Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области"

005535985

На правах рукописи

п

Жигулина Евгения Викторовна

ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ БАССЕЙНОВ МАЛЫХ РЕК ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

3 1 ОП 2013

Воронеж - 2013

005535985

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор

Михно Владимир Борисович

Официальные оппоненты: Шкаликов Виктор Андреевич,

доктор географических наук, профессор; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Смоленский государственный университет», профессор кафедры физической географии

Шмыков Виктор Ильич,

кандидат географических наук, доцент; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный педагогический университета», заведующий кафедрой физической географии

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»

Защита состоится «22» ноября 2013 г. в 13-30 на заседании диссертационного совета Д 212.038.17 при Воронежском государственном университете по адресу: 394068 г. Воронеж, ул. Хользунова, 40, ауд. 303.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан « (Ь » октября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор географических наук, профессор

Куролап С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Малые реки совместно с ландшафтами их бассейнов играют значительную роль в поддержке экологического равновесия Воронежской области. Будучи своеобразными ландшафтными «узлами» локального уровня, они не только чутко реагируют на любые изменения природной среды, но и оказывают воздействие на состояние и функционирование ландшафтов смежных территорий. В последние десятилетия под воздействием негативных естественных и антропогенных факторов усиливаются тенденции регрессивной направленности развития ландшафтов бассейнов малых рек региона. Свидетельство тому - интенсивная деградация малой речной сети, снижение ландшафтного разнообразия, устойчивости, бонитета и ряда других позитивных свойств природно-территориальных комплексов бассейнов малых рек.

В конечном итоге происходит сокращение природно-ресурсного потенциала и ухудшение экологической обстановки области. Учет этого обстоятельства необходим, прежде всего, при разработке мероприятий, направленных на оптимизацию ландшафтно-экологического состояния и совершенствование системы рационального природопользования в данном регионе. Однако реализация этих задач сильно затруднена вследствие недостаточной изученности ландшафтных особенностей бассейнов малых рек.

Отсутствие необходимой информации о структуре, генезисе, динамике, взаимосвязях и направленности развития ландшафтов тех или иных конкретных малых речных бассейнов - главный фактор сдерживания планирования и проектирования целого ряда природостабилизирующих и оптимизирующих экологические условия мероприятий.

В этой связи особую актуальность приобретает изучение структурно-динамической организации и современного состояния ландшафтов бассейнов малых рек. Учет региональных, ландшафтно-типологических и парадинамических особенностей природно-территориальных комплексов, образующих бассейны малых рек, позволяет установить их ландшафтно-экологическое состояние, тенденции развития, степень трансформации под воздействием антропогенных и естественных факторов. Результаты полученных исследований могут быть использованы при оценке ландшафтно-экологического состояния, совершенствовании системы природопользования и оптимизации природной среды Воронежской области. Достижение поставленной в работе цели, на наш взгляд, наиболее рационально с позиций бассейновой парадинамической концепции ландшафтов, получившей научное обоснование в трудах Ф.Н. Милькова.

Цель настоящей работы заключается в изучении структурно-динамической организации и трансформации ландшафтов бассейнов малых рек для установления их экологического состояния, оптимизации и мониторинга.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи.

Задачи исследования: \

1. Проанализировать основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек.

2. Определить роль естественных и антропогенных факторов в формировании современных ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

3. Обосновать принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек.

4. Установить региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

5. Осуществить физико-географическое районирование и прогнозирование ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

6. Провести ландшафтно-экологическую оценку современного состояния бассейнов малых рек исследуемой территории.

7. Определить основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек.

8. Разработать систему мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Объект исследований - ландшафты бассейнов малых рек в пределах Воронежской области.

В качестве предмета выступает трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Исходные материалы, теоретические и методологические основы исследования. В период подготовки диссертационной работы использовались материалы личных полевых исследований автора, осуществлявшихся с 2004 по 2013 гг., привлекались фондовые, картографические и статистические материалы природных научно-исследовательских и проектных организаций: Управления экологии администрации городского округа г. Воронеж, Донского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов, Росприроднадзора г. Воронежа, Воронежского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, ОАО Проектного института «Гипроводхоз Центрально-Черноземного района», Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии Россельхозакадемии, Государственного научного учреждения научно-исследовательского института экономики и организации агропромышленного комплекса Центрально-Черноземного района Российской Федерации, Воронежского филиала ОАО «ГИПРОДОРНИИ», ОАО «Воронежский проектный институт «ГИПРОПРОМ»», проектной организации ОАО «Воронежпроект».

Вместе с тем, были использованы многочисленные литературные источники, космические снимки, опросные данные и др.

Теоретической и методологической основой послужили труды отечественных и зарубежных ученых: вопросы заложения и формирования палеодолин в пределах Воронежской области рассматривались на основе анализа работ К.И. Геренчука, Г.И. Раскатова, М.Н. Грищенко, Г.В. Холмового и др.; анализ роли физико-географических условий в формировании и развитии речных систем и их бассейнов осуществлялся на учете научного наследия А.П. Павлова, В.Р. Вильямса, А.Г. Курдова, С.И. Костина, В.М. Мишона и др.; при

изучении структурно-динамической организации ландшафтов речных бассейнов в качестве теоретико-методологической основы исследования использовались работы: Ф.Н. Милькова, В.В. Козина, В.И. Федотова, В.Б. Михно, К.А. Дроздова, В.Н. Двуреченского, А.И. Нестерова, A.B. Бережного и др.; рассмотрение природных особенностей бассейнов малых рек с позиций бассейновой концепции базируется на анализе работ, авторами которых являются: P.E. Хортон, A.A. Вирский, А. Стралер, В.П. Философов, Ю.Г. Симонов, В.И. Шмыков и др.; для изучения ландшафтно-экологического состояния, прогнозирования и разработки оптимизирующих мероприятий бассейнов малых рек использовались работы А.Я. Смирновой, B.JI. Бочарова, В.А. Дмитриевой, В.Б. Михно и др.

Методика проведения исследований ландшафтов бассейнов малых рек строится на теоретических и методологических разработках Ф.Н. Милькова, Д.Л. Арманда, К.Н. Дьяконова, Н.С. Касимова, B.C. Тикунова, H.JI. Беручашвили и В.К. Жучковой, П.Г. Шищенко, Б.И. Кочурова и др.

Значительная часть работы выполнена на основе компьютерных технологий с использованием программных пакетов Maplnfo, Photoshop, CorelDRAW, Microsoft Office.

Научная новизна и теоретическая значимость данного исследования заключается в следующем: установлена роль естественных и антропогенных факторов в формировании ландшафтов бассейнов малых рек; определена структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области; выявлена динамика ландшафтов бассейнов малых рек; осуществлен прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек; проведено физико-географическое районирование ландшафтов бассейнов малых рек; установлено ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области; определена степень трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области; разработан комплекс мероприятий по оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек; разработана система мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Практическая значимость состоит в возможном использовании материалов диссертации мелиоративными, экологическими и природоохранными организациями. Материалы работы могут быть рекомендованы научно-исследовательским и проектным организациям, занимающимся вопросами территориального планирования и рационального природопользования. Материалы частично внедрены в Управление Федеральной службы по надзору в сферу природопользования (Росприроднадзор) по Воронежской области и в проектную организацию ОАО Компания «Стройинвестиция».

Достоверность результатов исследований обеспечена использованием большого объема репрезентативных данных, отобранных в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами, применением современных статистических методов обработки и анализа исходного материала, обстоятельной аргументацией принятых допущений и ограничений при разработке методики оценки ландшафтов бассейнов малых рек, а также

привлечение системного и балансового методов исследования, моделирования и компьютерных технологий.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в форме докладов и выступлений на ежегодных научных конференциях Воронежского госуниверситета, а также на научно-практической конференции «Ландшафтно-экологические аспекты развития региональных и муниципальных систем ООПП» (Липецк, 2004), 2 Всероссийской научно-практической конференции «Эколого-географические исследования в речных бассейнах» (Воронеж, 2004), 5 межрегиональной научно-производственной конференции «Региональный мониторинг и оценка земель. Современные проблемы и пути решения» (Воронеж, 2004), 4-й Международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2007), конференции 4 чтения, посвященные 90-летию со дня рождения Ф.Н. Милькова «Современные проблемы оптимизации, рациональной организации и устройства развития ландшафтов» (Воронеж, 2008), 4-й международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2008), на международной научно-практической конференции «Географические исследования: история, современность и перспективы» (Курск, 2010), 4 межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы экологической безопасности» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции молодежной научной школы «Современные проблемы географии и гидрологии суши» (Москва, 2010), съезде РГО (Москва, 2010), Всероссийской научной конференции «Проблемы территориальной организации природы и общества, посвященной 90-летию со дня рождения д.г.н., профессора Ю.П. Михайлова» (Иркутск, 2012), 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Году охраны окружающей среды в Российской Федерации «Экологическая безопасность нашего будущего» (Воронеж, 2013).

Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 2 работы - в ведущем рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Структурно-функциональная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, как парадинамическая система тесно взаимосвязанных междуречных и долинно-речных природно-территориальных комплексов.

2. Современные тенденции трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области носят регрессивный характер.

3. Физико-географическое районирование и региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

4. Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области.

5. Рекомендации по оптимизации и организация мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 221 источник, в том числе 26 источников иностранной литературы. Диссертация в основном тексте иллюстрирована 19 таблицами и 55 рисунками.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель работы, определены задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Теоретические и методологические основы изучения ландшафтов бассейнов малых рек» содержит анализ источников литературы о теоретических и прикладных аспектах изучения ландшафтов бассейнов малых рек; проведен анализ факторов формирования ландшафтов бассейнов малых рек; выявлены принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Во второй главе «Структурно-динамическая организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области» рассматривается структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек, выделены генетические разновидности ПТК бассейнов малых рек, определено взаимодействие ландшафтов бассейнов малых рек, выявлены парадинамические системы ландшафтов бассейнов малых рек, проведен анализ динамики и составлен прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Третья глава «Региональные особенности ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области» посвящена физико-географическому районированию ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области и характеристике ландшафтов бассейнов малых рек Среднерусской возвышенности, Окско-Донской низменности и Калачской возвышенности.

В четвертой главе «Современное ландшафтно-экологическое состояние и пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области» представлен анализ ландшафтно-экологического состояния ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, определены основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области; определена система мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

В заключении обобщаются результаты исследования и формулируются основные теоретические закономерности, а также прикладные аспекты исследования.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Структурно-функциональная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, как парадинамическая система тесно взаимосвязанных междуречных и долинно-речных ириродно-территориальных комплексов Бассейны малых рек - своеобразные геосистемы, состоящие из генетически неоднородных долинно-речных и междуречных ландшафтов. Им

свойственна достаточно сложная структурно-динамическая организация природно-территориальных комплексов локального уровня - фаций, урочищ, местностей. Ландшафты бассейнов малых рек тесно взаимосвязаны направленными потоками вещества и образуют своеобразные парадинамические системы ПТК (рис.1).

Условные обозначения:

типы местности: Пл - плакормый; Скл - склоновый; Зп - зандровый; ОВ - остаицово-водораздельный; Мн - междуречно-недренированпый; Нт - надпойменно-террасовый; П - пойменный

- границы парадинамической ландшафтной системы бассейна малой реки

* ► связи между подсистемами ландшафтов бассейна малой реки ) внешние связи парадинамической ландшафтной системы с внешней средой

«-» прямые и обратные непосредственные связи ПТК

прямые и обратные опосредованные связи ПТК

Рис. 1 - Модель структурно-динамической организации ландшафтов бассейна малой реки

Развитие и функционирование ландшафтов бассейнов малых рек тесно связано с режимом и деятельностью русловых потоков вод, а также энергией направленного поверхностного стока, поступающего с площади водосборов. В частности, русловые потоки вод создают не только базис денудации, оказывая воздействие на интенсивность развития ландшафтов придолинных территорий, но и непосредственно формируют флювиальные и гидродинамические ландшафты речных долин.

На территории бассейнов малых рек четко прослеживаются и интенсивно проявляются прямые и обратные, непосредственные и опосредованные динамические связи ПТК, поддерживающиеся направленными потоками вещества (поверхностный жидкий и твердый сток, миграции химических элементов, перемещение снежных масс, грунтовых вод и т.д.), предопределяющими своеобразие формирующихся здесь ландшафтов.

Структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек представлена типами местности, типами урочищ и типами фаций. Для бассейнов малых рек характерны следующие типы местности:

1. Долипно-речных ландшафтов:

• пойменный;

• надпойменно-террасовый;

• склоновый.

2. Междуречных ландшафтов:

• плакорный;

• склоновый;

• междуречно-недренированный;

• зандровый;

• останцово - водораздельный.

Наиболее полные представления о природной специфике ландшафтов бассейнов малых рек можно получить на основе учета их структурных и генетических особенностей. Для этой цели автором была разработана структурно-генетическая классификация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области (табл.1).

Таблица 1

Структурно-генетическая классификация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области_

Таксон Основание делания Параметры ландшафтов

Семейство Региональная локализация на уровне физико-географических зон Типы ландшафтов: лесостепной и степной

Класс Высотная дифференциация Равнинные: возвышенные, низменные

Род Характер литогенной основы Суглинистые, песчано-глинистые, мело-мергельные, суглинисто-меловые, морено-меловые

Тип Морфолого-генетическое (типологическое) единство Типы местности: плакорный, склоновый, пойменный, надпойменно-террасовый, зандровый, останцово-водораздельный, междуречно-недренированный

Вид Сходство структуры доминирующих урочищ Пример: ровняди с разнотравно-злаковыми степями на черноземах выщелоченных, холмисто-грядовые поднятия с сосновыми лесами на супесчаных почвах, пологонаклонные поверхности с дубравами на серых лесных почвах, распаханные пологоволнистые поверхности с агрофитоценозами на обыкновенных черноземах

Установлено, что в пределах бассейнов малых рек принимают участие различные типы местности (табл.2). Каждому их них свойственен свой состав доминирующих урочищ. Например, доминирующими урочищами в пойменном типе местности являются тип урочищ илистого сильнозаросшего водной растительностью речного русла, в склоновом типе местности - урочища среднекрутых (от 3° до 5-8°) придолинных и прибалочных склонов с разнотравно-злаковой растительностью на смытых почвах, а на плакоре - тип урочищ пологонаклонных распаханных поверхностей привершинного водораздела с черноземовидными почвами.

Таблица 2

Типы местности бассейнов малых рек Воронежской области (фрагмент)

Название реки Площадь, км2 Общая площадь бассейна, км2

пойменный склоновый надпойменно-террасовый плакорный останцово-водораздельный зандровый Междуречный недренированнный

Левая Богучарка 37,1 398,2 2,5 261,8 249,9 949,5

Криуша 93,5 252,8 130,1 355,8 832,2

Еманча 29,5 136,6 221,9 388

Ивница 20,3 49,7 7,3 77,3

Ольшанка 11,9 58 81,2 151,1

Правая Хава 16,3 58,1 0,4 151,6 47 273,4

Курлак 77,5 169,3 9,1 398,2 654,1

Чигла 27,4 86,8 16,8 273,9 19,5 424,4

Чигорак 2,6 38,3 11,6 82,1 134,6

Кисляй 0,7 45,4 75 121,1

Таким образом, ландшафты бассейнов малых рек - парадинамическая система, тесно взаимосвязанных долинно-речных и междуречных ПТК, которой присуща своеобразная структурно-динамическая организация.

Современные тенденции трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области носят регрессивный характер

В пределах Воронежской области трансформация ландшафтов бассейнов малых рек зависит от многих естественных и антропогенных факторов и проявляется с различной интенсивностью. Наиболее часто она сопровождается регрессивным развитием ландшафтов. В большей мере это свойственно долинно-речным комплексам.

Исчезновение рек вызвало достаточно интенсивную трансформацию долинно-речных ландшафтов. В ряде речных долин деградировал пойменный тип местности, видоизменились надпойменно-террасовые и склоновые местности. Об этом наглядно свидетельствуют, прежде всего, структурные изменения ландшафтов на уровне фаций и урочищ.

Особенно существенны изменения структуры долинных ландшафтов произошли в рамках пойменного типа местности на тех участках речных долин, где исчезли русла рек и понизился уровень подземных вод, что предопределило здесь интенсивную трансформацию пойменных наземных и аквальных комплексов. В результате этого произошла перестройка взаимосвязей между многими физико-географическими компонентами пойменных урочищ, что привело к коренным изменениям последних, а порой предопределило их деградацию. В частности, в ряде мест исчезли аквальные комплексы озер-

стариц и речных русел, деградировали болота и заливные луга, черноолыланники и другие характерные урочища пойменного типа местности. В итоге пойменный тип местности утратил свойственные ему признаки и перешел в стадию постпойменного состояния.

Например, проведенный нами анализ изменений ландшафтов бассейна р. Ольшанки притока реки Девица показал, что в результате сокращения русла реки за период с 1964 по 2008 год на 4 км, произошла перестройка типов местности в верховьях её долины. Особенно это отразилось на пойменном типе местности. Пойменный тип местности утратил свойственные ему признаки и перешел в стадию постпойменного состояния (рис.2).

1964 г. 2008 г.

Масштаб I см - 3 км

Легенда:

нос пкшмсшюс состояние пойменный тип местности склоновый тип местности плакорнын тип местности

Рис. 2 - Трансформация ландшафтов бассейна р. Ольшанки

Ландшафты, находящиеся в постпойменном состоянии по совокупности свойств, обычно занимают переходное положение между пойменным и надпойменно-террасовым типами местности или пойменным и склоновым типами местности, отличаясь от них структурно-динамической организацией ПТК. Учет этого обстоятельства особенно необходим при ландшафтно-экологическом земледелии, разработке мелиоративных мероприятий и создании ландшафтно-экологического каркаса.

Усиление экологической напряженности в малых речных бассейнах сказывается и на смежных с ними территориях - прежде всего на долинно-речиых ландшафтах средних и крупных рек области, что в конечном итоге негативно отражается на природно-ресурсном потенциале и экологической обстановке региона. В этой связи поддержание оптимальных ландшафтно-экологических условий на территории бассейнов малых рек является приоритетной задачей. Решение её требует разносторонней информации о природных особенностях, состоянии и направленности развития ландшафтов

малых речных бассейнов. Особую значимость приобретает установление предстоящих изменений ландшафтных комплексов локального уровня (местностей, урочищ, фаций), образующих структурно-функциональный каркас бассейнов малых рек. Реализация этого положения возможна на основе ландшафтного прогнозирования.

Ведущим методом при составлении прогноза изменений ландшафтов долинно-речных комплексов использовался метод физико-географической экстраполяции, заключающийся в продлении ранее установленных тенденций развития ландшафтов на их динамику в будущем.

Имеющаяся информация позволила четко ограничить внутривековой период развития долинно-речных ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области с 1964 г. по 2008 г. Этот отрезок времени отражает наиболее полные данные о развитии рассматриваемых ландшафтов в прошлом и настоящем. Проведенные расчеты позволяют сделать вывод о том, что в ближайшей перспективе (до 2050 г.) наиболее интенсивная трансформация ландшафтов бассейнов малых рек будет свойственна южной и западной части Воронежской области, располагающейся на Среднерусской и Калачской возвышенностях. Менее интенсивно эти процессы проявятся в северной части области на территории Окско-Донской низменной равнины.

Результаты прогнозирования раскрывают важнейшую региональную особенность эволюции ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области - повсеместно выраженный регрессивный характер их развития. Об этом свидетельствует уменьшение общей длины русел малых рек (рис. 3).

Рис. 3 - Региональные особенности изменения общей длины русел малых рек Воронежской области

В конечном итоге возможно снижение ландшафтного разнообразия, сокращение природно-ресурсного потенциала и ослабление экологически оптимизирующей роли долинно-речных комплексов. Своевременный учет этого обстоятельства будет способствовать успешному решению задач, связанных с рациональным природопользованием и оптимизацией экологической обстановки на территории Воронежской области.

Физико-географическое районирование и региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области

В предлагаемом нами районировании ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области впервые была предпринята попытка дифференцировать ландшафты бассейнов малых рек на региональной основе с учетом морфолого-генетических и структурно-динамических их особенностей.

На основе анализа результатов полевых исследований, наложения частных и комплексных видов физико-географического районирования, анализа специфики сочетания внутри каждой региональной единицы типологических ПТК исследуемая нами территория по условиям формирования структуры бассейнов малых рек подразделена на три района: Среднерусский, Окско-Донской и Калачский. Учитывая зональные отличия, районы подразделены на подрайоны: лесостепные и степные (рис. 4).

плакорный тип местности I склоновый тип местности I надпойменно-террасовый тип местности I пойменный тип местности I зандровый тип местности

I междуречно-недренированный тип местности I останцово-водораздельный

| ^ ---1 граница района

граница подрайона

1 - Среднерусский район А - лесостепной подрайон Б - степной подрайон

2 - Окско - Донской район А - лесостепной подрайон

3 - Калачский район

А - лесостепной подрайон Б - степной подрайон

Рис. 4 ~ Физико-географическое районирование бассейнов малых рек Воронежской области

Ландшафтная структура бассейнов малых рек Среднерусского района характеризуется разнообразием природно-территориальных комплексов локального уровня, входящих в состав плакорного, останцово-водораздельного, склонового, надпойменно-террасового и пойменного типов местности.

Ландшафтные особенности бассейнов малых рек Среднерусского района наиболее ярко проявляются в условиях склонового типа местности. Склоновый тип местности в пределах бассейнов малых рек включает крутые коренные склоны побережий балок и оврагов. Ему присущи глубокое расчленение рельефа, значительная интенсивность современных геоморфологических процессов, сравнительно высокая залесенность, широкое распространение обнажений мело-мергельных пород и эродированных почв. Характерными урочищами, получившими здесь распространение, являются крутые остепненные склоны с сильно смытыми выщелоченными, оподзоленными и остаточно-карбонатными черноземами, меловыми обрывами, меловыми тимьянниками и меловыми иссопниками.

При изучении ландшафтных особенностей бассейнов малых рек Воронежской области в пределах Среднерусского района было установлено, что многие ландшафты здесь подвержены негативным факторам и интенсивно трансформируются. Особенно это свойственно долинно-речным комплексам, изменение которых предопределено уменьшением длины русел малых рек (рис. 5).

|!н.|||1ь

'///'У/У'/ ✓ *** ✓

Малые реки Среднерусской возвышенности

■ 1061 12008

Рис. 5 - Изменение длины водотоков малых рек Среднерусского района

В процессе исследований было выявлено, что наибольшей трансформации ландшафтов подвержены бассейны р. Левой Богучарки, р. Кантемировки, р. Малой Меженки и р. Россоши. Свидетельство тому -уменьшение длины русел рек и, как следствие этого, сокращение площади пойменного типа местности.

Ландшафтная структура бассейнов малых рек Окско-Донского района. Значительная часть бассейнов малых рек Воронежской области располагается на территории Окско-Донской низменности, представляющей собой обширную пониженную равнину, расположенную в бассейнах Оки и Дона.

Геолого-геоморфологические условия Окско-Донской низменной равнины существенным образом повлияли на формирование ландшафтной структуры бассейнов малых рек её территории, предопределив развитие, широкое распространение в данном районе ландшафтных комплексов, свойственных преимущественно пониженному и низкому вариантам плакорного типа местности и неглубоко врезанному (долинно-балочному) склоновому типу местности. В структуре бассейнов малых рек здесь преобладают плакорные местности. Так, площадь плакорного типа местности в пределах бассейна р. Курлак составляет 398, 2 км2, в пределах бассейна р. Сухая Чигла - 273, 9 км2, а бассейна р. Правая Хава - 151, 6 км2, что соответствует значительной части площади водосбора.

При анализе ландшафтной структуры бассейнов малых рек Окско -Донской низменности было установлено, что все они в той или иной мере подвержены трансформации. Особенно интенсивно трансформируются долинно-речные комплексы р. Песчанка, р. Татарка и р. Курлак. Основной причиной их изменений выступают антропогенные факторы, приводящие к деградации малых речных систем. Последнее находит подтверждение в уменьшении длины русел рек (рис. 6).

III

I 1964 12008

л» * о^

Малые реки Окско-Донской низменности

Рис. 6 - Изменение длины водотоков малых рек Окско-Донской района

Ландшафтная структура бассейнов малых рек Калачского района

достаточно разнообразна. В их строении принимают участие многочисленные конкретные местности и урочища. Отличительным признаком района является значительное участие в структуре бассейнов его рек ландшафтных комплексов склонового типа местности, а также почти повсеместное распространение возвышенного, пониженного и низменного вариантов плакорного типа местности. На отдельных участках развитие получил междуречно-недренированный тип местности, оказывающий заметное влияние на функционирование ландшафтов бассейнов малых рек.

При изучении ландшафтов бассейнов малых рек Калачской возвышенности было установлено, что многие из них подвержены интенсивной трансформации, особенно это свойственно долинно-речным комплексам р. Криуши, р. Гаврило, р. Мамоновки (рис. 7).

Малые реки Калачской возвышенности

Рис. 7 - Изменение длины водотоков малых рек Калачского района

Анализ региональных особенностей трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области свидетельствует о неоднозначном характере интенсивности структурных изменений природно-территориальных комплексов речных бассейнов. Учитывая эту особенность, автором была проведена дифференциация бассейнов малых рек по интенсивности трансформации их ландшафтов (рис. 8).

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод, что на территории Воронежской области ландшафты бассейнов малых рек подвержены трансформации, исчезновение верхних участков рек вызвало достаточно интенсивную трансформацию долинно-речных ландшафтов, а именно: в ряде речных долин деградировал пойменный тип местности, видоизменились надпойменно-террасовые и склоновые местности.

Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области

Решение экологических проблем области нередко требует четкой информации о ландшафтно-экологическом состоянии бассейнов малых рек. Для этой цели осуществлялась экологическая оценка бассейнов малых рек на основе анализа степени пригодности (благоприятности) природно-ландшафтных условий их территории для проживания человека и хозяйственной деятельности. В качестве объектов ландшафтно-экологической оценки и анализа ландшафтно-экологического состояния бассейнов малых рек были избраны типы местности и типы урочищ исследуемой территории. Индикатором их состояния было принято воздействие антропогенных факторов на ландшафты.

На основе существующих оценочных таблиц нами была построена пятибалльная шкала антропогенной деградации разных групп саморегулируемых урочищ бассейнов малых рек Воронежской области, согласно которой сумма баллов соответствует определенной стадии деградации ландшафтов: 5 баллов - оптимальные условия, соответствует 1-я стадия, при которой комплексы находятся в условно- коренном состоянии; 4 балла -

благоприятное состояние, соответствует 2-я стадия нарушенное™ ландшафта; 3 балла - пригодное состояние, соответствует 3-я стадия нарушенное™ ландшафта; 2 балла — малопригодное состояние, соответствует 4-я стадия нарушенности ландшафта; 1 балл - деградированный ландшафт, соответствует 5-я стадия нарушенности ландшафта.

Скорость изменения длины русел малых рек как индикатор трансформации долинно-речных м мним 11)111 i —Mfc I высокая (изменение длины русла реки от 100 до 500 м в год); ¡Ssfcg>1 средняя (изменение длины русла реки от 50 до 100 м в rofl);[cZz3HTrara¡r(изменение длины русла реки менее 50 м в год)

Условные обозначения:

Бассейны малых рек:1 - р. Быстрик; 2 - р. Верейка; 3 - р. Ивница; 4 - р. Серебрянка; 5 - р. Гнилуша; 6 - р. Ольшанка; 7 - р. Еманча; 8 - р. Песчанка; 9 - р. Правая Хава; 10 - р. Тамлык; 11 - р. Курлак; 12 - р. Тишанка;13 - р. Красная; 14 - р. Чигорак; 15 - р. Девица; 16 - р. Сухая Чигпа; 17 - р. Татарка; 18 - р. Калмычок; 19 - р. Сарма; 20 - р. Кисляй; 21 - р. Манина; 22 - р. Ольховатка; 23 - р. Данило; 24 - р. Гаврило; 25 - р. Свинуха; 26 - р. Малая Меженка; 27 - р. Мамоновка ; 28 - р. Криуша; 29 - р. Кантемировка; 30 - р. Лев. Богучарка. Районы ландшафтов бассейнов малых рек: А - Среднерусский; Б - Окско - Донской; В - Калачский.

Рис. 8 - Трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области

В результате полевых исследований было установлено, что большинство ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области относятся к категории

- «благоприятное состояние», которой соответствует 2-я стадия нарушенное™ ландшафта (табл.3).

Таблица 3

Антропогенная деградация разных групп саморегулируемых урочищ ландшафтов бассейнов малых Воронежской области

Бассейн рек Баллы Стадии

Кисляй 4 2

Правая Хава 4 2

Курлак 4 2

Сухая Чигла 4 2

Ивница 5 1

Песчанка 2 4

Тишанка 4 2

Красная 3 3

Татарка 4 2

Еманча 4 2

Левая Богучарка 3 3

Кантемировка 3 3

Ольшанка 4 2

Быстрик 4 2

Верейка 4 2

Серебрянка 4 2

Гнилуша 4 2

Девица 4 2

Малая Меженка 4 2

Криуша 4 2

Манина 4 2

Данило 4 2

Гаврило 3 3

Мамоновка 3 3

Выявление стадий деградации ландшафтов бассейнов малых рек показал, что данная ситуация негативно отразилась на ландшафтно-экологической ситуации Воронежской области. В результате этого остро встает вопрос об оптимизации ландшафтов Воронежской области, направленной на улучшение ландшафтно-экологической ситуации всего региона.

Рекомендации по оптимизации и организации мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области

Необходимость оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области — давно назревшая задача, предопределенная запросами практики и прежде всего необходимостью сохранения природно-ресурсного потенциала, поддержания устойчивого развитии ландшафтов, повышения их бонитета и снижения воздействия экологически неблагоприятных факторов.

Исключительно важная роль в оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек принадлежит мелиорации, выступающей в качестве активного фактора преобразования природы. На необходимость проведения

мелиоративных мероприятий в рамках малых речных бассейнов указывают следующие причины: неравномерность увлажнения, периодические засухи, суховеи, частые раннеосенние и поздневесенние заморозки, неравномерное распределение снежного покрова, многолетняя эксплуатация почв и др.

Основными видами мелиораций ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области могут выступать: водные, снежные, фитомелиорации, климатические и земельные мелиорации.

Потребность в улучшении ландшафтов малых речных бассейнов при помощи водных мелиораций может быть установлена на основе детального изучения природной специфики конкретных комплексов, избранных для мелиорации. Поскольку ведущим фактором мелиорации в данном случае является вода, особое внимание должно уделяться рассмотрению возможной реакции преобразуемого ландшафтного комплекса на различную степень увлажнения. В условиях рассматриваемого региона целесообразны два способа водных мелиораций: орошение и обводнение. В этих способах проведения водных мелиораций испытывают потребность ландшафты многих речных бассейнов малых рек Воронежской области.

Мелиорация ландшафтов путём регулирования снежного покрова должна строиться на основе учёта хозяйственных потребностей, ландшафтообразующей роли снежного покрова и природных особенностей мелиорируемых территорий. В пределах речных бассейнов позитивную ландшафтно-экологическую роль может играть как снегозадержание, так и снегонакопление.

Ландшафты бассейнов многих малых рек исследуемой территории испытывают потребность в фитомелиорации - комплексе мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания растительных сообществ. Фитомелиоративные меры позволяют снижать интенсивность эрозионных процессов, улучшать микроклиматические условия и водный режим ПТК малых речных бассейнов.

Многие ландшафтные комплексы бассейнов малых рек могут быть оптимизированы при помощи климатических мелиораций. Особенно перспективно применение микроклиматических мелиораций.

Микроклиматические мелиорации, прежде всего, позволяют при ведении сельского хозяйства избежать последствий аномальных климатических условий (суровые малоснежные зимы, засухи, суховеи, поздневесенние и раннеосенние заморозки и др.) в значительной степени осложняющих сельскохозяйственное производство.

В пределах территории бассейнов малых рек Воронежской области почти повсеместно необходимо проведение земельных мелиораций, основной целью которых является борьба с эрозией почв, повышение плодородия земель, устранение негативных явлений, вызванных карстом, оползнями, суффозией и др.

В связи с высокой степенью антропогенной преобразованное™ ландшафтов обозначилась необходимость управления ландшафтно-экологической обстановкой бассейнов малых рек. Достигнуто это может быть

на основе мелиорации, рациональной организации и охраны долинно-речных и междуречных природных комплексов. Эффективное и устойчивое функционирование геосистем бассейнов малых рек требует постоянных наблюдений и контроля, что вызывает необходимость организации соответствующего мониторинга.

Ландшафтный мониторинг. С целью организации наблюдений за состоянием и динамикой природно-территориальных комплексов бассейнов малых рек Воронежской области автором определены основные задачи, принципы и методы мониторинга ландшафтов наиболее типичных малых речных бассейнов.

В данном случае к главным задачам ландшафтного мониторинга принадлежат:

- слежение за состоянием и динамикой ландшафтов бассейнов малых рек, испытывающих на себе воздействие как естественных, так и антропогенных факторов;

- прогнозирование и управление развитием ландшафтов бассейнов малых

рек.

Решение этих задач потребовало разработки принципов и методов слежения ландшафтов, привлечения разнообразных исходных данных, и прежде всего, крупномасштабной ландшафтно - картографической основы создания банка данных о природной специфике долинно-речных ландшафтов и

др.

Для апробации принципов и методов организации мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области избраны ключевые участки в различных региональных структурах - лесостепной и степной зонах, Среднерусской и Окско-Донской провинциях. В систему мониторинга включены бассейны малых рек: р. Быстрик; р. Верейка; р. Ивница; р. Серебрянка; р. Гнилуша; р. Олынанка; р. Еманча; р. Песчанка; р. Правая Хава; р. Тамлык; р. Курлак; р. Тишанка; р. Красная; р. Чигорак; р. Девица; р. Сухая Чигла; р. Татарка; р. Калмычок; р. Сарма; р. Кисляй; р. Манина; р. Ольховатка; р. Данило; р. Таврило; р. Свинуха; р. Малая Меженка; р. Мамоновка; р. Криуша; р. Кантемировка; р. Левая Богучарка. На территории некоторых речных бассейнов уже ведутся мониторинговые исследования.

Для проведения мониторинговых исследований нами были использованы следующие методы:

1) метод ландшафтного картографирования

2) метод ландшафтного профилирования

3) метод сравнительного анализа состояния ландшафта путем повторного картографирования.

Полученные результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что организация и развитие системы мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек будет способствовать не только углубленному изучению и установлению их современного состояния, но и позволит решить ряд задач, связанных с рациональным природопользованием в пределах Воронежской области.

ВЫВОДЫ

1. Сформулировано понятие структурно-функциональной организации ландшафтов бассейнов малых рек с позиций парадинамической концепции, согласно которой бассейн малой реки представляет собой геосистему, состоящую из пространственно смежных в пределах площади водосбора типологических единиц, характеризующихся наличием между ними тесных взаимосвязей, поддерживаемых направленными потоками вещества и энергии.

2. Определена структурно-генетическая организация ландшафтов бассейнов малых рек и разработана структурно-генетическая классификация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, основанная на учете региональных различий, высотной дифференциации, морфолого-генетического единства типов местности и сходства структуры доминирующих урочищ.

3. Установлены основные факторы формирования и генетические типы современных ландшафтов малых речных бассейнов. В строении бассейнов малых рек исследуемой территории принимают участие различные по генезису (происхождению) ландшафты: природные (естественные), природно-антропогенные и антропогенные.

4. В результате анализа динамики ландшафтов бассейнов малых рек на территории Воронежской области впервые выделено постпойменное состояние пойменного типа местности, которое по совокупности свойств характерно ландшафтам, занимающим переходное положение между пойменным и надпойменно-террасовым типами местности или пойменным и склоновым типами местности. Ландшафты постпойменного развития существенно отличаются от предшествующих им пойменных ПТК.

5. На основе экстраполяции проведено прогнозирование возможных изменений ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области (до 2050 года) в условиях Окско-Донской низменной равнины, Среднерусской возвышенности и Калачской возвышенности. Результаты прогнозирования раскрыли важнейшую региональную особенность эволюции ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, заключающуюся в повсеместно выраженной регрессивной трансформации долинно-речных ПТК.

6. Впервые осуществлено районирование малых речных бассейнов, рассмотрены их региональные структуры и особенности трансформации ландшафтов в пределах Среднерусской возвышенности, Окско-Донской низменной равнины и Калачской возвышенности.

7. Результаты исследований структуры ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области легли в основу оценки ландшафтно-экологического состояния малых речных бассейнов. Выявлена антропогенная деградация разных групп саморегулирующихся урочищ, а также выполнена оценка ландшафтно-экологического состояния эталонных бассейнов малых рек Воронежской области.

8. Разработан комплекс мероприятий по оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, основанный на применении приоритетных видов мелиорации - водных, снежных, климатических, земельных и фитомелиораций.

9. Разработана система мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек. Принципы организации мониторинга базируются на учете региональных, типологических, динамических, геохимических и экологических условий бассейнов малых рек. Полученные данные свидетельствуют о том, что создание мониторинга будет способствовать не только углубленному изучению и установлению современного состояния ландшафтов бассейнов малых рек, но и позволит решить ряд задач, связанных с рациональным природопользованием в пределах Воронежской области.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Михно В.Б. Особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / В.Б. Михно, Е.В. Жигулина (Кандыбко) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. - 2006. - № 1. - С. 9-16.

2. Жигулина Е.В. Прогнозирование изменений ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина, В.Б. Михно // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. - 2013. - № 1. - С. 172-179.

3. Кандыбко (Жигулина) Е.В. Роль неотектоники и формирования ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Кандыбко (Жигулина) // Эколого-географические исследования в речных бассейнах: материалы международ, науч.-практ. конф., 8-10 окт. 2004 г., г. Воронеж - Воронеж: Изд-во ВПГУ, 2004. - С. 123-125.

4. Кандыбко (Жигулина) Е.В. Ландшафтно-экологическое состояние малых рек Воронежской области / Е.В. Кандыбко (Жигулина) // Ландшафтно-экологические аспекты развития региональных и муниципальных систем ООПТ: материалы науч.-практ. конф., 3 июня 2004 г. Липецк: Изд-во облкомгосстат, 2004 . - С. 42-46.

5. Кандыбко (Жигулина) Е.В. История изучения ландшафтов речных бассейнов Воронежской области / Е.В. Жигулина (Кандыбко) // Вестник Воронеж, отд. Рус. геогр. о-ва. - Воронеж: Изд-во ВГПУ, 2005 . - Т. 5. -С. 10-14.

6. Михно В.Б. Проблемы организации мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / В.Б. Михно, Е.В. Кандыбко (Жигулина) // Региональный мониторинг и оценка земель. Опыт. Современные проблемы и пути решения: материалы 5 Межрегион, науч.-производственной конф. 29 дек. 2004 г.: сб. ст. - Воронеж: Изд-во института мониторинга, 2005. - С. 35-39.

7. Жигулина Е.В. Влияние антропогенных факторов на формирование ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Наука на рубеже тысячелетий: сб. материалов 4-й междунар. науч.-пракг. конф, 30-31 окт. 2007 г. - Тамбов: Изд-во ТАМБОВПРИНГ, 2007. -С. 216-218.

8. Жигулина Е.В. Современные тенденции трансформации долинно-речных ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Современные проблемы оптимизации, рациональной организации и устойчивого развития ландшафтов: материалы 4-й регион.конф., посвящ. 90-лет. со дня рожд. Ф.Н.Милькова, 19-21 мая 2008 г. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 2008. - С. 48-51.

9. Жигулина Е.В. Вопросы создания мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Глобальный научный потенциал: сб. материалов 4-й междунар. науч.-практ. конф., 30 июня 2008 г. - Тамбов: Изд-во ТАМБОВПРИНГ, 2008. - С. 137-138.

Ю.Михно В.Б. Принципы и методы организации мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / В.Б. Михно, Е.В. Кандыбко (Жигулина) //Проблемы и перспективы экологической безопасности: материалы VI Межрегиональной научно-практической конференции, 20 мая 2010г. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2010. - С. 66-68.

П.Жигулина Е.В. Дистанционные методы изучения ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Современные проблемы географии и гидрологии суши: сб. ст. участников Всерос. молодеж. науч. шк. (Красновидово, 22-25 сент. 2010 г.). - М.: Географический факультет МГУ, 2010. - С. 32-33.

12.Михно В.Б. Антропогенное воздействие на ландшафты бассейнов малых рек Воронежской области / В.Б. Михно, Е.В. Жигулина // Географические исследования: история, современность и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф. г. Курск, 23-24 апр. 2010 г. - Курск: Изд-во Курск, гос. ун-т, 2010. - С. 146-149.

1 З.Жигулина Е.В. Рекреационные особенности ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Рекреация и туризм в регионе: современные проблемы развития, территориальной организации и управления: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 20-21 окт. 2010 г.). - Воронеж: Изд-во ВГПУ, 2010 С. 224-226.

14. Жигулина Е.В. Современное состояние ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Труды XIV съезда Русского

географического общества (Санкт-Петербург, 11-14.12.2010) [СБ-диск]. -Спб., 2010 . - Т. 2; Ч. 2. - С. 140-144.

15.Жигудина Е.В. Влияние деградации малых рек на ландшафты Воронежской области /Е.В. Жигулина // Глобальный научный потенциал: сб. материалов 4-й междунар. науч.-практ. конф., 30 октября 2011 г. — Тамбов: Издательский дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2011. - С. 137-140.

16.Жигулина Е.В. Прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Проблемы территориальной организации природы и общества: материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Ю.П. Михайлова, 30 окт.-1 ноября 2012 г., г. Иркутск. - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2012 . - С. 272-274.

17.Жигулина Е.В. Динамика ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Структурно-динамические особенности, современное состояние и проблемы оптимизации ландшафтов: материалы Пятой международной конференции, посвященной 95-летию со дня рождения Ф.Н. Милькова (15-17 мая 2013 г.).— Воронеж: Изд-во «Истоки», 2013 .-С. 151-153.

18.Жигулина Е.В. Использование ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области / Е.В. Жигулина // Экологическая безопасность нашего будущего: материалы 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Году охраны окружающей среды в Российской Федерации, 23 мая 2013 г. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2013.-С. 89-92.

Работы №1 и №2 опубликованы в ведущем рецензируемом издании, соответствующем перечню ВАК РФ.

Подписано в печать 11.10.2013г. Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 2883.

Отпечатано с готового оригинал-макета

в ООО «Цифровая полиграфия» 394036, г.Воронеж, ул. Ф. Энгельса,52, тел. (473)261-03-61

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Жигулина, Евгения Викторовна, Воронеж

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

04201365860

ш

Ш правах рукописи

М

1

Жигулина Евгения Викторовна

Г"

ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ БАССЕЙНОВ МАЛЫХ РЕК

ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

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

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор Михно Владимир Борисович

Воронеж-2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1 Теоретические и методологические основы изучения

ландшафтов бассейнов малы рек. 9

1.1 Вопросы теории формирования ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 9

1.1.1 Сущность понятия «ландшафты бассейнов малых рек». 9

1.1.2 Основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек. 12

1.1.3 Теоретические аспекты бассейновой концепции. 21

1.2 Факторы формирования ландшафтов бассейнов малых рек 23

1.2.1 Влияние естественных факторов на формирования ландшафтов бассейнов малых рек. 23

1.2.2 Влияние антропогенных факторов на формирования ландшафтов бассейнов малых рек. 31

1.3 Принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 35

1.3. 1 Принципы исследований ландшафтов бассейнов малых

рек. 35

1.3. 2 Методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек. 40 Глава 2 Структурно-динамическая организация и развитие

ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 56

2.1. Структурная организация ландшафтов бассейнов малых

рек. 56

2.2. Генетические разновидности ПТК бассейнов малых рек. 62

2.3. Взаимодействие ландшафтов бассейнов малых рек. 64

2.4. Парадинамические системы ландшафтов бассейнов малых

рек. 66

2.5. Динамика ландшафтов бассейнов малых рек. 68

2.6. Прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек. 74

Глава 3 Региональные особенности ландшафтов бассейнов малых

рек Воронежской области. 84

3.1. Физико-географическое районирование ландшафтов бассейнов малых рек. 84

3.2. Ландшафты бассейнов малых рек Среднерусского района. 85

3.3. Ландшафты бассейнов малых рек Окско-Донского района. 99

3.4. Ландшафты бассейнов малых рек Калачского района. 113 Глава 4 Современное ландшафтно-экологическое состояние

бассейнов малых рек Воронежской области. 121

4.1. Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых

рек. 121

4.2. Основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек. 143

4.3. Мониторинг ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области. 167

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 171

Список литературы 173

ВВЕДЕНИЕ

Малые реки совместно с ландшафтами их бассейнов играют значительную роль в поддержке экологического равновесия Воронежской области. Будучи своеобразными ландшафтными «узлами» локального уровня, они не только чутко реагируют на любые изменения природной среды, но и оказывают воздействие на состояние и функционирование ландшафтов смежных территорий. В последние десятилетия под воздействием негативных естественных и антропогенных факторов усиливаются тенденции регрессивной направленности развития ландшафтов бассейнов малых рек региона. Свидетельство тому - интенсивная деградация малой речной сети, снижение ландшафтного разнообразия, устойчивости, бонитета и ряда других позитивных свойств природно-территориальных комплексов бассейнов малых рек.

В конечном итоге происходит сокращение природно-ресурсного потенциала и ухудшение экологической обстановки области. Учет этого обстоятельства необходим, прежде всего, при разработке мероприятий, направленных на оптимизацию ландшафтно-экологического состояния и совершенствование системы рационального природопользования в данном регионе. Однако реализация этих задач сильно затруднена вследствие недостаточной изученности ландшафтных особенностей бассейнов малых рек.

Отсутствие необходимой информации о структуре, генезисе, динамике, взаимосвязях и направленности развития ландшафтов тех или иных конкретных малых речных бассейнов - главный фактор сдерживания планирования и проектирования целого ряда природостабилизирующих и оптимизирующих экологические условия мероприятий.

В этой связи особую актуальность приобретает изучение структурно-динамической организации и современного состояния ландшафтов бассейнов малых рек. Учет региональных, ландшафтно-типологических и парадинамических особенностей природно-территориальных комплексов, образующих бассейны малых рек, позволяет установить их ландшафтно-экологическое состояние, тенденции развития, степень трансформации под

воздействием антропогенных и естественных факторов. Результаты полученных исследований могут быть использованы при оценке ландшафтно-экологического состояния, совершенствовании системы природопользования и оптимизации природной среды Воронежской области. Достижение поставленной в работе цели, на наш взгляд, наиболее рационально с позиций бассейновой парадинамической концепции ландшафтов, получившей научное обоснование в трудах Ф.Н. Милькова.

Объект исследований - ландшафты бассейнов малых рек в пределах Воронежской области. Малыми принято считать реки с площадью водосбора менее 1000 км2.

В качества предмета выступает трансформация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Цель исследования заключается в изучении структурно-динамических особенностей ландшафтов бассейнов малых рек, региональных особенностях, оптимизации и рациональном использовании природных ресурсов ландшафтов бассейнов малых рек.

Задачи исследования:

1. Проанализировать основные направления изучения ландшафтов бассейнов малых рек.

2. Определить роль естественных и антропогенных факторов в формировании современных ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

3. Обосновать принципы и методы исследований ландшафтов бассейнов малых рек.

4. Установить региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

5. Осуществить физико-географическое районирование и прогнозирование ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

6. Провести ландшафтно-экологическую оценку современного состояния бассейнов малых рек исследуемой территории.

7. Определить основные пути оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек.

8. Разработать систему мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Решение поставленных задач строилось на материалах личных полевых исследований автора, осуществлявшихся с 2004 по 2013 гг., привлекались фондовые, картографические и статистические материалы природных научно-исследовательских и проектных организаций. Вместе с тем, были использованы многочисленные литературные источники, космические снимки, опросные данные и др. Значительная часть работы выполнена на основе компьютерных технологий с использованием программных пакетов Maplnfo, Photoshop, CorelDRAW, Microsoft Office.

Научная новизна и теоретическая значимость данного исследования заключается в следующем:

- установлена роль естественных и антропогенных факторов в формировании ландшафтов бассейнов малых рек;

- определена структурная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области;

- выявлена динамика ландшафтов бассейнов малых рек; осуществлен прогноз развития ландшафтов бассейнов малых рек;

- проведено физико-географическое районирование ландшафтов бассейнов малых рек;

- установлено ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области;

- определена степень трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области;

- разработан комплекс мероприятий по оптимизации ландшафтов бассейнов малых рек;

- разработана система мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Положения, выносимые на защиту.

1. Структурно-функциональная организация ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области, как парадинамическая система тесно взаимосвязанных междуречных и долинно-речных природно-территориальных комплексов.

2. Современные тенденции трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области носят регрессивный характер.

3. Физико-географическое районирование и региональные особенности трансформации ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

4. Ландшафтно-экологическое состояние бассейнов малых рек Воронежской области.

5. Рекомендации по оптимизации и организация мониторинга ландшафтов бассейнов малых рек Воронежской области.

Практическая значимость состоит в возможном использовании материалов диссертации мелиоративными, экологическими и природоохранными организациями. Материалы работы могут быть рекомендованы научно-исследовательским и проектным организациям, занимающимся вопросами территориального планирования и рационального природопользования. Материалы частично внедрены в Управление Федеральной службы по надзору в сферу природопользования (Росприроднадзор) по Воронежской области и в проектную организацию ОАО Компания «Стройинвестиция».

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в форме докладов и выступления на ежегодных научных конференциях на факультете, в том числе на научно-практической конференции «Ладншафтно-экологические аспекты развития региональных и муниципальных систем ООПП» (Липецк, 2004), 2 Всероссийской научно-практической конференции «Эколого-географические исследования в речных бассейнах» (Воронеж, 2004), 5 межрегиональной научно-производственной конференции «Региональный

мониторинг и оценка земель. Современные проблемы и пути решения» (Воронеж, 2004), 4-я Международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2007), конференции 4 чтения, посвященные 90-летию со дня рождения Ф.Н. Милькова «Современные проблемы оптимизации, рациональной организации и устройства развития ландшафтов» (Воронеж, 2008), 4-й международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2008), на международной научно-практической конференции «Географические исследования: история, современность и перспективы» (Курск, 2010), 4 межрегиональной научно-практической конференции «проблемы и перспективы экологической безопасности» (Воронеж, 2010), Всероссийской конференции молодежной научной школы «Современные проблемы географии и гидрологии суши» (Москва, 2010), съезде РГо (Москва, 2010), Всероссийской научной конференции «Проблемы территориальной организации природы и общества, посвященной 90-летию со дня рождения д.г.н., профессора Ю.П. Михайлова» (Иркутск, 2012), 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной Году охраны окружающей среды в Российской Федерации «Экологическая безопасность нашего будущего» (Воронеж, 2013).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 221 источник, в том числе 26 источников иностранной литературы. Диссертация в основном тексте иллюстрирована 19 таблицами и 55 рисунками.

Глава 1 Теоретические и методологические основы изучения ландшафтов бассейнов малых рек

1.1. Вопросы теории формирования ландшафтов бассейнов малых

рек Воронежской области 1.1.1. Сущность понятия «ландшафты бассейнов малых рек» Бассейны малых рек - своеобразные узлы верхнего звена долинно-речных и междуречных ландшафтов. Им свойственна достаточна сложная структурно-динамическая и генетическая организация природно-территориальных комплексов локального уровня - фаций, урочищ, местностей. Ландшафты бассейнов малых рек тесно взаимосвязаны потоками вещества и образуют своеобразные парадинамические системы ПТК [108, 127,131].

Развитие и функционирование ландшафтов бассейнов малых рек связано с режимом и деятельностью русловых потоков вод. Здесь четко прослеживается и интенсивно проявляются прямые и обратные, непосредственные и опосредованные связи ПТК, поддерживающиеся направленными потоками вещества (поверхностный жидкий и твердый сток, миграции химических элементов, перемещение снежных масс, грунтовых вод и др.), предопределяющими своеобразие формирования ландшафтов бассейнов малых рек [131].

Под «речным бассейном» обычно понимается площадь, ограниченная водораздельной линией, сток с которой идет в главную реку и ее притоки. В нашем определении подчеркивается важная роль вещественно-энергоинформационных потоков в формировании и развитии бассейна. Под «информационными потоками» мы вслед за Ф.Н. Мильковым понимаем свойства речных вод, характеризующие природные особенности бассейнов и протекающие на них процессы, в том числе антропогенные.

Речной бассейн - это хорошо структурированная система, состоящая из двух частей: междуречий и речных долин. Ф.Н. Мильков, рассматривая речной бассейн с позиций системной организации ландшафтов, выделяет долинно-речные и водораздельные подсистемы ландшафтов бассейнов рек [108].

А.Д. Арманд рассматривает речной бассейн в качестве геоинформационной системы: «русло реки - это канал связи. Сверху вниз передается информация о составе и количестве рыхлого материала, поступившего в реку; снизу вверх - информация об изменении уровня примыкающего водоема, например, озера. Террасы и строение аллювия (водные отложения) - это память системы, в которой зафиксированы изменения уровня, эрозионная деятельность реки» [5].

Важнейшим фактором системной организации ландшафтов бассейна выступает поверхностный сток. Особая роль в этом принадлежит сосредоточенному, и прежде всего, русловому стоку, т.е. рекам. В данном случае - малым рекам рассматриваемого региона. Кстати, до последнего времени понятие «малая река» трактуется по-разному, что нередко осложняет проведение ландшафтных исследований бассейнов малых рек. Учитывая это обстоятельство, рассмотрим основные представления о малой реке.

При обосновании понятия «малая река» обычно используются различные показатели, характеризующие её бассейн и русло. При этом, в зависимости от региональных условий, избранные параметры, характеризующие малую реку могут отличаться.

Как правило, рекой принято называть постоянно действующий водоток, функционирующий круглый год, либо пересыхающий или перемерзающий на очень короткий период и не каждый год. Многие исследователи считают, что малая река - водоток, протекающий в пределах одной географической (природной) зоны и имеющий сток в течение всего года. Условно к категории река малая относятся равнинные водотоки с площадью водосбора от 2000 км2 до 50 км2 [49, 101, 105, 137]. А.Г. Курдов [101, 102] малыми считает реки с площадью водосбора менее 1000 км2.

На территории Воронежской области в настоящее время насчитывается 102 малые реки (по данным А.Г. Курдова). Они играют значительную роль в питании средних и крупных рек, формировании и трансформации ландшафтов, поддержании оптимальной экологической обстановки. Считается что, если

полноводны и чисты малые реки, достаточно велик запас грунтовых вод, если хорошо действуют ключи и родники, то средние и большие реки всегда будут жизнедеятельны [102].

В.М. Мишон насчитывает 55 малых рек площадью водосбора от 150 км2 до 1000 км2. К ним относит: р. Баклуша, р. Березовка, р. Богана, р. Большая Алабушка, р. Верейка, р. Гнилая Россошь, р. Гнилуша (приток Ведуги), Гнилуша (приток р. Мамоновка), р. Девица (Нижняя Девица), р. Добринка, р. Малая Елань, р. Елизоветовка, р. Еманча, р. Ивница, р. Излегоща, р.Казинка, р. Калмычок, р. Кантемировка, р. Козьминка, р. Криница, р. Курлак, р. Левая Богучарка, р. Малая Алабушка, р. Малая Меженка, р. Малый курлак, р. Малый Эртиль, р. Мамоновка, р. Манина, р. Мантулина, р. Матреночка, р. Мечеть, р. Олыианка (приток р. Ведуги), р. Олыпанка (приток р. Девицы), р. Ольховатка, р. Паника, р. Плавица, р. Правая Хава, р. Пыховка, р. Россошки, р. Сарма, р. Свинуха, р. Скупая Потудань, р. Сухая Чигла, р. Сухой Карачан, р. Тамлык, р. Татарка, р. Терновка, р. Тишанка, р. Тойда, р. Токай, р. Топка, р.Трещевка, р. Толучеевка, р. Федоровка, р. Чигорак, р. Эртиль [135].

Автор под малой рекой понимает постоянно действующий водоток, функционирующий круглый год, либо пересыхающий или перемерзающий на очень короткий период и не каждый год с площадью водосбора не более 1000 км2.

Ландшафты бассейнов малых рек отличаются от ландшафтов бассейнов средних и больших рек. Это находит отражение в структурной организации природно-территориальных комплексов речных бассейнов. Так, речные долины средних и больших рек характеризуются хорошо развитой поймой, чаще всего выделяется низкая и высокая пойма, наличием серии морфологически выраженных надпойменных террас и четко выраженной асимметрией речной долины. В то время как долинам малых рек свойственны узкие поймы и обычно отсутствуют надпойменные террасы. Н�