CC BY
22
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», N13, 2020
25.00.35 УДК 910.3
ГЕОИНФОРМАТИКА
Диденко П. А., Каторгин И.Ю., Юрин Д.В., Роман А.Н.
Введение:
Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Россия
Roman_alex@mail.ru
АНТРОПОГЕННЫЙ МОРФОГЕНЕЗ КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ
в работе рассматривается влияние хозяйственной деятельности человека как экзогенного рельефообразующего процесса, влияющего на возникновение новых форм рельефа сопутствующих процессов. Рассматриваются факторы и формы антропогенного изменения ландшафта и выявить причины этих изменений.
Материалы и методы
исследований: в работе использованы данные дистанционного зондирования и полевых экспедиций, проводимых в 2017-2019 гг. для определения степени влияния опасных морфогенетических процессов на хозяйственную инфраструктуру на территории Кумо-Манычской впадины определена структура морфогенетических процессов.
Результаты исследований
и их обсуждение: для Кумо-Манычской впадины характерно развитие целого комплекса негативных природных процессов, связанных как особенностью природно-климатических условий, так и с высокой степенью антропогенной нагрузки. Хозяйственная деятельность активизировала процессы опустынивания. Выделены группы факторов, оказывающих существенное влияние на изменение морфогенетических процессов.
Выводы: проведенное исследование позволило выделить группы фактов
и описать их долю участия в морфогенетическом преобразовании ландшафтов. Первую группу составляет засоление. Вторую группу составляют сопутствующие процессы: - подтопление и опустынивание и подтопление. Третью группу составляют второстепенные эрозионные процессы: ветровая и водная эрозия. Четвертую группу составляют морфогенетические процессы, выраженные в: заболачивании, седиментации и абразии. Вклад других опасных морфогенетических процессов незначителен. Среди них можно отметить неблагоприятные процессы овраго-образования.
Didenko P. A., North Caucasus Federal University,
Katorgin I. Yu., Stavropol, Russia Yurin D. V.,
Roman A. N. Roman_alex@mai I. ru
Anthropogenic Morphogenesis of the Kumo-Manych Depression
Introduction: the paper considers the influence of human economic activity as an
exogenous relief-forming process that affects the emergence of new forms of relief associated processes. The factors and forms of anthropogenic changes in the landscape are considered and the reasons for these changes are revealed.
Materials and methods
of the research: to determine the degree of influence of dangerous morphogenetic processes on the economic infrastructure on the territory of the Kumo-Manych depression, the structure of morphogenetic processes was determined.
The results of the study
and their discussion: the Kumo-Manych depression is characterized by the development of a whole complex of negative natural processes associated with both specific natural and climatic conditions and a high degree of anthropogenic load. Economic activity has intensified the processes of desertification. Groups of factors that have a significant impact on changes in morphogenetic processes are identified.
Conclusions: the study made it possible to identify groups of facts and describe
their share of participation in the morphogenetic transformation of the landscape. The first group is salinity - 61-42%. The second group consists of related processes - flooding and desertification and flooding. The third group consists of secondary erosion processes: wind and water erosion. The fourth group consists of morphogenetic processes expressed in: waterlogging, sedimentation, and abrasion. The contribution of other dangerous morphogenetic processes is insignificant. Among them, we can note the unfavorable processes of ravine formation.
ВВЕДЕНИЕ
Анализ существующих методов организации территории свидетельствует, что система землеустроительных мероприятий, определяющая структуру агроландшафта, многие десятилетия разрабатывалась без необходимой экологической оценки, что привело к отрицательным последствиям, как непосредственным (сокращение площади сельскохозяйственных угодий, развитие эрозионных про-
цессов, снижение урожайности), так и косвенным (деградация почв, растительного покрова, загрязнение и обмеление малых рек, оскудение фауны). Все это, в конечном итоге, - по законам обратной связи в экологических системах - сказалось на количестве и качестве сельскохозяйственной продукции (Колбовский, 2004).
В настоящее время актуально рассмотрение хозяйственной деятельности человека в роли экзогенного рельефообразующего процесса, влияющего на возникновение комплекса новых форм рельефа и активизации сопутствующих процессов. Понимание особенностей и масштабов антропогенной трансформации территории помогает понять историю антропогенного изменения ландшафта и выявить причины этих изменений.
Под воздействием антропогенной деятельности поверхность подвергается существенной нагрузке, что является причиной коренной перестройки большинства экзогенных денудационных и аккумулятивных процессов, а также их направленности и интенсивности. Изменения рельефа в ходе его трансформации влекут за собой изменение почвенно-растительного покрова и, следовательно, природных комплексов в целом [Водорезов, 2005].
Под антропогенным морфогенезом понимается совокупность экзогенных рельефообразующих процессов и форм рельефа, создаваемых под влиянием человека целенаправленно или путем изменения динамики естественных экзогенных и эндогенных процессов [Водорезов, Кривцов, 2008].
Антропогенный морфогенез в Кумо-Манычской впадине проявляется, в первую очередь, в ходе сельского хозяйства, гидротехнического и гражданского строительства и других видов хозяйственной деятельности.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для определения степени влияния опасных морфоге-нетических процессов на хозяйственную инфраструктуру на территории Кумо-Манычской впадины нами была определена структура мор-фогенетических процессов.
Развитие любой формы рельефа обусловлено несколькими процессами, среди которых можно выделить ведущие и второстепенные. Ведущие процессы действуют по-разному, взаимодействуя с природными второстепенными процессами и антропогенной деятельностью, образуя комплекс процессов, находящихся во взаимосвязи друг с другом. В связи с этим, можно говорить о структуре процессов, которая понимается как их пространственное соотношение, способствующее
возникновению новых процессов и приводящее к формированию определенного рельефа [Ивановский, 1989].
Для Кумо-Манычской впадины было использовано соотношение типов опасных морфогенетических процессов (ведущих, сопутствующих и второстепенных) и показатель их интенсивности, который выражается в процентах их распространения по площади. Такое разделение процессов было предложено С.Б. Кузьминым [Кузьмин, 2002, 2004]. Ведущим морфогенетическим процессом является процесс, который формирует основные черты рельефа ландшафта, имеет наибольшую площадь распространения и представляет наибольшую опасность. Сопутствующий морфогенетический процесс - это процесс, формирующий основные черты рельефа ландшафта, имеющий значительную площадь распространения и представляющий потенциальную опасность. Под второстепенным морфогенетическим процессом имеется в виду процесс, участвующий в формировании рельефа локальных территорий в пределах ландшафта, на которых он имеет некоторую интенсивность и представляет опасность. Процессы, представляющие опасность на небольших территориях и незначительные по сравнению со всем ландшафтом включены в разряд «другие» [Кузьмин, 2002, 2004].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Кумо-Манычская впадина представляет собой крупное линейно вытянутое на северо-запад понижение рельефа (рис. 1). Её плоское днище занято поймами и низкими террасами рек Маны-ча, Калауса и Кумы с множеством озёр. Это самая низкая часть территории Ставропольского края с береговыми отметками озера Маныч до 12 м, а реки Кумы -5м над уровнем моря. Кумо-Манычская впадина представляет собой слаборасчлененную равнину, наклонённую от водораздела Азовского и Каспийского морей на северо-запад и юго-восток.
Территория Кумо-Манычской впадины занята морскими аккумулятивными верхнечетвертичными и аллювиально-озёрными аккумулятивными современными равнинами (рис. 2). Долины рек Западного и Восточного Манычей наследуют прогиб, заложенный в складчатом фундаменте эпигерцинской платформы ещё в позднем палеозое (Саф-ронов, 1969). С новейшими колебательными движениями в Манычс-ком прогибе связано формирование эрозионно-аккумулятивных равнин, которые представляют собой аллювиально-морские и аллювиаль-но-озёрные террасы древнего пролива.
Для Кумо-Манычской впадины характерно развитие целого комплекса негативных природных процессов, связанных как особен-
Рис.1. Физико-географическое положение Кумо-Манычской впа-
дины.
Fig. 1. Physical and geographical position of the Kumo-Manych depression.
Границы ландшафтов
Аллювиально-морские нижнехвалын-ские и хазарские равнины и террасы
Речные долины
Эрозионно-аккумулятивные равнины верхнечетвертичного расчленения
Аллювиально-озерные аккумулятивные постхвалынские равнины Аллювиально-морские хвалынские аккумулятивные равнины
Рис. 2. Геологическое строение Кумо-Манычской впадины (по Ат-
ласу Ставропольского края, 2000).
Fig. 2. geological structure of the Kumo-Manych depression (according to The Atlas of the Stavropol territory, 2000).
ностью природно-климатических условий, так и с высокой степенью антропогенной нагрузки. Хозяйственная деятельность активизировала процессы опустынивания (рис. 3). Причинами опустынивания являются перевыпас, распашка малопригодных почв, несовершенная ирригация. Особенно интенсивно процесс опустынивания начал развиваться с начала 1960-х гг., что связано с возросшей загруженностью пастбищ [Опасные.., 2013].
Эта комбинация дает изображение близкое к естественным цветам, но в тоже время позволяет анализировать состояние атмосферы и дым. Здоровая растительность выглядит ярко зеленой, травянистые сообщества - зелеными, ярко розовые участки детектируют открытую почву, коричневые и оранжевые тона характерны для разреженной растительности. Сухостойная растительность выглядит оранжевой, вода-голубой. Песок, почва и минералы могут быть представлены очень большим числом цветов и оттенков. Эта комбинация дает хороший результат при анализе пустынь и опустыненных территорий. Кроме того, может быть использована для изучения сельскохозяйственных земель и водно-болотных угодий. Сгоревшие территории будут выглядеть ярко красными. Эта комбинация используется для изучения динамики пожаров и пост-пожарного анализа территории. Оливково-зеленый цвет характерен для лесных массивов и более темный цвет является индикатором примеси хвойных пород.
Уничтожение растительности из-за интенсивного выпаса скота, распашка земель, малопригодных для земледелия, и некоторые другие виды хозяйственной деятельности усиливают действие ветровой эрозии. Резко нарушается водный баланс, разрушается структура почв, усиливается их насыщение минеральными солями.
Среди факторов антропогенного влияния на почвы большое воздействие оказывает распашка земель. Перевод почв из целинного состояния в пахотные угодья, когда равновесное состояние между процессами «гумификация-минерализация» нарушается со сдвигом в сторону минерализации, способствует потере почвенной органики и кальция. Эти вещества ещё интенсивнее теряются при развитии эрозионных процессов [Танасиенко, Путилин, Артамонова, 1999]. Так же в значительной степени смыты и подвержены водной эрозии пастбищные угодья - 691,6 тыс. га, что составляет 43% от общей площади пастбищ, а 1055,5 тыс. га из них или 67% относятся к дефляционно-опасным (рис. 4).
В связи с интенсивным выпасом скота и распаханностью территории в Кумо-Манычской впадине произошло изменение количества и водности малых рек. В 20 веке произошло сокращение суммарной длины рек на 50,6%. В это время исчезло 35 рек длиной 2-3 км, которые
Рис. 3. Фрагмент космического снимка Landsat 7 (комбинация ка-
налов 7-4-2) 2019 г.
Figure 3. Fragment of the Landsat 7 satellite image (channel combination 7—4-2) 2019.
Богарная пашня
Орошаемая пашня Пастбища
Рис. 4.
Процессы опустынивания Кумо-Манычской впадины.
Fig. 4. processes of desertification of the Kumo-Manych depression.
Богарная пашня Орошаемая пашня Пастбища
Рис. 5.
Сельскохозяйственные угодья, подверженные водной и ветровой эрозии.
Fig. 5. Agricultural land subject to water and wind erosion.
были уничтожены в результате хозяйственной деятельности. Водность малых рек сократилась, и в настоящее время большинство из них имеют постоянный поверхностный сток только весной [Базелюк, 2007].
Орошение, без учёта рельефа, глубины залегания грунтовых вод, их минерализации, а так же погодных условий, может стать причиной эрозии, засоления, заболачивания, осолонцевания, снижения плодородия почв и вымывания солей из верхних в более глубокие горизонты почвы и как следствие, загрязнения грунтовых вод. Современная гидрография Кумо-Манычской впадины характеризуется наличием сети каналов, распределителей и других гидротехнических сооружений. Эта сеть создана с целью орошения и обводнения засушливых районов. Протяженность каналов составляет около 5000 км [Базелюк, Лурье, Панов]. Вследствие зарегулирования поверхностного стока путём строительства большого количества запруд на реках произошло снижение дренирующей способности рек и их заиление. В связи с этим поднялся уровень грунтовых вод. Оказались подтоплены не только
Богарная пашня Орошаемая пашня Пастбища
Рис. 6. Сельскохозяйственные угодья, подверженные подтопле-
нию.
Fig. 6. Agricultural land subject to flooding.
орошаемые, но и прилегающие к ним богарные земли и населённые пункты (рис. 5). В связи с нарушением естественного гидрологического режима в результате орошения земель, в зоне действия магистральных каналов произошел сдвиг почвообразовательных процессов в сторону мочаризации в замкнутых понижениях и местах повышенных уровней расположения грунтовых вод. Наиболее отчетливо эти явления прослеживаются на участках, расположенных по рельефу ниже канала или крупного водоема.
Кроме ущерба, связанного с водной и ветровой эрозией, деградацию и опустынивание земель вызывает подтопление и связанное с ним вторичное засоление (рис. 6). Изменение гидрологических условий в ходе орошения и подтопления способствует развитию просадочных явлений [Нечипоренко, 2011]. Растёт степень переуплотнения почвы, активизируются суффозионные процессы (рис. 7).
Структура опасных морфогенетических процессов для ландшафтов Кумо-Манычской впадины отражена в таблице 1, анализ которой
Комплексы почв с солонцами от 10 до 50%, солонцы,солончаки
Солонцеватые, сильносолонцеватые и засоленные
условные обозначения
- Границы ландшафтов
Населенные пункты
СТРУКТУРА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ
Богарная пашня | Орошаемая пашня Пастбища
Рис. 7.
сельскохозяйственные угодья, подверженные засолению.
Fig. 7. Agricultural land subject to salinization.
Территория распространения суффозионных процессов
условные обозначения
- Границы ландшафтов
Населенные пункты
СТРУКТУРА ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ
Богарная пашня
Орошаемая пашня Пастбища
Рис. 8.
сельскохозяйственные угодья, подверженные суффози-онным явлениям.
Fig. 8. Agricultural land subject to suffusion phenomena.
Таблица 1. СТРУКТУРА ОПАСНЫХ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
КУМО-МАНЫЧСКОЙ ВПАДИНЫ ПО ГРУППАМ Table 1. Structure of dangerous morphogenetic processes of the Kumo-Manych depression by groups
Группы Ведущие Сопутствующие Второстепенные Другие
Западно-Манычский ландшафт
Процессы Засоление Подтопление Опустынивание, ветровая и водная эрозия Заболачивание
Опасность в масштабах исследуемого ландшафта высоко опасные опасные умеренно опасные неопасные
Совокупная доля в общей структуре, % 61 17 9; 6; 6 1
Чограйско-Прикаспийский ландшафт
Процессы Засоление Опустынивание, подтопление Суффозия, дефляция, водная эрозия, заболачивание
Опасность в масштабах исследуемого ландшафта высоко опасные опасные умеренно опасные неопасные
Совокупная доля в общей структуре, % 42 19; 16 10; 5; 4; 3
показывает, что по вкладу в общую структуру опасных морфогенети-ческих процессов выделяются четыре группы (табл. 1).
ВЫВОДЫ
В ландшафтах Кумо-Манычской впадины первую группу составляет засоление - 61-42%. Это связано с тем, что Кумо-Манычская впадина находится в засушливой зоне с годовым количеством осадков 300-370 мм, с неглубоким залеганием грунтовых вод.
Вторую группу составляют сопутствующие процессы: в Запад-но-Манычском ландшафте - подтопление, в Чограйско-Прикаспий-ском - опустынивание и подтопление. Подтопление - антропогенно спровоцированный процесс - наиболее интенсивно развит на подко-
мандных территориях магистральных и оросительных каналов. Кроме того, активная хозяйственная деятельность привела к снижению дренирующей способности рек, вследствие зарегулирования поверхностного стока путем строительства на них большого количества запруд и водоемов, заиления и захламления рек. В связи с этим поднялся уровень грунтовых вод. В структуре морфогенетических процессов на долю сопутствующих приходится по 16-17% (подтопление) и 19% (опустынивание в Чограйско-Прикаспийском ландшафте).
Третью группу составляют второстепенные эрозионные процессы. В Западно-Манычском ландшафте это опустынивание, ветровая и водная эрозия. В Чограйско-Прикаспийском - суффозия, заболачивание, ветровая и водная эрозия.
Влияние просадочных явлений Кумо-Манычской впадины очевидно. Почвы залегают на пылеватых и, главным образом, карбонатных пылеватых рыхлых суглинках. Широко развита и техногенная суффозия. В населенных пунктах в районах подземных коммуникаций суффозия является самым опасным морфогенетическим процессом, постоянно приводящим к техногенным авариям.
Четвертую группу составляют наименее значимые в общей структуре опасные морфогенетические процессы на территории Кумо-Манычской впадины: заболачивание, седиментация и абразия в Западно-Манычском ландшафте и седиментация, и абразия в Чограйско-Прикаспийском. Заболачивание носит опасный характер на пониженных и прибрежных участках. Переброска стока привела к повсеместному увеличению стока наносов, который на р. Калаус возрос в 3,0 раза, а на р. Егорлык - в 19,8 раза. Все водохранилища интенсивно заиливаются, в результате поступления наносов со стоком рек, а также переформирования берегов. Толщина отложений в водохранилищах в конце XX столетия составляла 9-95 см, при наибольшей на Пролетарском водохранилище. Абразионные процессы приурочены к побережьям озер и водохранилищ.
Вклад других опасных морфогенетических процессов незначителен. Среди них можно отметить неблагоприятные процессы овраго-образования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Атлас Ставропольского края. М., 1968.
2. Базелюк A.A. Антропогенное изменение гидрографической сети Кумо-Манычской впадины. Автореф. на соиск. уч. степеп. канд. геогр. наук. Ростов-на-Дону, 2007. 28 с.
3. Водорезов A.B., Кривцов В.А. Антропогенный морфогенез на староосвоенных территориях и его роль в формировании природных комплексов (на примере Рязанской области) // Отечес-
твенная геоморфология: прошлое, настоящее, будущее: Материалы XXX Пленума Геоморфологической комиссии РАН. СПб., 2008. С. 115-117.
4. Ивановский Л.Н. Структура ведущих экзогенных процессов на региональном уровне//География и природные ресурсы. 1989. №4. С. 14-22.
5. Кузьмин С.Б. Геолого-геоморфологический каркас для выделения классов экологической опасности территории (на примере Иркутской области)//Геоморфология. 2002. №1. С. 33-43.
6. Кузьмин С.Б. Структура опасных морфогенетических процессов территории Иркутской области // Геоморфология. 2004. №4.
7. Опасные природные процессы Северного Кавказа / под ред. В.В. Разумова. М.: Феория, 2013. С. 246.
8. Нечипоренко Л.А. Современный геологические процессы в бассейне верхнего Днепра (на территории Беларуси) // Природопользование. Вып. 20. Минск: Минсктиппроект, 2011. С. 44.
9. Сафронов И.Н. Геоморфология Северного Кавказа. Ростов н/Д.: Изд-во Ростовского ун-та. 1969. 218 с.
10. Танасиенко А.А., Путилин А.Ф., Артамонова B.C. Экологические аспекты эрозионных процессов: аналит. обзор // ГПНТБ СО РАН, Ин-т почвоведения и агрохимии СО РАН; науч. ред. И.М. Гаджиев. Новосибирск, 1999. 89 с. (Сер. Экология. Вып. 55).
References
1. Atlas of the Stavropol territory, Moscow, 1968.
2. Bazelyuk A. A. Anthropogenic changes in the hydrographic network of the Kumo-Manych depression. Abstract, on competition of a scientific degree, e stepp. Cand. geogr. Sciences. Rostov-on-don, 2007. 28 p.
3. VodorezovA.V., KrivtsovV. A. Anthropogenic morphogenesis in old-developed territories and its role in the formation of natural complexes (on the example of the Ryazan region) / / Domestic geo-morphology: past, present, future: Proceedings of the XXX Plenum of The geomorphological Commission of the Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, 2008. Pp. 115-117.
4. Ivanovsky L. N. Structure of leading exogenous processes at the regional level //Geography and natural resources. 1989. No. 4. Pp. 14-22.
5. Kuzmin S. B. Geological and geomorphological framework for the allocation of environmental hazard classes of the territory (on the example of the Irkutsk region) // Geomorphology. 2002. No. 1. Pp. 33-43.
6. Kuzmin S. B. Structure of dangerous morphogenetic processes in the Irkutsk region //Geomorphology. 2004. №4.
7. Dangerous natural processes of the North Caucasus / ed. By V.V. Razumov, Moscow: Feoria, 2013, p. 246.
8. Nechiporenko L. A. Modern geological processes in the upper Dnieper basin (on the territory of Belarus) // nature Management. Issue 20. Minsk, Minsktipproekt, 2011. P. 44.
9. Safronov I.N. Geomorphology Of The North Caucasus. Publishing house of the Rostov University, 1969, 218 p.
10. Tanasiyenko A.A., Putilin A.F., Artamonova V.S. Ecological aspects of erosion processes: analit. review / GPNTB SB RAS, Institute of soil science and Agrochemistry SB RAS; Scientific ed. Novosibirsk, 1999. 89 p. (Ser. Ecology. Issue 55).
Поступило в редакцию 14.08.2020, принята к публикации 01.09.2020.
Сведения об авторах
Диденко Павел Анатольевич, кандидат географических наук, доцент
кафедры физической географии и кадастров СКФУ. Каторгин Игорь Юрьевич, кандидат географических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СКФУ. Юрин Дмитрий Викторович, кандидат географических наук, доцент
кафедры физической географии и кадастров СКФУ. Роман Александр Николаевич, кандидат географических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СКФУ.
About the authors
Pavel Didenko, Candidate of geographical Sciences, associate Professor of the Department of physical geography and cadastres of NCFU.
Katorgin Igor, Candidate of geographical Sciences, associate Professor of the Department of cartography and Geoinformatics of NCFU.
Yurin Dmitry, Candidate of geographical Sciences, associate Professor of the Department of physical geography and cadastres of NCFU.
Roman Alexander, Candidate of geographical Sciences, associate Professor of the Department of cartography and Geoinformatics of NCFU.
