Оценка степени трансформации природных ландшафтов прибрежной зоны водохранилищ юга России

Южный федеральный университет ____________________________________________________________ На правах рукописи Рыльщиков Александр Юрьевич Оценка степени трансформации природных ландшафтов прибрежной зоны водохранилищ юга России 25.00.36 геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Ростов-на-Дону 2009 Работа выполнена на кафедре агроэкологии и физиологии растений Донского государственного аграрного университета Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Назаренко Ольга Георгиевна Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор Казеев Камиль Шагидулович кандидат географических наук Жукова Светлана Витальевна Ведущая организация: ГУ Институт водных проблем РАН (ГУ ИВП РАН) Защита диссертации состоится 16 июня 2009 г в 15.00 на заседании Диссертационного Совета Д.212.208.12 при ФГОУ ВПО «Южном федеральном университете» по адресу 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге 40, геолого-географический факультет. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148) Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю Диссертационного совета по указанному выше адресу. Факс (863) 222-57-01, Email-nazarenkoo@mail.ru Автореферат разослан «____» мая 2009 года Ученый секретарь Диссертационного совета Кандидат географических наук, доцент Т.А. Смагина ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. В настоящее время природная среда испытывает сильное воздействие хозяйственной деятельности человека. Только на юге России за последние 50 лет было создано множество водохранилищ общей площадью более 4000 км2. Следует подчеркнуть, что воздействие водохранилищ на природу, хозяйство и условия жизни людей не может быть охарактеризовано однозначно, оно очень многообразно и противоречиво (Авакян, 1998). Водохранилища позволяют уменьшить или полностью ликвидировать вредные явления природы: наводнения, маловодья, сели; перераспределить сток между сезонами года и годами различной водности. Одним из опасных техноприродных процессов, связанных с созданием водохранилищ в степной зоне, является подъем уровня грунтовых вод, подтопление сельскохозяйственных угодий, развитие вторичного гидроморфизма, сопровождающегося засолением (Медовар, 1991; Новикова 2000, 2005). Эти процессы в первую очередь затрагивают такие компоненты ландшафта, как почвенный покров, гидрогеологический и гидрохимический режим грунтовых вод. В современном, весьма перспективном для практического использования, подходе к рассмотрению зоны взаимодействия водохранилища и прилегающих территорий как экотонной системы «вода-суша» (Залетаев, 1997) явно не хватает научно обоснованных критериев для оценки степени трансформированности природных комплексов. Разработка этих критериев позволит на качественном уровне определить как положительное, так и отрицательное влияние водохранилищ на прилегающие ландшафты. Цель исследований. Выявить эколого-географические закономерности трансформации компонентов природных ландшафтов на побережьях водохранилищ степной зоны юга европейской части России и оценить степень их современного преобразования на основе анализа характеристик почв, гидрогеологического и гидрохимического режимов грунтовых вод. Задачи, необходимые для достижения намеченной цели: 1. Изучить состояние природных ландшафтов прибрежной зоны водохранилищ Ростовской области и Краснодарского края по показателям, характеризующим почвенный покров, гидрогеологический и гидрохимический режим грунтовых вод. 2. Выявить индикаторные показатели трансформационных изменений почвенного покрова территорий, находящихся под длительным влиянием водохранилищ. 3. Провести сравнительную характеристику особенностей и степени трансформации ландшафтов побережий водохранилищ на основе комплексного анализа взаимосвязи почвенного покрова, гидрогеологического и гидрохимического режима грунтовых вод. 4. Оценить степень развития современного гидроморфизма и уровень опасности засоления в ландшафтах, испытывающих влияние крупных гидротехнических сооружений. Научная новизна исследований. Впервые проведены комплексные почвенно-гидрогеологические исследования прибрежной зоны крупных водохранилищ, расположенных в степных и сухостепных ландшафтах на юге европейской части России. На единой методологической основе, с использованием метода топо-экопрофилей, собран материал, характеризующий степень трансформации ландшафтов при длительном воздействии вод водохранилищ. Установлены индикаторные показатели степени изменений гидрологического и гидрохимического режима ландшафтов в виде морфологических и физико-химических свойств почвенного профиля, не характерных для зональных почв. Определена степень засоления и предложена шкала оценки опасности развития процессов вторичного засоления почвенного покрова для сухостепных сухих морских аккумулятивных ландшафтов Кумо-Манычской впадины. Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы при оценке степени антропогенного влияния искусственных гидротехнических сооружений на наземные экосистемы, организации землепользования и водоохранных территорий вокруг искусственных водоемов, а также при планировании строительства новых водохранилищ. Метод комплексного топо-экопрофилирования может быть рекомендован при проведении мониторинговых исследований и природоохранных мероприятий. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Создание водохранилищ в степной зоне способствует формированию гидроморфных ландшафтов побережий, имеющих различную степень трансформации. 2. В качестве индикаторов гидрогенной трансформации ландшафтов могут быть использованы морфологические и физико-химические свойства почв, не характерные для зональных типов, а также уровень залегания грунтовых вод к поверхности ближе 2,5 м. 3. В условиях юга Русской равнины наиболее высокая опасность вторичного засоления характерна для сухостепных сухих морских аккумулятивных ландшафтов Кумо-Манычской впадины. Апробирование работы. Основные результаты исследований обсуждались на конференциях молодых ученых: «Актуальные проблемы экологии сельскохозяйственного производства (п. Персиановский, 2004, 2005); на Юбилейной Открытой Всероссийской конференции ИКИ РАН, 12-16 ноября 2007 г; на Международной научно-практической конференции (п. Персиановский, 2008). Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 5 работ, из них 1 статья в издании перечня ВАК. Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, приложения. Содержит 85 таблиц, 71 рисунок, изложена на 198 стр. Список литературы включает 135 наименований. Приложения представлены на 10 листах, 21 рисунок. Содержание работы В первой главе проведен анализ проблем подтопления ландшафтов при строительстве водохранилищ (Авакян, 1988,1995,1998,2002; Бойко, Григорьян, 1997; Лебедева, 2002, Петров, 2004;). Описаны изменения ландшафтов в зоне влияния водохранилищ (Авакян,1998,2002; Григорьева, 2000; Емельянов,1994,2002; Кирпичникова, Куприянова,2003; Михайлов, 1996; Раткович, 2003; Новикова, 2000,2005; Панов, 2006, Лурье, 2001,2002). Приведен обзор литературы, касающийся изменения свойств почв под влиянием водохранилищ (Неганов, 1975; Владыченский, 1980; Петров, 1981; Стародубцев В.М. 1986;), а также изменение балансовой и гидрохимической обстановки территорий, находящихся под влиянием водохранилищ (Баранов, Быстров 1972; Мусатов 1976; Лазарев, Якушева, 1995; Осипов, Кутепов 2000; Жукова, 2000; Матишов, 2007, Уланова 2008). Создание водохранилищ значительно преобразует естественный гидрогеологический режим территорий, что влечет изменения многих природных процессов. Эти изменения проявляются по-разному, и во многом зависят от географического положения водоема. 2. Объекты и методы исследований Исследования были проведены в течение 2004-2008 годов на территории Цимлянского, Веселовского и Пролетарского водохранилищ Ростовской области и Краснодарского водохранилища Краснодарского края. Работа включала топо-экологическое инструментальное профилирование прибрежной части ландшафта с изучением почв, растительности, грунтовых вод, определением высотных отметок рельефа на профиле. Характеристика почв дана на основе морфологического описания почвенного профиля по результатам бурения. Положение точек наблюдений фиксировались с помощью GPS Garmin-12. На протяжении каждого топо-экологического профиля закладывались скважины до уровня залегания грунтовых вод. Количество скважин регламентировалось рельефом и растительностью. При вскрытии грунтовых вод отмечалась глубина, замерялась скорость подъема воды, фиксировался установившийся уровень. Согласно использованным картографическим материалам (Ландшафтная карта СССР М. 1:2 500 000, Москва, 1987; Атлас Ростовской области М 1:2 500 000, Ростов-на-Дону, 2004) в пределах исследованных объектов выделены ландшафты двух типов, девяти подтипов и девяти видов (рис. 1). В главе дана физико-географическая характеристика районов исследований, приведена история создания водохранилищ. 3. Диагностика гидроморфных ландшафтов прибрежной зоны водохранилищ В качестве индикаторов гидрогенной трансформации прибрежной зоны ландшафта использовались следующие показатели – высокий уровень залегания грунтовых вод (от 250 см и выше) и морфологические признаки почв: 1) глубина залегания первичного и вторичного гипса; а) первичный гипс (перв. гипс) – наследуется от породы; б) вторичный гипc (вт. гипс) маркирует уровень поднятия капиллярной каймы грунтовых вод; 2) присутствие карбонатной плесени или размытых палевых пятен белоглазки (CaCO3 плес.); 3) наличие железистых и марганцевых новообразований и их форма (Fe+Mn): а) гидроокисные пленки железа (охристые пятна) – признаки современных процессов смены окислительно-восстановительных условий; Цимлянское водохранилище Веселовское водохранилище Пролетарское водохранилище Краснодарское водохранилище Рис.1 Схемы расположения ландшафтов объектов исследования 1- топо-экологические профили. Типы Подтипы Виды Степной Очень засушливый, аллювиальный аккумулятивный (239 б) Надпойменные террасы крупных рек, плоские и волнистые, местами с балками, с с/х землями Умеренно засушливый, аллювиальный аккумулятивный (239 в) Равнины плоские, волнистые, в придолинных частях с многочисленными оврагами и балками, с/х землями Умеренно засушливый, аллювиальный аккумулятивный (239 е) Равнины плоские и волнистые, местами слабо террасированные, с озерами, болотами, с с/х землями, участками лугов, разнотравно-злаковых степей Сухостепной Сухой, аллювиальный аккумулятивный (251 а) Поймы и низкие террасы, плоские, местами гривисто-западинные, с руслами, протоками, озерами-старицами, с лугами Сухой, лессовый аккумулятивный (255 о) Равнины плоские и пологоволнистые, с широкими балками, в придолинных частях с оврагами Сухой, лессовый аккумулятивно-денудационный (255 ц) Равнины пологоувалистые, в придолинных частях с глубокими балками, оврагами, с западинным микрорельефом Сухой, лессовый аккумулятивно-денудационный (255 ч) Равнины преимущественно плоские, с глубокими балками и короткой сетью оврагов Сухой, лессовый аккумулятивный (255 и) Равнины плоские и плосковолнистые, слабо наклонные, с каналами, балками, злаковыми степями Сухой, морской аккумулятивный (249 б) Равнины плоские, местами с блюдцами – «подами», с участками лугов и разреженной полынно-злаковой растительностью б) сизоватость (сиз.) – признак устойчивых восстановительных условий и интенсивного выноса железа, может иметь современное происхождение, если зафиксирован в верхнем гумусовом горизонте, или унаследован от прежних гидрогенных условий почвообразовании, если диагностируется в горизонте В или ВС; в) бобовинки Fe и Mn – унаследованы от прежних условий формирования почвенно-грунтовой толщи. Упор на характеристику изменения морфологических свойств почв был сделан в связи с тем, что почва является наиболее консервативным компонентом ландшафта, сохраняющим признаки воздействия гидрологического фактора даже после прекращения его действия. По этому признаку диагностика почв имеет преимущество перед гидрогеологическим режимом и даже растительным покровом. 3.1. Почвенные индикаторы гидрогенной трансформации ландшафтов прибрежной зоны Цимлянского водохранилища В период проведения исследований уровень водохранилища колебался в июле 2004 года от 35,50 м до 35,28 м, в июле 2006 года от 35,52 м до 35,10 м, в августе 2008 года от 34,99 м до 34,49 м (абсолютные значения по балтийской системе (БС)). Сравнивая с изменением уровня водохранилища в маловодные и многоводные годы, необходимо отметить, что во время экспедиционных работ изучались территории, которые могли заливаться водами водохранилища в многоводные годы на 2-3 месяца, в маловодные годы территория оставалась сухой в течение всего года. При этом пик половодья в 2004 году пришелся на 11 апреля, в 2006 году на 20 мая, в 2008 году на 26 марта. Прибрежная зона Цимлянского водохранилища затрагивает один подтип степного и четыре подтипа сухостепного типа ландшафта. Характеристику индикаторных показателей вторичного гидроморфизма почв проведем с учетом приуроченности к ландшафтам.

Похожие:

	Геоэкологическая оценка трансформации почвенного покрова урбанизированных... Настоящее Положение определяет цели, задачи, порядок проведения, критерии оценки, механизм подведения итогов областного общественного...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Поскольку Ростовская область расположена в степной зоне, школьникам необходимо иметь представление о растительном и животном мире...
	«Природные зоны Северной Америки» Продолжать формировать у учащихся представление о природных зонах на примере изучения природных зон материка		Уфимский государственный авиационный технический университет Оценка экологических и экономических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ
	Урок викторина по теме: “Природные зоны.” ...		Перечень вопросов вступительного экзамена по профилю Классификация природных кормовых угодий России. Дать более подробную характеристику лугов лесостепной зоны
	Урок географии в 7 классе по теме: «Природные зоны Африки. Экваториальные леса» Образовательные закрепить понятие «природные зоны», показать разнообразие природных зон Африки, их зависимость от климата, показать...		На благо юга России и востока Украины потрудится целая армия википедистов В начале лета объявлено о начале конкурса изображений и статей, посвященных истории, географии, природе, культуре, знаменитым жителям...
	Влияние климата на биологические свойства почв юга россии Обобщение результатов влияния климата на эколого-биологические свойства почв юга России 110		Экологическая оценка и биоресурсный потенциал растений семейства...
	Урока: изучение нового материала. Используемые приёмы Оборудование: учебник; атлас, настенная карта «Природные зоны России», презентация «Природные зоны России. Арктические пустыни»		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели урока: Закрепить знания о природных зонах, их местонахождение, знания о животном и растительном мире каждой зоны, научить составлять...
	Особо охраняемые природные территории (оопт) предназначены для сохранения... Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния. В соответствии с Федеральным законом “Об...		Н. П. Щербаков экологическая оценка деятельности особо охраняемых природных территорий Экологическая оценка деятельности особо охраняемых природных территорий в советском районе ханты-мансийского автономного округа
	Чередниченко Наталья Евгеньевна Тема : «Природные зоны России». Тип урок Цель урока: Повторение, обобщение и закрепление знаний по теме «Природные зоны России». Выработка умения самостоятельно применять...		Урок верховой езды. Прогулка верхом Инструктор вам объяснит основы верховой езды: как правильно садится на лошадь, как держать правильную посадку, как управлять лошадью....