Введение к работе
Актуальность темы. Проблемы малых рек России давно уже стали предметом дискуссий, как среди специалистов, так и в самых широких кругах общественности. Исчезновение огромного числа самых малых водотоков, повсеместное обмеление и зарастание рек, общее их загрязнение - все это вызывает справедливое беспокойство за состояние малых рек.
Большинство малых рек - это верхние звенья речной сети. Они дренируют территорию бассейнов, определяют своеобразие состава и качество воды крупных рек, особенности водных биоценозов, водный, гидрохимический и гидробиологический режим, водность средних II крупных рек. Малые реки, как правило, расположены в пределах одной природной зоны, в результате чего воздействие климата на их водный режим по бассейну практически не меняется. Поэтому особенности гидрологического режима малых рек следует рассматривать как результат проявления комплекса местных природных факторов, что отражается в закономерностях пространственно-временной изменчивости характеристик стока малых рек, большей корреляцией с природной обстановкой на водосборе.
На берегах малых рек проживает большинство сельского и значительная часть городского населения. Воды малых рек активно используются как для водоснабжения, так и для утилизации всевозможных стоков; заливные поименные луга, часто являются наиболее плодородными угодьями, на которых традиционно производится заготовка кормов и выпас скота. Общеизвестна рекреационная привлекательность малых рек Центра и Севера России. Наконец, речные долины малых и средних рек выступают в роли естественных экологических коридоров, чрезвычайно важных для сохранения биоразнообразия и конструирования средостабилизирующего каркаса территории.
Всё это делает малые реки своего рода индикатором состояния ландшафтов водосборов и одновременно своеобразным инструментом оптимизации гидрологических характеристик и экологической обстановки нижних звеньев долинно-речной сети.
Цель исследования - разработка ландшафтного подхода к анализу закономерностей зарастания малых рек, исследование структуры и функционирования речных аквальных комплексов в условиях антропогенного воздействия.
Поставленная цель естественным образом предполагала решение ряда конкретных задач, а именно:
^оценка лрнродно-ландшафтных условий развития и функционирования речной сети Ярославского Верхневолжья;
=>изучение своеобразия функционального проявления ведущих факторов зарастания малых рек;
=>анализ, типология и классификация форм проявления процесса зарастания малых рек Ярославского Верхневолжья;
^исследование закономерностей развития, функционирования, сезонной и многолетней динамики речных аквальных комплексов;
=эоценка возможностей использования речных аквальных комплексов, как интегрального индикатора экологической ситуации на водосборах.
Объект исследования - малые реки Ярославского Верхневолжья. Одна из трудностей изучения малых рек заключается в отсутствии однозначных критериев выделения их типологических границ, как самостоятельного класса водотоков. Содержание ландшафтного комплекса долины малой реки почти целиком определяется ее морфо-литологическимп особенностями, которые, в свою очередь, обусловлены реяьефообразующеи деятельностью потока и закономерно изменяются от верхних звеньев гидрографической сети к нижним. Следовательно, морфологию любого данного участка долины и набор ІЇТК на ее поперечнике определяет, водность реки, поэтому стоковые показатели в любом случае оказываются определяющими для классификации размерности водотоков на "очень малые", "малые", "средние". В целом, учитывая современный опыт водного хозяйства, гидрологических расчетов и исследований, к малым рекам следует отнести реки длиной до 250 км, водосборной площадью до 10000 км2, средаемноголетним расходом до 20 м*/сек, для которых характерно отражение в гидрологическом режиме преимущественного воздействия местных факторов формирования стока (Рохмистров В.Л. Наумов С.СJ984).
Предмет исследования - выявление взаимосвязи закономерностей
зарастания малых рек и структурно-функциональных особенностей речных
аквальных комплексов с ландшафтно-географнческими условиями и
экологическими факторами. Решение экологических задач, касающихся
малых рек, не может не включать исследование особенностей
функционирования подсистемы речного русла. Однако до сих пор при
изучении динамики русловых потоков влияние водной растительности в
полной мере не учитывалось (Барышников Н.Ъ.,1978).
Слабо освещено и влияние речного потока как специфической среды обитания на формирование и развитие водных растительных сообществ. В работах, посвященных водной растительности основное внимание уделяется систематике и морфологии водных растений; ландшафгно-экологическая характеристика дается весьма сжато, с указанием предпочитаемого типа грунтов и оптимальной скорости течения (Haslam S.M.,1978). Вопросы формирования и развития водных растительных сообществ рассмотрены фрагментарно и только примешггельно к озерным экосистемам (схемы зарастания озер и распределение водной растительности по поясам в зависимости от глубины).
з Картина русловых процессов, изучаемая геоморфологами (см.
например - Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Сиищенко Б.Ф., 1982) также
почти не учитывает влияние фитобиоты русла на речной поток и поэтому
является неполной, особенно на мезо- и микроуровнях. Между тем, в межень
до 75% поперечного сечения русел малых рек может быть занято
гидрофитами, что не может не сказаться на динамике потока и его русла.
Как представляется, решение этих вопросов должно опираться на ландшафтный подход, т.е., учитывать структурно-функциональные особенности речных аквальных геокомплексов во взаимосвязи с ландшафтно-географическими условиями речных бассейнов.
Исследовательские методы. Исследования по изучению роли гидрофитов в русловом процессе и особенностей зарастания русел малых рек проводились автором в течение летних полевых сезонов 1997-1999 г., на территории Верхней Волги. Работы велись на выбранных во время рекогносцировочных маршрутов типичных ключевых участках, (Лунки, Сота, Ухры, Каста, Великой, Ити, Могзы, Нерли Клязьминской и др.), в пределах которых выполнялась общая плановая съёмка долины, где фиксировалась морфологическая, геоботаническая ситуация, а также основные природные процессы и проявление антропогенного воздействия. Отдельно проводилась русловая комплексная съёмка - строились батиграфические карты русловых отрезков, на которые накладывались динамические параметры потока, характер аллювия, признаки загрязнения реки и русловая водная растительность.
Автор выносит на защиту следующие положения:
-
Морфодинамические особенности речных потоков, как природные, так и антропогенно-обусловленные, являются основным фактором, определяющим структуру, сезонную и среднемноголетнюю динамику речных аквальных комплексов, закономерности их развития и функционирования.
-
Зарастание малых рек проявляется в ряде хорошо выраженных, функционально и морфогенетически обособленных форм, являющихся результатом наложения процесса зарастания на собственно русловой процесс.
-
Высшая водная растительность, как важнейший компонент русловых прігродно-аквальньїх комплексов (ПАК), выступает в качестве механизма саморегуляции руслового процесса, участвуя в сохранении динамического равновесия его твердой и жидкой составляющих, и обеспечивая тем самым устойчивость речного потока, как саморазвивающейся системы.
-
Весь спектр различных видов антропогенного воздействия на долинно-речные ПТК увеличивает многообразие форм проявления процесса зарастания малых рек и определяет его общие пространственно-временные тенденции.
Научная потока работы заключается в том, что:
впервые проведен анализ структурного разнообразия русловой морфологии малых рек Ярославского Верхневолжья;
изучено своеобразие функционального проявления основных факторов зарастания малых рек;
разработан оригинальный ландшафтный подход к анализу закономерностей зарастания малых рек, позволивший выявить и классифицировать различные формы проявления процесса зарастания и установить факторы дифференциации речных аквальных комплексов.
Практическая значимость результатов исследования В ходе исследования была разработана методика комплексной экологической оценки речной сети. Дана оценка условий, обеспечивающих особенности состояния и функционирования речной сети как фактора, определяющего специфику природопользования и мероприятий по оптимизации экологической обстановки на этой территории.
Апробации работы н внедрение результатов исследования: Основные результаты диссертационной работы изложены н одобрены на ряде международных республиканских и региональных научно-практических конференций, в том числе на международной конференции по экологии урбанизированных территорий (Ярославль, 1999), научном семинаре по региональной экологии (Тверь, 2000), научно-практическом семинаре по русловым процессам (Вологда, 2000).
Практические рекомендации нашли непосредственное применение в проектах водоохранных зон рек Ярославской области. Теоретические выкладки и методические разработки автора используются в настоящее время в Программе конструирования Экологического Каркаса Центра Росши (раздел "Долины рек - экологические коридоры").