Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЛАНДШАФТЫ КАК ОСНОВА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ

Копылов И.С. 1 Лунев Б.С. 2 Наумова О.Б. 2 Маклашин А.В. 2
1 Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета
2 Пермский государственный национальный исследовательский университет
Приведено определение геоморфологических ландшафтов, под которыми понимается совокупность форм рельефа верхней части литосферы, сформированных в результате действия геологических и физико-географических процессов, характеризующихся относительно однородным литологическим составом субстрата, характером четвертичных образований, геодинамическими, структурно-геоморфологическими и ландшафтно-геохимическими обстановками. На основе ландшафтно-геоморфологического анализа Пермского Приуралья и Урала, составлена карта геоморфологических ландшафтов. Она является одной из основ типологического геоэкологического и ландшафтно-геохимического районирования. Выделено 8 основных генетических типов ландшафтов: аккумулятивный (комплекс болотных отложений в речных долинах), эрозионно-аккумулятивный (комплекс речных террас), денудационно-эрозионный (комплекс склонов современной гидросети и водоразделов), эрозионно-денудационный – 2 (нижняя и средняя поверхность водоразделов Приуралья), денудационный (верхняя поверхность водоразделов), структурно-денудационный – 2 (низкого и среднего орографических уровней Урала). Разработана классификация генетических типов ландшафта с геолого-геоморфологической характеристикой и оценкой геодинамической и геохимической устойчивости. Дана характеристика природных и техногенных ландшафтов Среднего Урала и Приуралья и составлена геолого-экологическая карта Среднего Урала на ландшафтно-геоморфологической основе.
геоэкология
геоморфология
геологическая среда
ландшафты
ландшафтно-геоморфологический анализ
геоэкологическое картографирование
1. Алексеенко В.А. Геология ландшафта и окружающая среда. – М.: Недра, 1990. – 142 с.
2. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 6.
3. Копылов И.С. Концепция и методология геоэкологических исследований и картографирования платформенных регионов // Перспективы науки. – 2011. – № 23. – С. 126–129.
4. Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимические особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № . 4.
5. Копылов И.С., Карасева Т.В., Гершанок В.А. Комплексная геоэкологическая оценка горно-промышленных районов Северного Урала // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 84. – С. 113–122.
6. Копылов И.С., Коноплев А.В., Голдырев В.В., Кус тов И.В., Красильников П.А. К вопросу об обеспечении геологической безопасности развития городов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9–2. – С. 355–359.
7. Копылов И.С., Наумов В.А., Спасский Б.А. Маклашин А.В. Геоэкологическая оценка горно-промышленных и нефтегазоносных закарстованных районов Среднего Урала // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5.
8. Лейбович Л.О., Середин В.В., Пушкарева М.В., Чиркова А.А., Копылов И.С. Экологическая оценка территорий месторождений углеводородного сырья для определения возможности размещения объектов нефтедобычи // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2012. – № 12. – С. 13–16.
9. Лунев Б.С., Наумова О.Б., Наумов В.А. Атлас форм рельефа. Т. 4. Природные и техногенные формы. – Пермь, – 2003. – 282 с.
10. Наумов В.А., Лунев Б.С., Наумова О.Б. Комплексное изучение и использование месторождений песка и гравия Пермского края // Перспективы науки. – 2010. – № 3. – С. 5–9.
11. Назаров Н.Н. Классификация ландшафтов Пермской области // Вопросы физической географии и геоэкологии Урала. – Пермь, 1996. – С. 4–10.
12. Эдельштейн Я.С. Основы геоморфологии. Краткий курс: учебное пособие. – 2-е изд., исправ. и доп. – М.-Л., Госгеолиздат. – 1947. – 400 с.
13. Seredin V.V., Kopylov I.S., Khrulev A.S., Lei bovich L.O., Pushkareva M.V. Evolution of fracture surface morphology in rocks // Journal of Mining Science. – 2013. – Т. 49 – № 3. – P. 409–412.

Вопросы типизации геологической среды применительно к решению задач геоэкологического картографирования разработаны недостаточно. Согласно методическим рекомендациям по составлению эколого-геологических карт, разработанных в ведущих институтах (ВСЕГЕИ, ВСЕГИНГЕО, ИМГРЭ), в качестве основы для их составления используется ландшафтный подход, который, как считается, обеспечивает наилучшим образом комплексную оценку экологического состояния территории [1]. Полностью всю эколого-геологическую обстановку этот подход охарактеризовать не может (для комплексной оценки геоэкологических условий необходимо также эколого-гидрогеологическое и эколого-геодинамическое обеспечение) [2, 5]. Тем не менее ландшафтный подход играет важную роль в методике геоэкологического картографирования и районирования.

Методика и материалы исследования

Существует большое количество определений и понятий термина «ландшафт», при этом имеют место три основные трактовки: региональная, типологическая, общая. Геоморфологические ландшафты (термин ввел Я.С. Эдельштейн, 1947 [12]) выделяются при типологическом районировании (где ландшафт – это тип или вид природного территориального комплекса). Под геоморфологическим ландшафтом понимается совокупность форм рельефа верхней части литосферы, сформированных в результате действия геологических и физико-географических процессов, характеризующихся относительно однородным литологическим составом субстрата, характером четвертичных образований, геодинамическими, структурно-геоморфологическими и ландшафтно-геохимическими обстановками.

В качестве примера ландшафтного подхода с использованием геоморфологических ландшафтов для составления карт геоэкологических условий и районирования в разных масштабах анализируется территория Пермского края (площадь 160,6 тыс. км2, масштаб 1:500 000) и ее восточная часть на Среднем Урале (листы O-40-X и O-40-XVI, площадь 8 тыс. км2, масштаб 1:200 000). Для всей территории Пермского края проведены ландшафтно-геоморфологический и комплексный геоэкологический анализы, проведена типизация природных и техногенных ландшафтов, проведено картирование современных ландшафтов по дешифрированию космических снимков [2–4], изучены и систематизированы формы рельефа [7, 10]. Геоэкологический анализ Среднего Урала выполнен на основе материалов ФГУП «Геокарта-Пермь» по геоэкологическому картографированию масштаба 1:500 000 и геологическому доизучению масштаба 1:200 000 [6-8].

Результаты исследований и их обсуждение

Характеристика геоморфологических ландшафтов Пермского Приуралья и Урала

На основе ландшафтно-геоморфологического анализа Пермского Приуралья и Урала, составлена карта геоморфологических ландшафтов, которая является одной из основ типологического геоэкологического и ландшафтно-геохимического районирования территории Пермского края. Разработана классификация генетических типов ландшафта с геолого-геоморфологической характеристикой и оценкой геодинамической и геохимической устойчивости (рис. 1).

pic_70.tif 

Рис. 1. Карта геоморфологических ландшафтов Пермского Приуралья и Урала и классификация генетических типов ландшафта

Основными элементами геоэкологической и ландшафтно-геохимической карты Пермского края являются геоморфологические (генетические) ландшафты. Выделено 8 основных генетических типов ландшафтов: аккумулятивный (комплекс болотных отложений в речных долинах), эрозионно-аккумулятивный (комплекс речных террас), денудационно-эрозионный (комплекс склонов современной гидросети и водоразделов), эрозионно-денудационный – 2 (нижняя и средняя поверхность водоразделов Предуралья), денудационный (верхняя поверхность водоразделов), структурно-денудационный – 2 (низкого и среднего орографических уровней Урала).

Ландшафтно-геологическая типизация имеет в основном геолого-геоморфологическую направленность, что диктуется необходимостью картографирования геологической среды – литогенной основы ландшафта. В основу типизации ландшафтов положена схема ландшафтного районирования по ландшафтной карте СССР масштаба 4 000 000 (под редакцией А.Г. Исаченко, 1988). Соблюдая общие ландшафтные принципы, мы уточнили границы ландшафтов по картам ландшафтного районирования масштаба 1:500 000 Пермского края (Б.А. Чазов, С.Е. Баканин, Н.Н. Назаров [8]) и выделили современные природные и техногенные ландшафты (по ландшафтно-индикационному дешифрированию). Среди ландшафтных зон в пределах платформенных равнин наиболее крупными являются: бореальная таежная зона, в которую входят среднетаежная подзона, южнотаежная подзона, подтаежная подзона; суббореальная северная гумидная зона с лесостепной подзоной. Среди высокоярусных (горных) ландшафтов бореальной зоны выделены низкогорные средне- и южнотаежные ландшафты и среднегорные среднетаежные ландшафты. Также выделены интразональные аллювиальные и болотные ландшафты и гидроморфные комплексы, включающие болота и торфяники, речные поймы, террасы и дельты.

Характеристика природных и техногенных ландшафтов Среднего Урала и Приуралья (листы O-40-X и O-40-XVI). Природные ландшафтные подразделения выделены по комплексу признаков (рельеф, литологический состав субстрата, характер четвертичных образований и др.), ведущим из которых является геоморфологический фактор – рельеф.

Рассматриваемая территория представляет собой в целом увалисто-грядовую территорию с абсолютным отметками 108–568 м. По геоморфологическому районированию выделяются две геоморфологические области: денудационная равнина Предуралья и остаточные горные массивы Западного склона Среднего Урала. Эти наиболее крупные структуры легли в основу ландшафтного районирования и построения схемы эколого-геологических условий.

По ландшафтно-климатическому районированию территория относится к бореальной таежной зоне, южнотаежной подзоне платформенных равнин и подзоне низкогорных среднетаежных ландшафтов. Таежные и горно-таежные ландшафты характеризуются пермацидным (промывным) режимом, где преобладают атмосферные осадки над испарением и преимущественным развитием пользуются подзолообразовательные процессы. Промывной режим способствует выносу химических элементов над процессом накопления. Значительную роль играют вторичные аккумуляторные ореолы, приуроченные к пониженным частям рельефа, а также трещиноватость пород [10]. По особенностям водной миграции ландшафты относятся к классу кислых и кислых глеевых. Ведущее значение в рассматриваемой биогенной миграции элементов в сочетании с физико-химическими и механическими процессами. Немаловажную роль играет техногенная миграция, в которую вовлекается все больше рассеянных элементов (выбросы предприятий, стоки, работа автотранспорта). Характерно многообразие и сложное сочетание природных, техногенных и переходных ландшафтов, которые сформированы на пестром по составу комплексе горных пород широкого возрастного диапазона от позднего протерозоя до квартера включительно. Скальные выходы древних пород наблюдаются, как правило, на гребнях горных останцов и по долинам рек. Комплекс кайнозойских отложений представлен в основном четвертичными образованиями, которые сплошным, но маломощным чехлом перекрывают более древние породы. Поверхностные воды в основном слабоминерализованные, существенно гидрокарбонатного состава.

Из основных морфогенетических типов природных ландшафтов в пределах площади выделены три: равнинно-возвышенный ландшафт денудационной равнины Предуралья, предгорный увалисто-грядовый ландшафт Западного склона Среднего Урала и долинный ландшафт (долины крупных и средних рек). Из техногенных ландшафтов выделены: техногенно – образованные (терриконы, карьерные поля, отвалы, отстойники) и техногенно – измененные (промышленные и селитебные зоны городов и поселков) (рис. 2).

Равнинно-возвышенный ландшафт денудационной равнины Предуралья представлен террасированными, волнистыми, увалистыми и холмистыми равнинами на палеозойских карбонатных и терригенных породах с абсолютными отметками до 200–260 м (в пределах Соликамской равнины и Лысьвенско-Тулумбасской возвышенной равнины) и до 350–400 м (в пределах Косьвинско-Чусовской возвышенности). Мощность четвертичных отложений редко превышает 5 м. Амплитуды неотектонических поднятий территории до 150–200 м. Почвы преимущественно сильноподзолистые и дерново-сильноподзолистые. Леса преимущественно – мелколиственные и хвойно-мелколиственные вторичного происхождения.

pic_71.tif 

Рис. 2. Геолого-экологическая карта Среднего Урала (на ландшафтной основе)

Предгорный увалисто-грядовый ландшафт Западного склона Среднего Урала представлен двумя подтипами: предгорным эрозионно-денудационным на абсолютных отметках до 400 м и низкогорным денудационным на абсолютных отметках увалов и гряд до 508 м. Крутизна склонов до 35°. Коренные породы представлены известняками, доломитами, алевролитами, аргиллитами, песчаниками, редко вулканитами. Мощность четвертичных отложений редко превышает 5 м. В пределах эрозионно-структурных депрессий до 20–30 м. Поднятие территории за неоген-четвертичный период составляет 250–300 м. Почвы горные подзолистые, реже горно-лесные бурые. Леса пихтово-еловые с примесью березы. По старым вырубам развиты вторичные мелколиственные леса.

Долинный ландшафт с эрозионно-аккумулятивным и аккумулятивно-эрозионным рельефом включает комплекс террас и склонов современной гидросети. Приурочен к отметкам 108–250 м. В долинах крупных рек (Чусовая, Косьва, Усьва) фрагментарно выделяются участки высокоцокольных террас (исетская, уфимская, кустанайская и наурзумская) и практически всюду (на крупных и малых реках) четко прослеживается комплекс террас (камышловская и режевская) и поймы. Осадки представлены галечниками, песками, глиной. Преобладают луговые и лугово-болотные почвы, разнотравные и осоково-кочкарные луга.

В результате хозяйственной деятельности человека происходит исчезновение естественных природных комплексов или их отдельных компонентов, возникают антропогенные ландшафты. Природные (естественные) или малоизмененные ландшафты представлены преимущественно лесными, луговыми и болотными разновидностями, сохранившимися в удалении от городских и промышленных территорий и испытывающими минимальное техногенное воздействие. Из этих ландшафтов первичные леса занимают 25 % территории; вторичные леса – 50 %, выруба – 10 %. Сельскохозяйственные комплексы являются трансформированными антропогенными модификациями природных ландшафтов и характеризуются заменой естественной растительности на сельскохозяйственные культуры, к ним относятся пашни. Сельскохозяйственные земли распространены фрагментарно и занимают небольшую площадь – до 7 %. Техногенно – измененные ландшафты – пространственно приурочены к селитебным и промышленным зонам, а также выделяются как линейные промышленные объекты (железные, шоссейные и грунтовые дороги; линии электропередач; нефте- и газопроводы). Техногенно – образованные ландшафты характеризуются существенными нарушениями природных зон (угольные терриконы, отвалы пород, отстойники, свалки, дражные отвалы).

Природные ландшафтные подразделения обладают различной геодинамической и геохимической устойчивостью к физико-механическим воздействиям и геохимическому загрязнению. Наиболее высокой устойчивостью обладают водораздельные пространства и приводораздельные склоны. Средняя степень геодинамической и геохимической устойчивости характерна в основном, для придолинных склонов. Низкая степень геодинамической и малая – геохимической устойчивости характерны для речных долин и заболоченных участков. В целом на площади преобладают среднеустойчивые ландшафты.

Заключение

На примере Пермского Приуралья и Урала разработана классификация генетических типов ландшафта, в которой приведена геолого-геоморфологическая характеристика и дана оценка геодинамической и геохимической устойчивости. Приведенные виды типизации геологической среды – природные геоморфологические и техногенные ландшафты представляют собой в целом ландшафтно-геоморфологическую основу для эколого-геологической карты, а также – для любого вида геоэкологического и инженерно-геологического районирования.

Статья составлена в рамках мероприятий ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 гг.»

Рецензенты:

Середин В.В., д.г.-м.н., профессор, зав. кафедрой инженерной геологии и охраны недр Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь;

Наумов В.А., д.г.-м.н., профессор ка федры поисков и разведки полезных ископаемых Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 18.11.2014.


Библиографическая ссылка

Копылов И.С., Лунев Б.С., Наумова О.Б., Маклашин А.В. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЛАНДШАФТЫ КАК ОСНОВА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-10. – С. 2196-2201;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35918 (дата обращения: 14.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074