CC BY
79
УДК 504.062
Кирвякова А.В., Андреянов Д.Ю.
Ставропольский государственный университет E-mail: gis_anna@mail.ru
МОНИТОРИНГ ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ
ПРИКУБАНСКОЙ РАВНИНЫ
В данной работе проведен мониторинг эрозионных процессов на основе данных дистанционного зондирования Земли.
При сопоставлении разновременных карт и снимков нами выявлены критерии и динамика процессов линейной эрозии почв. Установлено, что для сокращения скорости линейной эрозии необходимо провести инвентаризацию существующих защитных лесных насаждений, наметить мероприятия по их эффективной охране.
Ключевые слова: эрозия почв, мониторинг, данные дистанционного зондирования Земли.
В настоящее время для создания почвенно-эрозионных карт используются традиционный картографический метод, основанный на анализе топографических карт разного масштаба. Для целей мониторинга эрозионных процессов удобно использовать также дистанционное зондирование. Для этих целей удобно использовать ГИС-технологии [6].
Основой традиционного почвенно-эрози-онного картирования является топографическая карта, на которой отражены все элементы: рельеф и микрорельеф. Картографированию смытых почв предшествует анализ карт крутизны, длины и экспозиции склонов.
При сопоставлении разновременных карт и снимков можно отследить динамику тех или иных процессов, в том числе линейной эрозии, аккумуляции, заболачивания и др. Следует отметить, что размеры и конфигурация исследуемых объектов на фотоматериалах могут искажаться, хотя при соблюдении некоторых условий в процессе фотографирования и дешифрирования ошибки сведены к минимуму. На заключительном этапе созданной карты с целью уточнения и детализации информации, полученной с помощью фотоматериалов, необходимо контрольное полевое дешифрирование. Только в этом случае можно говорить о полноценной информативной карте, соответствующей действительности [4].
Территория Ставропольского края отличается большим разнообразием природно-климатических условий. Поэтому для этого региона характерно проявление самых разнообразных процессов природного характера, которые в сочетании с техногенными нагрузками вызывают изменения в состоянии земельного фонда.
Для оценки развития эрозионных процессов на территории юго-западной части Став-
ропольской возвышенности и прилегающей территории Прикубанской наклонной равнины, нами были использованы топографические карты, и космические снимки за разные периоды времени от 1980-х годов до настоящего времени. На используемых нами снимках хорошо просматриваются наиболее четкие врезы - своего рода «каркас» эрозионной сети. Нами была оцифрована вся эрозионно-овражная сеть, были отдешифрированы как крупные реки, так и пруды, водохранилища. Для оценки пораженности территории эрозионными процессами определялась длина эрозионных форм, которая затем соотносилась к единице площади — 1 км2. Дешифрирование эрозионной сети, ареалов силь-ноэродированных земель выполняли с привлечением разномасштабных топографических и тематических карт, материалы почвенного обследования, а также космические снимки.
На всю территорию исследуемого района нами были созданы картосхемы по топографическим картам и космическим снимкам разного времени, в результате чего выявлены линейные эрозионные формы за 1980-е годы — по топографической карте, за 2000-е годы - по космическим снимкам.
Линейная эрозия — это размыв земной поверхности водотоком, появляющейся в пределах узкой полосы и создающей отрицательные формы рельефа (долина, овраг, балка). Линейная эрозия противопоставляется плоскостной эрозии, или поверхностному смыву [7].
В результате линейной эрозии образуются линейно вытянутые отрицательные формы рельефа, обычно извилистые — эрозионные борозды, промоины, овраги, речные долины. Линия, соединяющая самые низкие точки дна эрозионной формы.
Биология, экология
Для примера взят квадрат Ь-10, который располагается на территории Грачевского района. Нами были оцифрованы карта, и снимок данной территории за разные периоды времени. Делая сравнительный анализ двух картосхем, мы можем невооруженным глазом увидеть, как увеличилась линейная эрозия за 25 лет.
Также нами была подсчитана площадь линейной эрозии в м/км1 за 1980-е и 2000-е годы.
Все формы рельефа, созданные эрозионными процессами, четко, практически безошибочно просматриваются на космических снимках, что позволяет более точно отобразить на оцифрованных картах формы генетического ряда, созданные процессами эрозии - протяжины, балки, долины рек, а также формы ускоренной эрозии - рытвины и овраги.
В пределах исследуемой территории наиболее широкое распространение получили формы рельефа линейной эрозии. Их генетической разновидностью являются протяжины и водороины. Протяжины формируются на длинных и пологих склонах с уклонами не более 1°, как правило, в хозяйственном использовании - это пашня. При визуальном рассмотрении промоины «читаются» как узкие прямые линии незначительной тоновой контрастности. Оптическое различие растущих промоин от задернованности - ломаная линия и резкость границ, которые представляют собой систему тальвегов, ориентированных, как правило, к основной эрозионной сети.
Одним из признаков пашни, кроме следов распашки и посевов сельскохозяйственных культур, является мелкоконтурность участков чаще всего прямоугольной формы с четкими границами, приуроченных к водоразделам и древним линейным формам эрозионного рельефа: балкам, лощинам, речным долинам.
В средних и нижних частях распаханного склона протяжины представляют собой мелкие, слабо врезанные эрозионные формы рельефа. Сливаясь, они переходят в мелкие вершинные овраги. Их формирование связано бороздчатым
смывом и частичным размывом потоками талых и ливневых вод. Продольный профиль этих эрозионных форм плохо выработан. Овраги по своему происхождению, морфологической выраженности разнообразны, поэтому различен их порядок как эрозионных форм. В целом можно выделить три группы оврагов: вершинные, склоновые и донные. Для фотоизображений оврагов разных типов характерно линейно-вытянутое или древовидное понижение с крутыми, а иногда отвесными склонами. Как правило, контур оврага более светлый, чем окружающий фон. С высокой достоверностью различаются растущие и прекратившие свой рост овраги.
На космических снимках балка имеет вытянутую, извилистую форму. Днища и склоны балок покрыты растительностью. Наличие извилистой тонкой темной линии на дне балки соответствует водотоку [2].
Территория Ставропольского края относится к числу наиболее эрозионно-опасных регионов России. За исключением отдельных массивов - участков с лесными насаждениями, заболоченными почвами - все земли исследуемой территории подвержены различным видам эрозии и их совместному проявлению.
Таким образом, проведенное исследование показало, что развитие линейной эрозионно-ов-ражной деградации с 1980-х по 2000-е годы значительно увеличилось. Из этого следует, что надо переходить к новым технологиям, которые имитировали бы свойства природы: разнообразие рельефа, наличие растительности или ее остатков на поверхности.
Для сокращения скорости линейной эрозии необходимо провести инвентаризацию существующих защитных лесных насаждений, наметить мероприятия по их эффективной охране. Соответственно в срочной защите нуждаются склоновые пастбища, которые сейчас разрушаются оползнями и линейной эрозией. В целом, как показывает опыт, эрозионные процессы всегда легче и дешевле предупредить на начальных этапах.
20.01.2011
Список литературы:
1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование, М., Наука, 1997, 64 с.
2. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. - М.: Наука, 1984.
3. Карпатов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Основы геоинформатики, Тикунова В.С., М., «Академик», 2004, книга 1-352 с., книга 2 - 480 с.
4. Кашкин В.Б, Сухин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений: Учебное пособие. - М.: Логос, 2001. - 264 с.
5. Столбовой В.С., Савин И.Ю., Шеремет Б.В., Сизов В.В., Овечкин С.В. Геоинформационная система деградации почв России //Почвоведение, 1999. №5, с.646-651.
6. Тикунов В.С. Основы геоинформатики. В 2-х книгах. Книга 2: Учебное пособие для вузов. - Москва, 2005.
7. Четырехъязычный энциклопедический словарь терминов по физической географии. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1980. - 703 с.
Кирвякова А.В., Андреянов Д.Ю.
Мониторинг эрозионных процессов
Сведения об авторах:
Андреянов Д.Ю., старший преподаватель кафедры городского кадастра Ставропольского государственного университета, кандидат географических наук 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, e-mail: andreyanov@bk.ru Кирвякова А.В., доцент кафедры городского кадастра Ставропольского государственного университета, кандидат географических наук 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, e-mail: gis_anna@mail.ru
UDC 504.062
Kirviakova A.V., Andreyanov D.Y.
Е-mail: andreyanov@bk.ru, gis_anna@mail.ru
MONITORING OF EROSION PROCESSES IN SOUTHWESTERN STAVROPOL UPLAND AND PRIKUBANSKAYA PLAIN
In this article carried out monitoring of erosion processes on the basis of remote sensing data. When comparing multi-temporal maps and images we have identified the criteria and the dynamics of the processes of linear erosion. It was established that to reduce the rate of linear erosion must take an inventory of existing protective forest plantations, to identify measures for their effective protection. Key words: soil erosion, monitoring, remote sensing.
Bibliography:
1. Berlyant A.M. GIS mapping, Nauka, 1997, 64 p.
2. Vinogradov B.V. Aerospace monitoring of ecosystems. - Moscow: Nauka, 1984.
3. Carpatov E.G., Koshkarev A.V. Tikunov V.S. Basics of Geoinformatics, M., Academic, 2004, Book 1- 352 p., Book 2 - 480 p.
4. Kashkin V.B., Sukhin A.I. Remote sensing from the space. Digital Image Processing: Manual. - M.: Logos, 2001. - 264 p.
5. Columnar V.S., Savin I.Y, Sheremet B.V., Sizov V.V. Ovechkin S.V. Geoinformation system degradation of Russia / / Soil Science, 1999. № 5, pp.646-651.
6. Tikunov V.S. Basics of Geoinformatics. In 2 books. Book 2: Textbook for Universities. - Moscow, 2005.
7. Quadrilingual encyclopedic dictionary of terms in physical geography. - Moscow: Sovetskaya Encyclopedia, 1980. - 703 p.
