно-подзолистыми и болотными почвами Верхнекамской возвышенности, частично заходящих на изучаемую территорию на правобережье р. Чепцы.

Таким образом, положение левобережья средней Вятки на контакте природных зон таежных и подтаежных лесов, а также его разделение на ледниковую и приледниковую части предопределили сложный, порой

противоречивый, характер строения и динамики компонентов природы. В целом, их набор типичен для восточного, континентального сектора ВосточноЕвропейской денудационной и, в меньшей степени, аккумулятивно-денудационной равнины, но осложнен длительным пребыванием в перигляциальных условиях и неоген-четвертичными тектоническими движениями. Деятельность человека также является существенным фактором преобразования первичного состояния экосистем центральной и южной частей региона.

В третьей главе рассматриваются существующие варианты физико-географического районирования природно-территориапьных комплексов бассейна Средней Вятки. Отмечается, что границы ландшафтных округов и границы между районами внутри подзон проведены прямолинейно и имеют недостаточное обоснование даже в выбранном масштабе; они не учитывают местные особенности плейстоценовых отложений и слагаемых ими структур в рельефе. Поэтому ранние схемы ландшафтного районирования нуждаются в ревизии в соответствии с современными принципами классификации ландшафтов, в научно обоснованном типологическом разделении геосистем и в детализации границ между таксонами.

В четвёртой главе «Ландшафты левобережья средней Вятки» рассматриваются объекты, методы и результаты проведённых исследований.

Объекты исследования - природные и антропогенно преобразованные ландшафты левобережья средней Вятки изучались полевыми и камеральными методами.

Район проводимых исследований с целью картографирования природно-территориапьных комплексов и создания ландшафтной ГИС находится в левобережье средней Вятки. Он занимает около 20,19 тыс. км" или свыше 16,1% территории Кировской области и относится в основном к центральной части Вятских Увалов, возвышенно-равнинному Чепецко-Кильмезскому междуречью и Кильмезской низменности.

По оценке В. Б. Сочавы, локальные геосистемы (рангом ниже ландшафта, например, урочища) не могут дать полного представления о местной структуре географической среды. Среди обилия систем уровня урочища в пределах исследуемого региона могут встретиться и не типичные исключения.

Исходя из приведенных соображений, в качестве основной таксономической ступени классификации предложено считать категорию вида ландшафта. Основной критерий для разграничения зональных таксонов ландшафтов - важнейшие глобальные различия в соотношениях литологии подстилающих пород. Конкретными классификационными признаками служили такие показатели, как положение в зональном ряду и гипсометрический уровень. Кроме того, следует учитывать господствующий тип растительности, степень увлажнённости, и, как следствие, почвы.

Для создания карт использовали топографическую основу соответствующего масштаба, тематические карты, визуальные и маршрутные наблюдения. Работы обеспечены следующими материалами:

1) топографические карты масштаба 1 :200 ООО;

2) материалы лесотаксации;

3) материалы первого и второго циклов крупномасштабного почвенного обследования, проведённого Волговят НИИ Гипроземом и Кировским сельскохозяйственным институтом;

4) Государственная геологическая карта Российской Федерации (карта четвертичных образований) масштаба 1 : 200 ООО, лист 0-38, 39.

Располагаемые материалы обеспечивают корректное построение карты в масштабе не крупнее 1 :200 000. По стандарту погрешности, при таком масштабе должны фиксироваться контуры с линейными размерами более 1,0 мм на карте, что соответствует 200 м на местности.

В качестве среды создания ГИС использовался программный пакет Mapinfo. Обработка после сканирования и совмещение изображений производилась в программе Adobe Photoshop.

При маршрутных наблюдениях проводились обзорные комплексные рекогносцировочные обследования ландшафтов и их компонентов с целью уточнения границ выделенных ПТК.

Ландшафтная дифференциация и нанесение границ геокомплексов проводились посредством последовательного совмещения топографической карты с тематическими: геологической, четвертичных отложений, почв, растительности и лесотаксационной. Изучаемая территория с помощью типического (систематического способа) дифференцировалась на однородные, чётко ограниченные участки.

Карты выполнены в цветовой гамме, снабжены табличной и матричной легендой, подробным пояснительным текстом с описаниями выделов (мезо- и микрорельеф, преобладающие процессы, растительные сообщества, почвы).

Также на основе имеющегося массива специальных (отраслевых) карт составлена общая обзорная схема ландшафтных единиц мезо- и макроуровня (типы местностей) для территории левобережья средней Вятки.

Типологическая матрица, положенная в основу легенды к картам, базируется на морфогенетическом единстве процессов в формировании геосистем, пространственно соответствующих рангам ландшафта - местности. Критериями выделения ландшафтных единиц служили: ландшафта -геологическое строение, генезис и возраст поверхности, макрорельеф; местности - формы мезорельефа. Для каждой закартированной территории дано общее физико-географическое описание (геология, рельеф, гидрография, растительность, почвы).

Для проведения исследований по инвентаризации и полевому описанию основных источников антропогенного воздействия и изучения природно-антропогенных ландшафтов проводились регистрация и комплексная оценка уровня современной антропогенной нагрузки на геосистемы в пределах выбранного ключевого участка.

В качестве ведущего метода исследований по инвентаризации основных источников и оценки антропогенного воздействия на окружающую среду

принят метод экологического картографирования на основе тематических карт и фондовых материалов, подкрепленный данными натурного обследования территории.

Основания пространственной дифференциации ландшафтов левобережья средней Вятки

Ландшафты района исследования относятся к южнотаёжному подтипу бореального типа и к подтаёжному подтипу бореалыюго типа, переходного к суббореалыюму. Небольшой размах простирания изучаемого региона с севера на юг (170 км) и отнесение территории к возвышенному и низменному равнинным подклассам предопределили в дифференциации ландшафтов решающую роль литогенного фактора. Поэтому основной критерий для разграничения ландшафтов - важнейшие различия в литологии подстилающих пород. Конкретными классификационными признаками служили такие показатели, как положение в зональном ряду, а также генезис и гипсометрический уровень поверхности. Кроме того, учитывался господствующий тип растительности и степень увлажнённости.

Специфика структурной организации региональных комплексов наиболее полно прослеживается при анализе факторов их обособления и районирования. Особенность физико-географического районирования данной территории заключается в том, что виды ландшафтов имеют компактные ареалы и носят, за исключением Кильмезского, явно выраженный зональный характер.

При сходстве зональной структуры ландшафтов внутри каждой подзоны, физико-географическая дифференциация основывается, прежде всего, на существенных различиях их литогенной основы.

В настоящее время природная среда бассейна Вятки испытывает мощное комплексное антропогенное воздействие. Формируется совокупность природно-антропогенных ландшафтов, аналогов которым по структуре, генезису и динамике процессов в природе не существует. Рассматриваемый район - Вятские Увалы и Чепецко-Кильмезское междуречье - характеризуется высокой долей сельскохозяйственных угодий. Это обусловлено относительно благоприятными природно-климатическими условиями, историей и особенностями освоения. Антропогенная деятельность существенно изменила облик ландшафтов.

Комплексные описания ландшафтов

Ниже представлена краткая характеристика выделенных видов ландшафтов, дающая представление об особенностях пространственной дифференциации региональных ландшафтных комплексов на территории Чепецко-Кильмезской возвышенности, центральной части Вятских Увалов и Кильмезской низменности. Результаты работы по изучению и районированию видов ландшафтов отражены на картосхеме рис. 1.

Подзона южной тайги

1. Кукарский ландшафт - высокое глубоко расчленённое возвышенное водораздельное плато средней части Вятских Увалов на элювии карбонатных и

бескарбонатных коренных пород преимущественно казанского, а также татарского ярусов пермской системы (глины, мергели, известняки, песчаники), или на покровных суглинках, сильно распаханное, с небольшими по площади остатками елово-широколиственных лесов на дерново-подзолистых и дерново-карбонатных суглинисто-глинистых почвах. Данный вид ландшафта располагается на крайнем западе изучаемого региона в пределах Кукарского поднятия - наиболее высокой части Вятских Увалов. Площадь его составляет 2029,0 км2.

2. Кумёнско-Ивкинский ландшафт. Данный ландшафт (площадью 3016,0 км") располагается к северу от Кукарского. Это умеренно-расчленённые всхолмлённые плато Вятских Увалов с пологими склонами, пересечённые слабо врезанной эрозионной сетью (лога и ложбины) на элювиально-делювиальных отложениях пермских пород или на покровных суглинисто-глинистых отложениях на склонах под еловыми и елово-мелколиственными лесами южной тайги, сильно распаханные, на дерново-подзолистых (в т.ч. со вторым гумусовым горизонтом) суглинистых почвах. Его поверхность в целом представляет собой пологую поверхность Вятских Увалов, обращенную к северу, к крупным речным бассейнам рекБыстрицы и Чепцы, и является совокупностью плоско-холмисто-увалистых возвышенных равнин. Основное отличие от вышеописанного ландшафта заключаются в умеренной степени расчленения рельефа. Это обусловлено постепенным погружением оси Вятского вала, влекущее за собой уменьшение перепадов высот на единицу длины, слабой выраженности современных эрозионных процессов, заболачивании речных долин.

3. Чепецко-Кгшьмезский ландшафт - умеренно-расчленённая водораздельная платообразная равнина на элювиально-делювиальных отложениях пород пермской системы или на покровных суглинках под еловыми лесами сильно сведёнными, на дерново-подзолистых (в т.ч. со вторым, ныне сильно выпаханным гумусовым горизонтом) суглинисто-глинистых почвах. Этот вид ландшафта занимает 4817,0 км2 и простирается вдоль основного водораздела Чепецко-Кильмезской возвышенности.

4. Причепецкий левобережный ландшафт умеренно-расчленённой холмисто-увалистой равнины с останцами массивными или грядообразными, окаймленными пологими склонами на элювиальных отложениях коренных пород пермской и триасовой систем переменного состава или на флювиогляциальных суглинках и супесях под еловыми лесами, слабо сохранившимися, на дерново-подзолистых (в т.ч. со вторым гумусовым горизонтом) суглинистых и супесчаных почвах. Занимая 1148,0 км", этот вид ландшафта расположен к северу от Чепецко-Кильмезского, в низовьях рек -левобережных притоков р. Чепцы.

Вдоль всего ландшафта проходит линия Транссибирской железнодорожной магистрали и автомобильная дорога. Для данных объектов характерны специфические типы антропогенных местностей: автомобильной и железной дорог с характерными для них зонами влияний и отчуждений.

Рис. 1. Ландшафты левобережья Средней Вятки: денудагрюнных равнин: 1 - Кукарский, 2 - Кумёнско-Ивкинский, 3 -Чепецко-Кильмезский, 4 - Причепецкий левобережный, 5 - Немско-Богородский; водно-ледниковых равнин: 6 - Средневятский; зандровых (аллювиалъно-флювиоглягщалъных нерасчленённых) равнин: 7 - Кильмезский, 8 - Причепецкий правобережный; карстующихся аллювиальных равнин: 9 -Медведский; аллювиальных долин: 10 - долина р. Чепцы, 11 - долина р. Вятки. Красным контуром обведены ключевые участки полевых работ

5. Немско-Богородский ландшафт представлен слабо-, реже умеренно-расчленённой невысокой эрозионно-денудационной равниной южного склона Чепецко-Кильмезского плато на элювии коренных пород или на покровных суглинках, реже на озёрно-аплювиальных отложениях террасовидных равнин, под елово-мелколиственными лесами на дерново-подзолистых (в т.ч. со вторым

гумусовым горизонтом) суглинисто-глинистых почвах. Этот ПТК, площадью 2069,0 км", является южным склоном Чепецко-Кильмезской возвышенности в бассейнах рек Вой и Лобани.

6. Средневятский ландшафт (частично входит в зону исследования). Умеренно- и слаборасчленённая пологоволнистая низкая равнина с наложенной водно-ледниковой и аллювиальной аккумуляцией, местами на выходящих на поверхность коренных породах пермской системы с елово-сосново-мелколиственными лесами южной тайги высокой степени сохранности и под сельскохозяйственными угодьями на подзолистых и дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах. Площадь ландшафта в пределах территории исследования составляет 1435,0 км2.

7. Причепецкий правобережный ландшафт. В пределах региона исследования находится небольшой (60,53 км1) фрагмент Верхневятской (Вятско-Камской) возвышенности, примыкающей к долине р. Чепцы своей юго-западной периферией. Это наклонная равнина южного склона Причепецкой водораздельной гряды Верхневятской возвышенности на флювиогляциальных отложениях переменного состава под еловыми и сосновыми лесами на дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах и подзолах. Из-за близости к долине Чепцы, высоты данного ПТК невелики и находятся в интервале от 120 до 160 м.

Подзона хвойно-широколиственных лесов

8. Кшьмезский ландшафт - слаборасчленённые всхолмлённые песчаные равнины на древних флювиогляциальных песках под высокопродуктивными сосняками и ельниками с липой в подлеске, берёзовыми и осиновыми лесами, местами под смешанными лесами с дубом на дерново-подзолистых иллювиально-железистых почвах, по слабо дренированным участкам - на болотно-подзолистых, по долинам средних и малых рек - на аллювиальных почвах различных типов и подтипов.

Данный вид ландшафта площадью 3465,6 км2, находится в бассейне рек Кильмези и Вятки в пределах Кильмезской зандровой равнины. Плоский монотонный рельеф нарушается лишь комплексами речных долин и дюнными всхолмлениями среди песков. Междуречья плосковершинные, долины рек асимметричные, имеют ящикообразную форму с террасированными склонами. Преобладающие высоты 100-120 м.

9. Медведский ландшафт. Представляет собой крутые и выположенные склоны, слабо- и умеренно расчленённые фрагменты древних 3-2 надпойменных террас средне- верхнеплейстоценового времени с дюнами, буграми, междюнными понижениями и карстовыми формами рельефа на элювии коренных пермских пород верхнеказанского возраста, чаще на аллювиальных древних отложениях, под сосновыми и мелколиственными лесами на дерново-подзолистых почвах и подзолах. Этот подтаёжный вид ландшафта занимает 343,7 км2 и приурочен к южным склонам Кукарского поднятия Вятских Увалов, обращенным к долине р. Вятки. Террасы и

притеррасные склоны водоразделов этого ПТК лежат примерно в равной степени по обе стороны от отметки 100 м. Однако интервал высот поверхностей Медведского ландшафта, занимающего левый берег Вятки, значителен - от 80 до 180 м.

Местами, в случае близости карбонатных подстилающих пород, характерны яркие проявления современного карстового процесса - западины, воронки, провалы, карстовые озёра. На песках сформированы дюнные и котловинно-бугристые формы эоловой морфоскульптуры. Дюны - реликты холодных пустынь позднего валдайского оледенения, достигают в высоту 6-9 м, в длину - 120-190 м. В гидрологическом режиме наблюдается сухость на возвышенных частях дюн и повышенная увлажнённость междюнных понижений. Отдельные котловины заболачиваются. Эта особенность во многом определяет сложную мозаику почвенного и растительного покрова.

Ландшафты речных долин

Реки, образующие базис эрозии водоразделов, выделены в долинные ландшафты.

10. Долина р. Чепцы асимметричная, шириной до 10 км, с более крутым правым склоном, представляет собой сложный парагенетический комплекс из пойменных и надпойменные террас, а также примыкающих склоновых местностей. Пойма Чепцы 3-сегментная, поверхность волнистая, участками заболоченная. Вся долина лежит в гипсометрическом интервале от 100 до 140 м.

На аллювиальных почвах - около половины площади ПТК -распространены массивы лугов, различающиеся по видовому составу растительности на повышенных участках, понижениях, гривах и их склонах. Террасы и склоны долины покрыты южнотаёжной растительностью на зональных подзолистых и дерново-подзолистых почвах.

11. В границах рассматриваемой территории находятся два отрезка долины р. Вятки в среднем и южном течении. Физико-географическая характеристика её долины в районе впадения р. Чепцы сходна с чертами долины нижней Чепцы. От места слияния рек Чепцы и Вятки вниз по течению, левый берег является высоким, а на правом - образуется пойма и две террасы. В этом месте река пересекает осевую, сильно погружённую часть Вятских Увалов. Ниже по течению долина Вятки имеет юго-западное направление и срезает западное крыло Чепецкой антиклинали по её простиранию. Поэтому русло прижимается к коренному правому берегу, обращенному на юго-восток. Далее долина реки резко поворачивает на северо-запад, что, очевидно, совпадает с направлением падения слоев пород татарского яруса. Долина резко асимметричная.

Южный отрезок - т. н. древняя долина р. Вятки - прослеживается на участке от Вятских Увалов до устья р. Кильмези. Широкая (свыше 20 км), местами узкая (1-4 км) долина реки асимметрична: правый склон - крутой, левый - пологий, террасированный.

Большая часть долины Вятки лежит ниже отметки 100 м. Лишь часть (20%) площади этой геосистемы, сопряжённая с возвышенными частями Вятского Увала, поднята выше этого уровня.

Типология природно-террнториальных комплексов левобережья Средней Вятки

В структуре ландшафтов востока центральной части бассейна Вятки преобладают денудационные равнины (табл. 1). Около 60% территории приходится на равнины, созданные комплексной денудацией, поверхности которых выполнены суглинисто-глинистыми отложениями и покровными суглинками. Это обусловлено внеледниковым (по отношению к ларевскому) положением основной части территории. Значительная часть бассейна средней Вятки относится к зандровым равнинам. Их низины возникли ещё в доледниковое время, на что указывает наличие крупных останцовых массивов коренных пород, обязанных происхождением древней доледниковой эрозии.

Таблица 1

Доля родов ландшафтов от площади Вятских Увалов и _Чепецко-Кильмезского междуречья _

Род ландшафтов Доля, %

денудационных равнин 64,8

водно-ледниковых равнин 7,1

аллювиально-флювиогляциальных нерасчленённых равнин 17,5

карстующихся аллювиальных равнин 1,7

аллювиальных долин крупных рек 9,0

Таким образом, обозначенные выше региональные ПТК представляют собой внутренне генетически единые, территориально целостные системы, которые неповторимы по комплексу протекающих в их пространстве природных процессов.

На исследуемой территории набор местоположений -геоморфологических позиций закономерно повторяется в пределах как одного вида ландшафта, так и всей этой территории. Данное положение оправдывает проведение типологической классификации ПТК на низких рангах.

Типы местностей выделены нами по общности местоположения составляющих их конкретных местностей и групп урочищ. В то же время дифференциация по типам местности не ограничивается только их геоморфологическими характеристиками. Важную роль в формировании ПТК ранга местностей играют литология слагающих рельеф пород и, как следствие, почвообразующие породы и степень генетического единства поверхностных отложений. Поэтому типологическую дифференциацию предложенных выше физико-географических районов обусловил комплекс геолого-

геоморфологических, почвенно-бногеографических и гидрологических факторов.

Необходимо учитывать, что в каждой местности, помимо доминантных урочищ, признаки которых определяют её облик, существуют подчинённые урочища. Последние, порой, выделяются по особенностям протекающих в них процессов.

Доминантами исследуемой территории являются плакорный, склоновый, зандровый, надпойменно-террасовый и пойменный типы местности. Причём некоторые из них могут подразделяться на варианты (подтипы). Каждый тип местности обладает отчётливой внешней морфологической выраженностью, за которой скрываются его внутренняя специфика и особенности генезиса.

1) Плакорный тип местности. В морфологическом отношении представлен возвышенными ровными водоразделами, сложенными с поверхности элювием преимущественно суглинистого гранулометрического состава.

Плакорный тип местности по виду водоразделов внутренне неоднороден. На периферии возвышенных участков Вятских Увалов и Чепецко-Кильмезского водораздела он приобретает холмисто-увалистый вид (подтип).

На западных склонах Вятских Увалов рельеф приобретает увалисто-грядовый вид и формируется одноимённый тип местностей. В морфологическом отношении это денудационные поверхности выравнивания неогенового возраста. В Кукарском ландшафте, помимо полого-увалисто-грядовых местностей распространены глубоко расчленённые ступенчато-грядово-увалистые варианты данного типа.

На водоразделах находятся денудационные останцы, сложенные песчано-гравийно-галечниковым материалом - «пуги». Эти урочища характерны для большинства выделяемых нами водораздельных ландшафтов.

2) Склоновый тип местности включает склоны междуречных плато, водораздельных холмов и гряд. К числу литогенных особенностей склонового типа относится частая смена гранулометрического состава почвообразующих пород. По остальным параметрам склоновые местности являются генетически вторичными по отношению к близлежащим водораздельным ПТК, однако по занимаемой площади значительно их превосходят.

Приречные местности наблюдаются преимущественно по левобережью на водораздельных участках рек Вятки, Чепцы, Быстрицы, Вой и их притоков, а также вдоль долин, балок и логов. Отличаются значительной крутизной склонов (более 3°), смытостью почв и обнажением коренных пород. Для них типичны следующие урочища: овраги, рытвины, балки.

3) Зандровый (придолинный бугристо-песчаный) тип местности. Широко распространён на юге исследуемой территории в виде низменной Кильмезской равнины, а также на северо-западе. Литогенную основу слагают перевеянные ветром флювиогляциальные пески и супеси межледниковых эпох с включениями гальки и гравия, с переслаиванием или замещением песка суглинком (Средневятский ландшафт).

4) Надпойменно-террасовый тип местности представлен двумя вариантами. Боровой вариант включает II надпойменную террасу речных долин Вятки, Чепцы, Быстрицы, Вой и Лобани. Он сложен древнеаллювиальными песками, что влечёт за собой заметное сходство с зандровым типом.

5) Пойменный тип местности формируется на современных аллювиальных суглинисто-супесчаных отложениях. Специфика его структуры обусловлена ежегодными весенними разливами, отложением свежего аллювия на поверхности. Физико-географические условия характеризуются мелкой комплексностью и небольшими ареалами почвенного покрова и растительных ассоциаций. Причиной этого являются условия увлажнения, которые очень чутко реагируют на самые небольшие изменения рельефа поверхности.

Влияние условий увлажнения объясняет внутренние различия пойменного типа местности, в связи с чем он подразделяется на следующие варианты: пойменный дренированный и пойменный болотный. Они обычно образуют сложные комплексы, географическое распределение которых зависит от рельефа.

6) Тип местностей низинных, переходных и верховых болот. Занимает различное положение в рельефе. Заболоченные участки часто отмечаются по долинам рек и на плоских водоразделах со слабым дренажем.

7) Карстовый тип местностей. Не имеет сплошного распространения и приурочен к полосе Вятских Увалов. Необходимым условием для проявления карстовых процессов является сложение рельефа известняками, мергелями и гипсами казанского яруса верхней перми. В Кукарском, Медведском и Кумёнско-Ивкинском ландшафтах отмечаются урочища озёрного карста и варианты сухих и «мокрых» карстовых воронок.

В качестве примера типологическая структура Причепецкого левобережного ландшафта описана в табл. 2. Пространственное размещение выделов типов местностей представлено на карте рис. 2.

Таблица 2

Типы местностей Причепецкого левобережного ландшафта

Тип местности Индекс Площадь, Доля от

на карте км2 площади вида

ландшафта, %

Плакорный IV.2 201,4 17,5

Надпойменно-террасовый IV .4 22,2 1,9

Болот всех типов 1У.6 13,6 1,2

Пойменный П/.5 78,2 6,8

Склоновый 1У.З 829,2 72,2

Статистический подсчёт суммарных площадей каждого типа местности в индивидуальных ландшафтах прямо пропорционален данным по площадям родов ландшафтов (табл. 3). Плакорный и склоновый типы местностей,

которые в сумме занимают около 60% площади левобережья средней Вятки, почти исключительно формируют денудационные равнины миоцен-плиоценового возраста, на которые также приходится немного более 60% территории. Аналогичное сходство значений справедливо и для зандровых равнин, созданных аллювиальными и флювиогляциальными процессами.

Рис. 2. Типы местностей Причепецкого левобережного ландшафта (легенда из табл. 2)

Таблица 3

Площади типов местностей левобережья Средней Вятки

Тип местности Суммарная площадь, км2 Доля от общей площади, %

Плакорный 3503,7 17,4

Склоновый 8762,3 43,4

Зандровый 3840,1 19,0

Надпойменно-террасовый 1707,3 8,5

Пойменный 2164,1 10,7

Болот всех типов 213,4 1,1

Карстовый незнач. незнач.

Всего 20190,9 100,0

В пятой главе рассматриваются техногенные и природно-техногенные ландшафты Средневятского левобережья. В настоящее время природная среда этой части Русской равнины испытывает мощное комплексное антропогенное воздействие. В качестве ключевого участка для изучения техногенных и природно-техногенных ландшафтов Средневятского левобережья выбрана территория, узкой полосой протягивающаяся с запада на восток в северной части региона. Здесь на относительно небольшой территории (около 345 км2)

представлено наибольшее разнообразие форм преобразованных участков природной среды из имеющихся на территории левобережья средней Вятки. Участки работ находятся в 5 ландшафтах: Средневятском, Кумёнско-Ивкинском, Причепецком левобережном, Чепецко-Кильмезском и в долине Чепцы.

В результате проведенных работ по инвентаризации и оценке антропогенных нарушений природной среды, удалось выявить все существующие формы нарушений и проследить основные направления техногенно обусловленного развития природных комплексов.

По степени преобразования различными формами и видами негативных антропогенных воздействий природные комплексы в пределах ключевого участка различаются наследующие основные категории:

1) полное разрушение исходных природных комплексов;

2) полное уничтожение растительности с нарушением структуры верхних горизонтов почв;

3) частичное уничтожение растительности с сохранением структуры почв;

4) перестройка структуры исходных природных комплексов без их разрушения.

В результате исследования антропогенного воздействия на окружающую природу на ключевом участке Причепецкой равнины можно сделать следующие выводы:

1. Выделяется ряд форм антропогенного преобразования природных комплексов. К участкам с полным разрушением исходных природных комплексов относятся различные инженерные сооружения (населенные пункты, железные и автомобильные дороги, карьеры). В результате их строительства произошло полное сведение древесного и напочвенного покрова, погребение почв под насыпями и полотном дорог, изменение физико-химические параметров грунтов и их гидрологического режима.

2. На месте возведения подобных объектов фактически сформировались новые - природно-антропогенные ландшафты. Эти участки характеризуются чрезвычайно сильной интенсивностью преобразований природных комплексов и не подлежат восстановлению в течение всего периода эксплуатации объектов. Суммарная площадь механических повреждений с полным разрушением природных комплексов ключевого участка составляет 28559,8 м~. Из них на населенные пункты приходится 19945,3 м".

3. Территории с полным уничтожением растительности, при сохранении структуры почв, представлены коридорами линий ЛЭП, сельскохозяйственными угодьями, просеками и вырубками. Некоторые из них, в частности коридоры ЛЭП, не отличаются в настоящее время сильным воздействием на окружающие ландшафты. Сельскохозяйственные угодья в условиях пересеченного рельефа подвержены водной эрозии.

4. Большая часть сельскохозяйственных угодий (76,5%) населением в настоящее время практически не используется. На зарастающие кустарником сенокосы приходится 43% площади сельскохозяйственных земель, на пастбища

- 34%. Лишь 23,5% площади угодий заняты пашней и используемыми сенокосами. На значительной территории сельхозугодий наблюдается процесс постепенного восстановления естественной растительности.

5. На отдельных участках детального изучения отмечена перестройка структуры исходных природных комплексов без их разрушения. Это связано, прежде всего, с освоением территории, которое приводит к изменениям рельефа и гидрогеологических условий (нарушение условий поверхностного стока, дренирования), вызывая активизацию экзогенных процессов (эрозия). В частности, на ключевом участке в долинах малых рек отмечены элементы боковой и донной эрозии, но размеры поражённости незначительные - 5-10%. Развита придорожная эрозия. На слабодренированных и заболоченных территориях формируются зоны застойного подтопления.

Степень техногенной опасности для природных геокомплексов в определенной степени зависит от их положения в системе типов местности, поскольку им определяется вероятность экзогенных процессов, главным образом линейной и струйчатой водной эрозией, интенсивность которой во многом обусловлена литогенным фактором и местоположением в рельефе.

Заключение

Средствами регионального подхода на изучаемой территории выделено 11 индивидуальных ландшафтов. Из них 5 отнесены к преобладающим по площади (60%) возвышенным равнинам, неогеновая поверхность которых создана процессами комплексной денудации и отпрепарирована в раннечетвертичных ледниковых и более поздних внеледниковых условиях.

С помощью ГИС получен значительный цифровой материал о соотношении факторов выделения ПТК. Это позволило рассмотреть таксономическую морфологию видов ландшафтов и выявить ключевые типы местностей. Наибольшим распространением характеризуются местности склонов водоразделов.

В настоящее время природная среда территории Вятских Увалов и Чепецко-Кильмезского междуречья испытывает мощное комплексное антропогенное воздействие. Формируется совокупность антропогенных ландшафтов, аналогов которым по структуре, генезису и динамике процессов в природе не существует.

Результаты работы по изучению дифференциации природной среды и созданию модели структуры и типологии ландшафтов, оцифрованные в геоинформационную систему, позволяют использовать их для дальнейшего прикладного использования в практике рационального природопользования.

Выводы

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы.

1. На основании изучения региональных особенностей компонентов природы и их комплексов и при использовании общепринятых методик ландшафтоведения подтверждено, что основой системы дифференциации и типизации ландшафтов изучаемой территории являются генетический тип рельефа и литология поверхностных отложений.

2. Выявлены генетические и функциональные пространственные факторы и закономерности размещения морфоструктур рельефа, литологии слагающих пород, поверхностных отложений, а также структуры почвенного покрова и зональные и азональные типы растительности.

3. Создана ландшафтно-картографическая ГИС левобережья средней Вятки в среднем масштабе (1 :200 ООО). 11 видов ландшафтов отнесены к 5 родам.

4. Типологический подход позволил провести дифференциацию территорий индивидуальных ландшафтов иа 7 типов местностей.

5. Разработана типология ландшафтов левобережья средней Вятки, послужившая в качестве легенды к ландшафтной карте региона.

6. Созданы краткие комплексные описания ландшафтов, полученные по материалам полевых исследований и изучения фондовых материалов.

7. Выполнен пространственный анализ внутриландшафтной структуры и межрайонных особенностей левобережья средней Вятки.

8. Произведены анализ форм и оценка масштабов антропогенной трансформации ландшафтов на ключевом участке исследуемой территории.

Рекомендации производству

1. Установленные в результате исследований пространственные особенности ПТК левобережья средней Вятки и созданные на их основании ландшафтные карты целесообразно использовать для дальнейшего геоэкологического изучения территории и мониторинга природной среды.

2. Использованный подход к дифференциации и типизации ландшафтов, а также принципы создания ГИС рекомендуется применить для изучения ландшафтов всего бассейна Вятки и соседних территорий.

3. Инвентаризация и оценка степени воздействия различных форм техногенного вмешательства в природную среду может послужить основой для изучения устойчивости ландшафтов и прогнозирования последствий антропогенной деятельности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Беляев В.А. Структура ландшафтов Вятских Увалов и Чепецко-

Кильмезского междуречья // Физическая география и биогеография,

география почв и геохимия ландшафтов: журнал «Естественные и технические науки» (из перечня ВАК). Москва, 2009. С. 202-208.

В иных статьях н материалах конференций:

2. Беляев В.А., Прокашев A.M. Экологически значимые факторы региональных систем и их распределение в элементах ландшафтной структуры Чепецко-Кильмезского междуречья и Вятских Увалов // Территориальные проблемы охраны природы: доклады Третьей международной конференции «Особо охраняемые природные территории». Санкт-Петербург, 2008. С. 20-26.

3. Беляев В.А. Природно-географические исследования территориальных систем в школе // Географическое изучение территориальных систем: сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Пермь, 2007. С. 2527.

4. Беляев В.А. Изучение экологического состояния природных комплексов в школе // Науки о Земле и отечественное образование: история и современность: материалы Всероссийской научно-практической конференции посвящённой памяти академика РАО A.B. Даринского. Санкт-Петербург, 2007. С. 102-103.

5. Беляев В.А., Прокашев A.M. Оценка и прогноз антропогенного воздействия на компоненты природной среды Ветлужского бассейна // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Часть 1. Киров, 2007. С. 122-122.

6. Беляев В.А., Прокашев A.M. Оценка масштабов техногенного воздействия на центральные и восточные районы Кировской области // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Часть 1. Киров, 2007. С. 131-133.

7. Прокашев A.M., Охорзин Н.Д., Беляев В.А. Мониторинговые исследования экологического состояния ландшафтов и почвенного покрова // Инновационные идеи в работе учителя: материалы 35-й научно-практической конференции учителей естественнонаучных дисциплин образовательных учреждений г. Кирова и Кировской области. Киров, 2008. С. 24-27.

8. Беляев В.А. Структура и антропогенная трансформация ландшафтов Чепецко-Кильмезского междуречья и Вятского Увала // География: Проблемы науки и образования. LX1I Герценовские чтения: материалы ежегодной Всероссийской научно-методической конференции (9-10 апреля 2009 г., Санкт-Петербург), 2009. С. 216-222.

9. Беляев В.А. Структура ландшафтов левобережья средней Вятки // Пространственная организация, функционирование, динамика и эволюция природных, природно- антропогенных и общественных географических

систем: материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием, 7-9 окт. 2010 г. Киров: ВятГГУ, 2010 (Киров : Изд. центр ВятГГУ). С. 24-29.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение

1. Современное состояние ландшафтных исследований

2. Природные условия бассейна р. Вятки

2.1. Тектоника и стратиграфия

2.2. Рельеф

2.3. Климат

2.4. Внутренние воды

2.5. Растительность

2.6. Почвенный покров

3. Комплексное районирование бассейна Средней Вятки