Содержание к диссертации
Введение
1. Долинно-речные ландшафты в развитии человеческого общества 9
1.1. Долинно-речные ландшафты и развитие цивилизаций 9
1.2. Природные опасности в долинах 15
1.3. Ноохоры - территориальные подмножества ноосферы 18
2. Структура и функционирование долинно-речных ландшафтов
2.1. Развитие учения о долинно-речных ландшафтах 35
2.2. Происхождение и развитие ландшафтов речных долин 39
2.3. Факторы дифференциации долинных ландшафтов 44
2.4. Методы исследования долинно-речных ландшафтов 63
3. Научно-методические вопросы классификации долинно-речных ландшафтов 73
3.1. Теоретико-методологические вопросы ландшафтных классификаций 73
3.2. Компонентные подходы к классификации долинно-речных ландшафтов 75
3.3. Опыты классификации ландшафтов речных долин 83
4. Хозяйственная освоенность и современное состояние речных долин 92
4.1. Долинный фактор формирования городских поселений. Долинные ландшафты в городской структуре 92
4.2. Долинно-речные ландшафты в сфере хозяйственного освоения 100
4.3. Вопросы использования и охраны долинно-речных ландшафтов в законодательстве 113
5. Структура и закономерности пространственной изменчивости долинных ноохор 121
5.1. Особо охраняемые природные территории - опорные структурные единицы «консервативной» ноосферы 121
5.2. Использование ландшафтного многообразия при формировании рекреационно-конструктивных долинных ноохор 125
5.3. Структура долинно-селитебных ноохор в подтайге Западной Сибири (ноохора Тюмени в долине р. Тура) 135
Заключение 148
Литература 151
Приложения 176
- Природные опасности в долинах
- Происхождение и развитие ландшафтов речных долин
- Компонентные подходы к классификации долинно-речных ландшафтов
- Долинно-речные ландшафты в сфере хозяйственного освоения
Введение к работе
Актуальность проблемы. Жизнь современного общества пришла в глубокое противоречие с возможностями природы. Прогнозы человеческой популяции на Земле уже не звучат оптимистически. Как средство ухода от планетарного коллапса все чаще рассматривается реализация ноосферной концепции. С ней связывается успешность перехода к эколого-безопасному устойчивому развитию.
В России стратегия устойчивого развития увязывается со становлением ноосферы, будущим состоянием общества, при котором потребности людей рационализируются до экологически допустимого уровня. При этом особый акцент делается на обеспечение сбалансированного решения задач социально-экономического развития и сохранение благоприятного состояния окружающей среды и природно-ресурсного потенциала.
Тем временем, ноосферная идея, как носитель спасительного морально-нравственного потенциала, проникает в реальные социально-политические, культурные и другие процессы с большим трудом, что отражает неготовность общества быть хранителем биосферы. Массовое сознание остается в плену корпоративных эгоистических стереотипов, а экологизация хозяйственной деятельности находится в начале пути.
В качестве одного из средств продвижения ноосферной концепции в целереализуемую область автор рассматривает выявление, картографирование и исследование функционирования ноохор — территориальных «квантов» ноосферы. Вопрос о фрагментации ноосферы относится одновременно и к важным и неизученным. С одной стороны он расположен в объеме ноосферы как планетарного феномена, с другой — исследование региональных и локальных территориальных социо-ландшафтных единств открывает возможность конструктивного решения тактических и оперативных задач ноосферологии. В наибольшей степени социально-экологические проблемы проявляются в речных долинах, поэтому основное внимание автора сосредоточено на долинных ноохорах.
Цель исследования. Основная цель исследования состоит в установление структурно-функциональных единств долинных ноохор — специфических природно-социально-экономических систем с формулированием пред тюжений по-их. оптимизации.
Т2М\
СП*
Решенные задачи. В диссертационной работе сформулированы и решены следующие задачи:
-
Разработать представление о ноохорах — территориальных подмножествах ноосферы, определить подходы и принципы исследования долинных ноохор.
-
Исследовать структуру и особенности функционирования долинно-речных ландшафтов как ресурсную основу долинной ноохоры.
-
Разработать научно-методические вопросы классификации долинно-речных ландшафтов.
-
Вскрыть закономерности антропогенной трансформации долинно-речных ландшафтов при различных режимах использования их ресурсов и недостатки регулирования хозяйственной деятельности.
-
Вскрыть пространственно-функциональную изменчивость долинных ноохор как социо-ландшафтных единств и содержание экологических проблем, связанных с их освоением.
Объект исследования — долинные ноохоры, их планетарные, региональные и локальные уровни. В качестве конкретизо-ванного объекта выступает долинно-селитебная ноохора г. Тюмени в долине р. Тура.
Предмет исследования — определение возможностей повышения социально-экологической безопасности и обеспечения устойчивого функционирования долинно-речных ландшафтов как среды полноценной жизни людей.
Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на идеях и трудах в области географии, общего и прикладного ландшафтоведения, ландшафтно-экологического анализа: Л. И. Мечникова, В. И. Вернадского, Ф. Н. Милькова, В. С. Преображенского, В. Б. Сочавы, В. В. Козина, Г. И. Швебса, Г. И. Худякова, А. В. Кожары и других ученых, позволившие наметить основные черты ноохорного подхода. Для подтверждения возможности его использования проведены исследования долинно-речных ландшафтов, основывающиеся на данных литературных источников, статистических и картографических материалов, нормативных и законодательных документов. В необходимой степени учтены исследования отраслевого и регионального характера А. Б. Авакяна, К. М. Берковича, Т. Д. Борисевич, В. В. Владимирова, Г. В. Добровольского, Л. М. Корытного, Е. Ю. Колбовского, П. С. Кузина, А. С. Курбатовой, Э. А. Лихачевой, В. 3. Макарова,
Н. И. Маккавеева, Б. М. Миркина, Н. Н. Назарова, И. Б. Петрова, Э. Е. Роднянской, В. Е. Тимофеева, Р. С. Чалова, А. В. Чернова и др.
В качестве рабочих методов использованы: общесистемный, лан-дшафтно-индикационный, дистанционный, картографический, статистический, исторический, сравнительный метод естественных аналогов, методы полевых ландшафтных исследований, пространственный анализ с использованием ГИС-систем, включенные автором в единый методологический подход - комплексный природно-социо-культурный анализ ноохор, в наибольшей степени способствующий познанию пространственно-временной организации ноохор.
Научная новизна заключается в следующем:
выявлены факторы дифференциации ноосферы на ноохо-ры, введено новое понятие «долинная ноохора»;
установлены частные и комплексные ландшафтные индикаторы и условия их экстраполяции (в долинных ландшафтах Среднего Приобья);
определена территориальная изменчивость структурных элементов долинно-речных ландшафтов в различных природных зонах, объяснена приуроченность большинства ноохор особоох-ранного типа к долинам рек;
выявлены факторы риска жизни в долинах рек и экологические последствия хозяйственного использования долинно-речных ресурсов;
установлено значение речных долин в системе территориальной организации общества, определены функции долинно-речных ландшафтов в современном обществе;
выявлена структура долинно-селитебньгх ноохор в подтайте Западной Сибири (на примере ноохоры Тюмени в долине р. Тура).
Практическая значимость работы. Выявлена возможность использования установленных структурно-функциональных особенностей долинных ноохор в градостроительном проектировании, планировании природоохранных мероприятий, оптимизации территориальной организации общества и подготовке проектов устойчивого развития территорий. Результаты исследования, как показывает опыт преподавательской работы автора в Тюменском государственном университете, важны для совершенствования экологического образования.
Апробация работы. Отдельные положения и результаты исследования докладывались автором на конференциях: «Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные проблемы» (Тольятти, 2001), «Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией» (Тюмень, 2003), «Севергеоэкотех-2003» (Ухта, 2003), «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2003), «Экологические проблемы бассейнов крупных рек -3» (Тольятти, 2003), «Экология: проблемы и пути решения» (Пермь, 2003), «Северный регион: стратегия и перспективы развития» (Сургут, 2003), «Александр фон Гумбольдт и проблемы устойчивого развития Урало-Сибирского региона» (Тюмень, 2004).
Содержание и основные результаты исследования изложены
в 12 опубликованных работах. і
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения, списка используемой литературы и 4 приложений. Основной текст изложен на 150 страницах и включает 12 таблиц и 25 рисунков. Список литературы содержит 408 источника, в том числе 4 на иностранных языках. Приложения включают 14 рисунков и 15 таблиц.
Природные опасности в долинах
Долинно-речные ландшафты удовлетворяют многие потребности человека, формируют наиболее благоприятную среду жизни. В то же время жизнь в долинах рек подвержена риску, а использование долинно-речных ресурсов в хозяйственной деятельности ограничено. Риск жизни в долинах рек обусловлен, как правило, особенностями структуры и функционирования долинно-речных ландшафтов (Авакян, 1998; Авакян, Истомина, 2001; Азизов, 2004; Беркович и др., 1996; Брылев, Дьяченко, 1999; Водные ресурсы...., 1998; Григорьева, Мамаев,; 1999;-Жидков, Лихачева, Трифонов, 1999; Китаев, 1995; Костарев, 1994; Кучмент и др.,, 1994; Михно, 1976; Нежиховский,. 1988-Оползни..., 1981; Тюменцева, 1999; Шевцова, 2003е, 2003ж; Экологический.,.:, 1999 и др.).
Наводнения Половодье и паводки редкой повторяемости, ледяные заторы и зажоры, прорыв ледниковых озер и плотин и т.д. В устьевых участках -сильные нагоны и прорывы русел в процессе дельто образования. Воздействие на климат, на бассейн реки, строительство и функционирование гидротехнических сооружений (и др.). Наводнениям подвержены территории площадью около 3 млн.км". Наибольшие площади паводкоопасных территорий находятся в России (более 700 городов), Китае, Бразилии," США, Индии. Ущерб в мире в 2002 году составил более 30 млрд.$; в России средний ущерб оценивается в 3,25 млрд.$ в год, Прорыв русла Хуанхэ в 1889 г. привел к затоплению 22 тыс. км. земель и гибели почти 1 млн. человек. Подсыпка территорий, строительство защитных дамб в сочетании с дренажом и насосными станциями или комбинированное использование этих методов (т.е. строительство защитных дамб совместно с подсыпкой пониженных участков территории).
Подтопление Цитологический состав грунтов. Изменение условий поверхностного стока при вертикальной планировке, засыпке дрен, производстве земляных работ; инфильтрации утечек подземных вод, уменьшение испарения под зданиями, полив зеленых насаждений, нарушение условий подземного стока. В России наиболее опасны: Хабаровский край, Амурская : область, Забайкалье, Средний и Южный Урал, Нижняя Волга, Северный Кавказ. Развитие суффозиониых и просадочных явлений, активизация оползней. Благо приятствуют размножению летучих переносчиков инфекции. Оползни Нарушение равновесия горных пород, снижение их прочности, обусловленное подмывом речными водами, переувлажнением грунта, увеличением крутизны склона. Подрезка склонов, дополнительные нагрузки на неустойчивые массы пород; искусственное повышение УГВ, обводнение и увлажнение пород, уничтожение почвенно-растительного покрова, динамические нагрузки Наиболее распространены в США, Японии, Италии, Индии, Франции," Швейцарии, Испании, Великобритании, Индонезии, Перу, Китае, Молдавии, странах Средней Азии и Закавказья. . . Разрушение зданий, инженерньж сооружений, плотин, катастрофические наводнения, гибель людей. В долине р.Мантаро погибло 450 человек. Убытки Японии составляют 4млрд.$ в год; США, Италии и Индии - от 1 до 2млрд.$ в год. Запрещение подрезки оползневых склонов; недопущение сброса на них ливневых, сточных и др.вод; сохранение древесной и кустарниковой растительности, залесение; строительство защитных соорулсений; горизонтальный и вертикальный дренаж.
Сели Геолого-геоморфологические (наличие селеформирующего грунта в селевом очаге и его уклон) и гидрометеорологические (количество, продолжительность и интенсивность осадков), причем первые определяют потенциальную способность к селеобразованию, а вторые — факторы непосредственно вызывающие прохождение сели (Виноградов, 1986; Лехатинов, 1968; Набиев, 1987; Хворостов, 1996 и др.) В горных районах Северного Кавказа, Западных и Восточных Саян, Байкальской рифтовой зоне, на Камчатке, Северном Урале и Кольском полуострове, в районе Верхоянска и Норильска. Наиболее селеопасны районы с неотектоническими разломами Разрушение инженерных сооружений, уничтожение лесов, сенокосов, пастбищ (селевые потоки при сходе ледника Колка по руслу р. Геналдон в Северной Осетии) Противоселевые сооружения, направленные на регулирование и задерлжу селевых потоков; организационно-хозяйственные и агролесомелиоративные мероприятия,уменьшающие поступление концентрированного дождевого стока в селевые очаги и русла
Русловыедеформации(например,боковаяэрозияводотоков,размыв инамывберегов и днаи т.д.) Постоянное взаимодействие водного потока с берегами и речным дном и перемещение наносов, т.е. причины заложены в самой специфики функционирования ДРЛ; морфологические особенности русла, состав пойменного аллювия. Хозяйственная деятельность способствует развитию вертикальных деформаций - размывам дна русла в нижних бьефах гидроузлов, выше и ниже карьеров, аккумуляции наносов в зоне переменного подпора и выше водохранилищ, примостовым размывам и т.д. Р аспро странены повсеместно, однако носят различный характер зависимости от класса ДРЛ. Например, у ДРЛ горного класса берега относительно стабильны, в то же время происходит очень медленное смещение галечно-валунных гряд, заносятся наносами дноуглубительные прорези, нарушается функционирование водозаборов. Опасность разрушения инженерных объектов и коммуникаций, заиления водных подходов к хозяйственным объектам, ликвидации зон отдыха и т.д. На Амударье при дейгише берега размываются со скоростью 500-1000 м/год (в среднем 250 м/год) и интенсивностью 50 м/ч; крупные осередки - со скоростью до 1700 м/год. Прогноз русловых деформаций, основанный на учете закономерностей развития речных русел.
Природі ю-очаговыеболезни Контрастная среда ДРЛ (особенно гидрологический режим) создает благоприятные условия для развития различных возбудителей болезней -опистархоз, диффолоботриоз и др. Пойменные водоемы с болотной растительностью (малярийный . комар), заливные пойменные луга(туляремия) И-Т.Д.; Большая опасность эпидемии и быстрого распространения инфекции Профилактические Тяжесть экологических последствий определяется высокой плотностью населения в долинах рек и вследствие этого большим количеством пострадавших и человеческих жертв в результате проявления факторов риска. При максимальной интенсивности процесса число жертв измеряется десятками тысяч человек. Максимальный эффект дают инженерные меры защиты. Успешным примером защиты крупного города от селей служит перекрытие русла р.Алмаатинки дамбой и создание оздоровительно-спортивного комплекса Медео в г.Алма-Ате в Казахстане (Харькина, 1998).
Но могут и ие увидеть. Во времена В.И. Вернадского не стояла угроза выживаемости человечества. В наши дни быстрое технократическое развитие и отставание биологии вызывают колоссальные противоречия между резервами биологического эволюционного развития и ускоренной антропогенной трансформацией экологической среды. Кризисные явления, связанные с выживанием живого вещества, включая его интеллект, достаточно нестабильны, находятся на уровне дестабилизирующего отбора, в нелинейной коэволюционной зависимости, где нелинейность характеризует стохастическую катастрофичность. В результате, как подчеркивает В.П. Казначеев (Казначеев, 1997), биология по своему естественноисторическому природному времени «ие поспевает» за изменением экологических структур, окружающих человека, особенно в мегаполисах. Поэтому вопрос о выживании уже классифицируется как практическая проблема сегодняшнего дня. Чтобы выжить, человечеству недостаточно полагаться на автоматизм механизма обратных связей в системе общество - природа, на автоматизм механизмов саморегуляции. Приходится включать и такой специфический социальный, человеческий механизм, в то же время продукт эволюции, как разум. Потребность в выживании стала стимулом не только для утверждения представлений о ноосфере в качестве естественно-исторической базы общенаучного учения, но и в качестве научной основы нового политического мышления.
Происхождение и развитие ландшафтов речных долин
Долины рек, несомненно, являются гетерогенными и гетерохронными образованиями, что определяет полиморфизм. Полиморфизм ландшафтной структуры выражен здесь в любом элементе речной долины в форме быстрого изменения в пространстве свойств компонентов природы, что подчеркивается не только многообразием структурных элементов и их композиций, но и определяет высокий динамизм долинных геосистем. Полиморфизм долинно-речных ландшафтов обуславливает существование различных взглядов на происхождение речных долин (Егоров, 1988; Жандаев, 1991; Кондратьев, 2000; Скоморохов, 2000).
Одним из первых исследователей этого вопроса был В.В. Докучаев (1878), согласно которому зарождение реки начинается с оврага, овраг растет в балку, балка в реку. Однако не все балки превращаются в реки. Переходу балки в реку способствует ряд факторов (облесение бассейна оврага, смена в бассейне реки континентального климата более умеренным, появление в овраге новых ключей и пр.). Представления В.В. Докучаева об эрозионном происхождении речных долин позднее были разработаны Р.Е. Хортоном (1948), А.А. Вирским (1950), Н.И. Маккавеевым (1955) и др.
Взгляды на долины как водноэрозионные образования были детализированы представлениями об их эрозионно-тектонической природе. Многочисленными исследованиями (Геренчук, 1958, 1960 и др.) подтверждено, что заложение большей части речных долин предопределено тектоникой: стадии долины достигают только овраги и балки, которые заложились в зонах разломов земной коры, тектонических швов, флексур, впадин. Тектонические нарушения обеспечивают создание первичных понюкений и разгрузку подземных вод в виде обильных ключей. Установлено, например, что крупнейшие речные долины северо-западного Вьетнама (района Ниньбинь) формируются на основе системы главных разломов северо-западного-юго-восточного направлений, а притоки - на основе системы дополнительных разломов северо-восточного, субмеридионального и субширотного направлений (Нгуен Тхе Хоа, 1991). Долины наиболее крупных рек юго-восточного Забайкалья (Шилка, Унда, Аргунь, Урюмкан) фиксируют тектонические нарушения: Монголо-Охотский шов, Южно-Борщовочная система разломов и др.
Тем временем связь местозаложения долин малых рек с тектоникой менее очевидна, особенно, в области последнего оледенения (Эберхардс, 1985). Приуроченность долин малых рек к разломам в Прибалтике наблюдается лишь на коротких отрезках, протяженность которых лишь изредка достигает 5-10 км. Обычно долины рек заложены без определенной связи с блоковой системой фундамента, а их простирание и развитие зависит, главным образом, от ледникового рельефа.
Уменьшение связи между структурными особенностями и долинами отмечается также в пределах вулканических плато и связано, по мнению А.Ю. Пахомова (1978) с заложением водотоков во время заключительной фазы вулканической активности, главным образом, в соответствии с распределением потоков лавы. В дальнейшем, по мере консолидации субстрата и в связи с его внутренними изменениями, сформировавшаяся долинная сеть накладывается на постепенно проявлявшиеся в рельефе активно живущие разрывные нарушения. При этом близость направлений в ориентировке крупных долин и основных зон тектонических нарушений не всегда означает их совпадение (например, долины pp. Охота, Кухтуй, Ульбея, Гусинка и др. в Приохотье).
Для местозаложения долин многих малых рек климат является главным определяющим фактором. При прочих равных геолого-геоморфологических условиях с увеличением осадков и поверхностного стока возрастает густота речных систем.
Существенное значение для развития долин рек имеют и геоморфологические условия: густота речной сети на возвышенностях намного больше, чем на прилегающих низменностях. Так, на Смоленско-Московской возвышенности коэффициент густоты речной сети равен 0,43-0,60, в Мещерской низменности он в 2 раза меньше - 0,20-0,28 (Матвеев, 1970). Это результат наличия на возвышенностях выраженных склонов и лучшего их увлажнения.
В литературе слабо освещен вопрос о влиянии живой и отмершей растительности на характер русловых процессов. Это не означает, что связь между состоянием растительного покрова и функционированием рек отсутствует. На Сахалине заломы способствуют фуркации русла реки и расширению долины, а живая растительность и плавник, скопившаяся у внешних, наиболее активных участков излучин, предохраняет берега от размыва (Полунин, 1972).
Происхождения террасовых комплексов. На значение террас в истории развития речных долин впервые было обращено внимание в конце XVTII в. в работах Соссюра и И. Гейма, обративших внимание на то, что террасы на склонах долин не горизонтальны, а имеют уклон вниз по течению, а врезывание потока происходит при понижении базиса эрозии. Во второй половине ХТХ в. большинство исследователей объясняло образование террас относительным понижением базиса эрозии в связи с поднятием Альп.
Признавая огромное значение в создании террас чередования во времени различных динамических фаз и циклов развития речных долин, СВ. Лготцау (Лютцау, 1959) отметил, что террасовые ряды нельзя рассматривать как результат одной лишь прерывистости террасообразовательных процессов. Отдельные террасы и даже целые их комплексы могут образоваться в ходе единого и непрерывного этапа врезания долины, за время пребывания ее в одном и том же флювиальном цикле.
Большинство исследователей придерживается точки зрения Н.И. Маккавеева (1955), отмечающего две общие причины образования террас в речных долинах: колебания базиса эрозии, вызывающие деформации продольного профиля и изменение транспортирующей способности речного потока (вызванное либо изменением продольного профиля, либо изменением величины жидкого и твердого стока речного потока, связанное с изменением климата). К одному и тому же эффекту в образовании террасового комплекса могут привести изменения водности реки, степени неравномерности стока, увеличение или уменьшение поступающих в поток наносов.
Компонентные подходы к классификации долинно-речных ландшафтов
Отраслевые классификации очень разнообразны и существенно разветвлены, в большинстве случаев основаны на учете ведущих факторов. Среди большого количества «пофакторных» классификаций можно выделить следующие сложившиеся направления в систематизации знаний о ландшафте речной долины: гидрологическое (водная среда речной долины); геолого-геоморфологическое (рельеф речной долины); почвенно-ботаническое (почвы, растительность)
Гидрологические классификации отражают пространственную дифференциацию отдельных гидрологических процессов или их характеристики. Водная среда речных долин классифицируется по характеру колебаний водности, внутригодовому распределению стока, источникам питания, типам водного режима, устойчивости русел, химическому составу, . по термическому н ледовому режимам и др. (Бураков, Земцов, 1989; Корытный, 1985; Кузин, I960; Кузин, Бабкин, 1979; Родевич, 1931 и др.).
К универсальной (или базисной) относится классификации рек по их величине, поскольку многие гидрологические классификации в явной или неявной форме учитывают величину рек. При делении рек на классы по их величине используются различные критерии: длина реки, площадь водосбора, средняя или меженная водоносность, возможность промерзания, пересечения природных зон и др. Наиболее совершенна в этом отношение классификация Г.В. Бачурина (1963), учитывающая различные проявления главного классификационного признака (площади водосбора) в зависимости от сочетания зонально-азональных факторов (отдельные варианты для равнин, гор и разных природных зон). Результат - пять классов: от очень малых до очень больших рек.
Развивая эти идеи, Л.М. Корытный (1985) в качестве одного из классификаторов использует ландшафтный тип строения территории, обусловливающий различные гидрографические характеристики (длины, площади и расходы воды) рек степного, лесостепного и лесоболотного типа, и в связи с этим не укладывающиеся в диапазоны своего класса и порядка.
В качестве основного гидрологического классификатора (рис.3.1) рек принято рассматривать основные типы их водного режима. В дальнейшем (Кузин, Бабкин, 1979) представленная классификации была детализирована. В лесной зоне выделены реки лесных и безлесных ландшафтов, возвышенных холмисто-камовых, плакорных, низменных озерно-болотных, карстовых и др.. Такая классификация приближается к ландшафтной, не утрачивая своей гидрологической сущности. Логически она не всегда выдержана, так как геоморфологические типы (карстовые, плакорные и др.) могу быть и лесными, и безлесными. В ландшафтных классификациях данные Интересен опыт использования зонально-азональных факторов в качестве классификационных признаков при классифицировании на основе кластер-анализа с последующим содержательным географическим анализом результатов и выбором опорного варианта иерархической типологической классификации речных бассейнов (для бассейна Енисея). Использование зональшьазональных признаков определило учет при классификации преимущественно малых (IV-V порядки по Хортону-Штраллеру), реже средних (VI порядок), рек с площадями бассейнов 200-10000 км", для которых примерно одинакова роль зональных и азональных факторов (Ландшафтно-гидрологический..., 1992). Результаты проведенного исследования см. в Приложение 2 таблицу 2.1. Полученные классы бассейнов рекомендуют (Корытиый, Безруков, 1990) использовать как объекты-аналоги в различных расчетах (административных, экономических и пр.) и при гидрологическом районировании.
При ландшафтно-гидрологическом классифицировании наиболее целесообразнвім признан путь использования частных ландшафтно-гидрологических классификаций (на первом этапе), которые в процессе районирования сопоставляются с пространственной дифференциацией природных компонентов (второй этап).
Долинно-речные ландшафты в сфере хозяйственного освоения
Антропогенная трансформация компонентной структуры ландшафтов долин рек началась в глубокой древности за счет воздействия примитивных ирригационных сооружений, регулирующих водный режим, рыбной ловли, комплексного воздействия в пределах поселений. Зачастую уже это использование приводило к возникновению экологических проблем (Авакян, Широков, 1994; Дикарева, 1994; Колбовский, 1986; Лукашов и др., 1998; Турдиев, 1995 и др.). Так, огромным бедствием для орошаемого земледелия являлись процессы засоления земель, вызванные длительным сроком удержания воды на полях Месопотамии.
В процессе общественного развития взаимосвязи в системе «долинно-речные ландшафты - общество», приобретают все более усложняющиеся формы. В наши дни пространственная организация и функционирование долинно-речных ландшафтов во многих странах мира в значительной мере регулируются человеком, а сами ландшафты включены в состав сложных природно-антропогенных системы, интегрирующих природу, население, хозяйство, быт и культуру.
Интенсификация антропогенных нагрузок особенно в долинах определяется высокой концентрацией населения и промышленных объектов. Деструктивные действия на водосборе определяют негативные гидроэкологические последствия в долинах, транзитивно передающиеся по их падению. Безусловно, негативный эффект комплексного воздействия на ландшафты каскадом ГЭС в долинах Волги, Камы, Ангары, гораздо выше чем воздействие ирригационными сооружениями в Древнем Египте.
В структуре антропогенного воздействия наиболее сильно проявляются деструктивные черты деятельности гидроэнергетики, топливно-энергетического комплекса, горнодобывающей и различных видов обрабатывающей промышленности, транспорта. Структурообразующий эффект трансформации связан с изменением речного стока, созданием водохранилищ, углублением русел, добычей полезных ископаемых, возведением насыпей, дамб обвалования, мостов, водозаборов. Он усиливается при распашке долинных склонов и пойм и их урбанизации. Все виды воздействия на долинно-речной ландшафт, вызывающие изменение его состояния, объединены в группы с учетом преобладающего направления воздействия: использование гидроэнергетических ресурсов; внесение новых веществ и антропогенных объектов (сброс отработанных и загрязненных вод, строительство различных сооружений в долине); изъятие долинно-речных ресурсов (водозабор, изъятие полезных ископаемых, изъятие рыбных и охотопромысловых ресурсов); использование долинно-речных ресурсов без их непосредственного изъятия или внесения загрязняющих веществ (транспортное, рекреационное); хозяйственная деятельность на водосборе.
Антропогенная трансформация речных долин при использовании гидроэнергетических ресурсов достаточно хорошо изучена (Авакян, 1998; Авакян, Полюшкин, 1988; Барышников, 1984; Беркович, 1995, 1998; Вендров, 1970, 1986; Девяткова, 1995; Долгополова, 1998; Емельянов, 1990; Еремченко, 2002; Каменщикова, Назаров и др., 2002; Малик, 1988, 1990, 1994; Матарзин, Девяткова, Сорокина, 1995; Поддубный, 2002; Цимбалей, 2000 и др.). Эффект от создания и эксплуатации водохранилищ имеет региональные последствия (рис.4.4) и исключает возможность восстановления исходного состояния долинно-речного ландшафта. Ситуация осложняется большим износом гидросооружений - более 50% водохранилищ в России требуют серьезной реконструкции.
Примером могут служить размеры воздействия па природную среду Камским водохранилищем (Матарзин, Девяткова, 1994). Общая площадь подтопления составляет 350 км . Отрицательное гидрогеологическое влияние (на фундаменты зданий, сооружений и т.д.) проявляется на площади 105 км2, на почвы и растительность - 75 км2. Площадь зоны климатического влияния - 1783 км и сопоставима с площадью водохранилища, однако значимое влияние отмечается на площади около 400 км . Влияние карстово-суффозионных процессов прослеживается вплоть до водораздела. Потери земель в результате переработки превышают 15 км . Активность экзогенных геологических процессов в береговой зоне продолжает оставаться высокой. Современные темпы разрушения берегов, как и в 70-80-е гг. прошлого века, достигают 0,3-0,5 м/год в полускальных породах и 4-6 м/год в рыхлых отложениях (Назаров и др., 2002а, 20026).
Изъятие речных вод для нужд водоснабжения оказывает влияние на количественные характеристики стока и его режим, испарение, инфильтрацию. Особенно негативно сказывается безвозвратное водопотребление в долинах малых рек. Так, в европейской части страны объем безвозвратного водопотребления из малых рек к 1990 г. составил около 15% стока в год средней водности и около 27% стока острозашуливого периода.
Изъятие речных вод для орошение оказывает воздействие не только на речной сток. Орошаемое земледелие вызывает комплексное преобразование всех компонентов речной долины, способствуя подтоплению, заболачиванию, вторичному засолению (Молодкин, 1986; Райана, 2000), водной эрозии, активизируя суффозионно-просадочные процессы (достигают размеров 50 км на террасах pp. Волги, Мал.Иргиза, Бол.Иргиза); приводит к увеличению ландшафтной контрастности территории; деградации дельтовых областей (Акмолдаева, 1998). Несмотря на специфику ландшафтных изменений в различных природных условиях, установлены (Дикарева, 1994; Плотников, 1990) следующие основные тенденции: аридизация тугайных экосистем, галоморфизация экосистем, сокращение количества коренных типов экосистем и их деградация, сокращение площадей первичной коренной растительности (например, сокращение коренных тугайных экосистем на 50% в долинах pp. Теджена, Мургаба), расселение сорных видов, развитие малоценных сообществ галофитов и фрагментов вторичных упрощенных экосистем кустарниковых тугаев вдоль ирригационных коллекторно-дренажных каналов.
Добыча песчано-граеийной смеси, дноуглубительные и еыпраеителъные работы приводят к загрязнению водной среды взвешенными веществами, изменению поперечного сечения русла и руслового рельефа, сказываются на интенсивности и направленности русловых процессов: происходит размыв берегов в ходе горизонтальных деформаций, смещение крупных форм руслового рельефа, обмеление подходов к портам, затопление обширных территорий в экстремальные паводки, периодическое пересыхание рек (Дарбутас, Чалов, 1995; Алексеевский, Жук и др., 1994 и др.). Так, например, общий объем изъятия грунта из русла Верхней Оби во второй половине 70-х годов превысил 70% стока руслообразующих влекомых наносов, что определило общее понижение отметок дна русла на 50 см в районе Бийска и на 80 см около Барнаула (Колосов, 1992).
Особенно уязвимы долины зарегулированных рек. Так, например, в подпертых нижних бьефах камских гидроузлов с размерами эрозии до 1- 3 см в год (ниже Боткинского и Нижне-Камского водохранилищ) добыча нерудных материалов противопоказана (Беркович, 1995). По условиям развития направленных русловых деформаций, связанных с созданием камских водохранилищ, нерудные строительные материалы могут добываться в нижних частях зоны переменного подпора и в зонах постоянного подпора водохранилищ.