<<
>>

Глава 12. РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ И УСТОЙЧИВОСТЬМОРФОЛИТОГЕННОЙ ОСНОВЫ ЛАНДШАФТА И.И. Спасская




При рассмотрении ландшафта как системы с отчетливо выраженными прямыми и обратными связями ее элементов (что выражается в реакции всего комплекса на изменение одного из компонентов или внешних факторов), обычно отмечают различную инерционность разных элементов [Величко, 1985а].
При этом рельеф считается наиболее стабильным и медленнее всего изменяющимся компонентом, характерное время которого, по крайней мере, на порядок превосходит соответствующие показатели для других компонентов ландшафтной системы. Это в значительной степени справедливо для форм мега- и макрорельефа, которые можно считать структурной основой или каркасом систем высокого ранга - она в значительной мере определяет границы систем, а также направление и интенсивность потоков вещества внутри них. Хотя эти элементы не остаются неизменными, скорость их развития и реакции на изменение внешних по отношению к системе условий таковы, что для интервалов времени порядка десятилетий (или первых столетий) их параметры могут считаться практически постоянными величинами. Что же касается мезоформ и особенно микроформ рельефа, то их изменчивость гораздо выше и характерные времена таковы, что, например, изменения внешних факторов, подобные тем, которые прогнозируются в связи с протекающим глобальным потеплением, могут в кратчайшее время вызвать активизацию определенных рельефообразующих процессов, включая катастрофические (оползни, лавины, ускоренная эрозия и пр.) [Величко, 1991; см. также главу 7 настоящей монографии].
Таким образом, даже в относительно краткие интервалы времени возможны изменения рельефа, а точнее морфолитогенной основы ландшафта (под которой мы условно понимаем физическую поверхность литосферы, имеющую определенную конфигурацию и представляющую собой совокупность элементарных морфологических единиц, а также непосредственно примыкающий к ней слой грунта, мощность которого теоретически определяется положением нижней границы ландшафтной системы данного ранга). Морфолитогенная основа ландшафта может считаться устойчивой в том случае, если в масштабах времени, указанных выше, конфигурация поверхности и свойства слагающих ее грунтов сохраняются неизменными, обеспечивая постоянство протекающих на ней процессов (условия, соблюдающиеся в динамически равновесном рельефе).
Вопрос об устойчивости морфолитогенной основы может быть рассмотрен в двух аспектах - оценочном и прогнозном.
Оценочная сторона вопроса предусматривает определение интенсивности процесса при сохранении существующих ландшафтных условий и степени антропогенного воздействия. Важнейшим при этом является учет зональной приуроченности рассматриваемого объекта. Именно они определяют возможность проявления различных экзогенных процессов и их интенсивность. Последняя подвержена существенному воздействию человека, вмешательство которого изменяет ее более чем на порядок
Для составления представления об устойчивости морфолитогенной основы необходим анализ спектра современных экзогенных процессов в пределах отдельных ландшафтных зон, с выделением оптимальных и граничных условий проявления отдельных процессов (особенно потенциально опасных) и «спусковых» (триггерных) механизмов их активизации.
Не останавливаясь здесь на этом подробнее, укажем некоторые сводные работы, содержащие сведения об интенсивности процессов и их зональных характеристиках [Борсук и др., 1977; Дедков и др., 1977; Дедков, Мозжерин, 1984].
Говоря о зональной приуроченности процессов, необходимо различать собственно метеорологические параметры, допускающие проявление данного процесса (температура, количество и режим выпадения осадков и пр.), и ландшафтные условия данной зоны, т.е. растительность, почвенный покров и т.д. Например, общеизвестно, что плоскостной смыв проявляется в условиях степной зоны более интенсивно, чем в лесной
или лесостепной; отчасти это объясняется характером выпадения осадков, но в большей степени - растительностью, наличием слоя отмерших растений («растительного войлока») на почве и пр., то есть собственно ландшафтными характеристиками. Если же искусственно уничтожить растительный покров и/или нарушить естественное состояние поверхности, то смыв начнется и в условиях лесной зоны, что и происходит в тех случаях, когда подобные изменения вызваны деятельностью человека.
Таким образом, можно указать, помимо явных возможностей проявления процесса, скрытые - латентные - возможности, которые реализуются (будучи изначально заданы климатом) только при возникновении добавочных условий или устранении существующих, например, сомкнутого растительного покрова. Этот аспект заслуживает рассмотрения при анализе антропогенного воздействия на ход рельефообразующих процессов.
Особого внимания заслуживает палеогеографический аспект этой проблемы, а именно то, что эти скрытые возможности развития являются в какой-то степени унаследованными от прошлых состояний ландшафта. Так, в обширной полосе распространения песчаных отложений (в значительной степени связанных с флювиогляциальны- ми потоками плейстоценовых ледников, а также с террасами крупных рек), которые большей частью закреплены растительностью, существует возможность активизации эоловых процессов и развитие полей подвижных песков, как это неоднократно происходило в локальных масштабах в течение позднеледниковья и голоцена. Другим элементом такого «наследия» являются лёссы, занимающие большие площади, в частности на юге Восточно-Европейской равнины. Их литологические характеристики, обусловливающие возможность развития целого ряда нежелательных геоморфологических процессов (просадочные явления, оползни, ускоренная эрозия почв), сформировались в условиях ледниковых эпох и являются продуктом континентального криоаридного климата [Величко и др., 2002].
Наконец, огромную роль в современном и ожидаемом в будущем состоянии ландшафтов и их морфолитогенной основы играет наличие многолетней мерзлоты. Особенно существенные изменения можно ожидать в области ее современного распространения, как сплошного, так и прерывистого (см. главу 10 настоящей монографии), в частности, в виде интенсивного размыва берегов, сложенных рыхлыми сильно льдистыми грунтами. Однако ее отпечаток несут и обширные области, где мерзлота в настоящее время отсутствует. В частности, ее следы в виде палеокриогенного рельефа играют заметную роль в современных флювиальных процессах, например, контролируя организацию стока на уплощенных междуречьях и формирование вершинных звеньев эрозионной сети.
В настоящее время в научной литературе активно обсуждается вопрос о тенденциях развития ландшафтов. Предлагаются сценарии возможных состояний ландшафтов в будущем, в которых используются, например, палеогеографические реконструкции теплых и холодных эпох плейстоцена. Наиболее часто обсуждаются прогнозные построения для условий глобального потепления климата на 0,7-0,8°С и 1,6-1,8°С - ситуация, реализация которой возможна в рамках преобладания так называемого антропогенного тренда климатических изменений, являющегося следствием изменения газового состава атмосферы.
Однако в этих сценариях рассматриваются преимущественно биологические аспекты изменений ландшафтов - сдвиги границ ландшафтных зон, изменения биологической продуктивности ландшафта и пр. Представляют, однако, интерес и некоторые черты состояния самой топографической поверхности, которая в условиях этих изменений подвергнется в различной степени воздействию как собственно природных факторов (потепление, увеличение продолжительности безморозного периода и т.д.), так и антропогенных, связанных, например, с распространением земледелия в районы, ранее для него непригодные, возведением промышленных объектов и жилых домов, мелиоративных мероприятий и пр.
Очень важно оценить, насколько устойчивыми окажутся в этих условиях рельеф и рыхлые отложения, насколько реальным будет возникновение экзогенных процессов, представляющих угрозу для человека и его хозяйственной деятельности. Имея четкое представление о пространственных закономерностях распространения современных рельефообразующих процессов, можно до некоторой степени экстраполировать эти закономерности в будущее с учетом глобальных климатических изменений. Большую помощь в этом могут оказать данные палеогеоморфологических исследований, в особенности изучение рельефообразующих процессов в течение крупного природного цикла - оледенение-межледниковье [Спасская, 2002]. Большие амплитуды изменений значений метеорологических параметров в течение этого цикла открывают теоретическую возможность установления критических значений, при переходе через которые процессы могли резко менять интенсивность, приобретая в ряде случаев катастрофический характер. Еще И.С. Щукин [1960], рассматривая общие задачи геоморфологии, ука

зывал на необходимость «определения критических величин - порогов, выраженных в числе и мере, на которых происходит качественное изменение явления».
Что касается упомянутой выше экстраполяции пространственных закономерностей рельефообразующих процессов в будущее, то для нее совершенно недостаточно одних лишь осреднен- ных глобальных значений изменений климатических параметров. В отдельных районах величины изменений этих параметров могут существенно отличаться от среднеглобальных, а местами даже иметь обратный знак. В качестве исходных данных нами были взяты сценарии климатов будущего, разработанные с использованием палеогеографических моделей-аналогов в Лаборатории эволюционной географии Института географии РАН для глобального потепления на 0,7°С - палеогеографическим аналогом которого является климатический оптимум голоцена - и глобального потепления на 1,7°С (аналог - оптимум последнего межледниковья). В соответствии с этими сценариями на территории Восточно- Европейской равнины наиболее существенные изменения должны проявиться на северо-востоке (бассейн среднего и нижнего течения Печоры, Большеземельская тундра), где ожидается значительное потепление и возможная деградация многолетней мерзлоты, и на юге и юге-западе, где судя по геоэкологической обстановке соответствующих теплых эпох прошлого, можно ожидать увеличения осадков (предположительно, на величину до 200-300 мм). На остальной территории Европейской части изменения менее значительны, и находятся в пределах точности метода; ожидать сколько-нибудь существенных изменений морфолитогенной основы ландшафта при этом не приходится.
Палеогеографические реконструкции, используемые в качестве сценариев, дают представление о том, каковы были ландшафтные ситуации в естественных условиях. Ограниченные Возможности использования их в качестве аналогов реальных ситуаций связаны с тем, что прогнозируемое потепление, имеющее причиной хозяйственную деятельность человека, наступает гораздо быстрее и его можно ожидать уже в ближайшие десятилетия. В этих условиях ход природных процессов искусственно ускоряется, что создает повышенную возможность для нарушения динамического равновесия.
Данные палеогеографических пространственных реконструкций позволяют представить масштабы «естественного» (мы берем это слово в кавычки, подчеркивая, что само потепление является по своим причинам антропогенным) воздей
ствия на морфолитогенную основу ландшафта, которое проявится в колебаниях объема и режима поверхностного и грунтового стока, изменениях уровня грунтовых вод, а возможно, и их состава, изменении глубины промерзания и протаивания. Сохранение тенденции к потеплению в течение более длительного времени должно, согласно теоретическим расчетам, вызвать повышение уровня моря за счет таяния льдов, что существенно увеличит термоабразию арктических побережий, сложенных льдистыми рыхлыми породами и приведет к значительному отступанию берега, а также к подтоплению устьев рек, что в свою очередь изменит ход руслового процесса и значительно повлияет на условия судоходства в их низовьях. Антропогенное воздействие на морфолитогенную основу ландшафта более разнообразно и может выражаться в нарушении растительного покрова (сведение леса или полное уничтожение растительности), изменении свойств поверхностного слоя грунта (уплотнение, нанесение искусственного покрытия, снятие верхнего слоя и пр.), изменении микрорельефа (распашка), мезорельефа (террасирование склонов) и пр. Чрезвычайно серьезно воздействие, оказываемое спуском вод, отличающихся по температуре (теплые промышленные или бытовые стоки в областях многолетней мерзлоты, вызывающие быстрое и необратимое развитие термокарста) или химическому составу (засоление, активизация карста в результате спуска агрессивных отходов). Достаточно известны результаты возведения сооружений, преграждающих движение естественных потоков наносов; одним из них является то, что ниже по течению резко усиливается эрозионная деятельность (водотоки ниже водохранилищ; ветровой поток, «сгрузивший» песчаный материал у искусственного заграждения, и пр.).
На основе вышеизложенного можно перейти к рассмотрению собственно устойчивости рельефа, которая в зависимости от масштаба исследований может рассматриваться для отдельных элементов и форм, типов рельефа и более крупных таксономических выделов. На рис. 12.1 дана схема районирования территории Восточно-Европейской равнины по степени устойчивости морфолитогенной основы зональных ландшафтов в условиях прогнозируемого потепления.

Наиболее устойчивыми можно считать уплощенные междуречья в пределах лесной зоны за границами современной многолетней мерзлоты. Климатические колебания при сохранении естественной растительности не отразятся существенно на протекании рельефообразующих процессов; при увеличении пахотных площадей (возможность для этого существует при потеплении)



возможно некоторое усиление поверхностного смыва, в организации и концентрации которого заметную роль может играть древний криогенный рельеф, образующий на поверхности полигональную сеть ложбин [Величко и др., 1996]. На севере и северо-востоке Восточно-Европейской равнины потепление будет усиливать возможность деградации многолетней мерзлоты при антропогенных нарушениях состояния поверхности.
К югу от границы лесной зоны изменения термического режима не должны существенно ска
зываться на устойчивости поверхностей междуречий, но изменения режима увлажнения могут вызвать акселерацию линейной эрозии и оползневых процессов в краевых зонах междуречий, на склонах долин, а также просадки, особенно под нагрузкой, в пределах распространения лёссовых пород. Последним свойственно развитие также туннельной эрозии, в частности, в местах сооружений небольших запруд в верховьях балок При оценке устойчивости междуречий в пределах аридной зоны следует принимать во внима-

ние глубину залегания грунтовых вод, которая во многом является определяющей для поверхностных процессов. Любое антропогенное вмешательство, приводящее к поднятию уровня грунтовых вод (например, при ирригации) или к снижению топографической поверхности (выемки при строительстве дорог, газопроводов и пр.) может повлечь за собой подтягивание к поверхности и испарение грунтовых вод (часто засоленных) и в результате - формирование солончаков, которое может сопровождаться усиленной дефляцией разрыхленного кристаллами соли грунта и дальнейшим снижением поверхности
Склоны долин в зависимости от крутизны и состава отложений могут оказаться подверженными солифлюкции или термоэрозии, оползневым процессам, овражному расчленению. Особого внимания заслуживают долины малых рек. Возрастание твердого стока при сведении естественной растительности в бассейне, и особенно на пойме, быстро приводит к отмиранию русла и заболачиванию поймы в верхних звеньях эрозионной сети и снижению емкости русла в нижнем течении, что ухудшает естественный дренаж подземных вод и способствует заболачиванию водоразделов [Кичигин, 1983].
Реакция морфолитогенной основы ландшафта на изменения внешних факторов в значительной степени определяется физико-механическими свойствами грунтов. В качестве показателя таких свойств можно использовать, например, значения допускаемых неразмывающих скоростей (ДНС), как это было сделано Б.Ф. Косовым и Б.П. Любимовым [1974] при составлении мелкомасштабной карты размываемости покровных горных пород на территорию СССР. Этот показатель различен для скальных кристаллических пород, терриген- ных и карбонатных пород и различных рыхлых образований, и хотя не исчерпывает многообразия свойств грунтов, позволяет приближенно оценить одну из наиболее важных характеристик - противоэрозионную устойчивость (по крайней мере, вне пределов распространения многолетней мерзлоты).
Ниже приводится в схематизированной форме оценка устойчивости морфолитогенной основы ландшафтов и возможность развития нежелательных геоморфологических процессов в результате антропогенного воздействия и прогнозируемых климатических изменений с учетом устойчивости поверхностных отложений к размыву (допускаемых неразмывающих скоростей - ДНС), степени хозяйственной освоенности, и ожидаемых изменений климатических параметров (согласно палеогеографическим моделям-аналогам - см. главу 4 настоящей монографии).
Устойчивость морфолитогенной основы
различных типов ландшафтов
Восточно-Европейской равнины
в условиях потепления Тундровые
1а. Равнины на многолетнемерзлых грунтах (ДНС = 5-6 м/с).
Степень освоенности - слабая.
Прогнозируемые изменения климата - потепление на 2-4° С.
Потенциально опасные процессы: термокарст, солифлюкция, термоэрозия, термоабразия, пучение грунтов.
Степень устойчивости - очень низкая.
16. Плато и низкогорья на коренных породах, (ДНС = 16-25 м/с).              *
Степень освоенности - слабая.
Прогнозируемые изменения климата - потепление на 1-2°С, некоторое увеличение осадков.
Потенциально опасные процессы - локальное увеличение лавинного сноса.
Степень устойчивости - очень высокая. Таежные - плоские и холмистые равнины на сезонно промерзающих плотных, преимущественно моренных суглинках (ДНС = 1-1,3 м/с), с участками песков.
Степень освоенности - слабая, в западной и южной части - средняя.
Прогнозируемые изменения климата - небольшое потепление, увеличение осадков.
Потенциально опасные процессы - пучение грунтов, заболачивание и подтопление, оползни на склонах долин, локальное перевевание песков (при уничтожении растительности).
Степень устойчивости - высокая. Лесные и лесостепные - расчлененные равнины на песчаных, супесчаных и суглинистых грунтах (ДНС = 0,3-0,75 м/с).
Степень освоенности - высокая.
Прогнозируемые изменения климата - увеличение количества осадков (в западной части - на 100-200 мм/год).
Потенциально опасные процессы - плоскостной и линейный смыв (на распаханных землях), овражная эрозия, оползни, дефляция и перевевание песчаных массивов (при повышенном рекреационном и др. использовании).              ..              : ь
Степень устойчивости - средняя. ,, Степные
4а. Расчлененные равнины на лёссах и лёссовидных породах (ДНС=0,6-0,75 м/с), с участками песков на террасах.
Степень освоенности - очень высокая.
Прогнозируемые изменения климата - увеличение количества осадков (до 300 мм/год).

Потенциально опасные процессы - поверхностный смыв, овражная эрозия, туннельная эрозия, оползни (по склонам долин и оврагов), пере- вевание песчаных массивов. Заиление водоемов. Суффозионно-просадочные процессы.
Степень устойчивости — низкая.              -
46. Пластовые денудационные равнины, расчлененные, на терригенных и карбонатных породах (ДНС = 2,5-5,5 м/с), с маломощным рыхлым чехлом.
Степень освоенности - очень высокая.
Прогнозируемые изменения климата - незначительные.
Потенциально опасные процессы - оползни,

карст, поверхностный смыв.
Степень устойчивости - средняя. Сухостепные и полупустынные - плоские равнины на суглинках, глинах и песках (ДНС = 0,55-1,0 м/с).
Прогнозируемые изменения климата - незначительные, возможно некоторое увеличение осадков.
Потенциально опасные процессы - дефляция и перевевание песков (при нарушениях естественного состояния поверхности), солевое выветривание, развитие солончаков (при нарушениях водного режима грунтов) и пр.
Степень устойчивости - средняя.



<< | >>
Источник: А.А. Величко. Климаты и ландшафты Северной Евразии в условиях глобального потепления. Ретроспективный анализ и сценарии.. 2010

Еще по теме Глава 12. РЕЛЬЕФООБРАЗУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ И УСТОЙЧИВОСТЬМОРФОЛИТОГЕННОЙ ОСНОВЫ ЛАНДШАФТА И.И. Спасская:

  1. Глава 2 ПРОЦЕСС И ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ МЕЖХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА
  2. А. А. Спасский УЧЕНИЕ КАППАДОКИЙЦЕВ о ЕДИНСТВЕ Святой ТРОИЦЫ145
  3. Теоретические основы процесса профессионализации
  4. Паразитарные системы: общее понятие об их саморегуляции как основы эпидемического процесса
  5. Статистический характер поведения нормы как основа оценки адаптоспособности человека в процессе деятельности
  6. Красота ландшафта
  7. Показатели экологической устойчивости природных ландшафтов
  8. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И ЛАНДШАФТ
  9. Меняющийся ландшафт Внешней поддерЖки
  10. Ландшафт: физические условия взаимодействия.