Статья: Влияние элементов ландшафтов на их устойчивость к техногенным воздействиям

Интенсивность проявления процессов может быть определена несколькими способами: при помощи площадной пораженности; интенсивности роста оврагов; толщины смываемого за 1 год слоя почвы; определения объема или массы снесенного минерального вещества в кубических метрах и тоннах на площадь (1 км²); подсчета переносимого разрушенного материала путем волочения во взвешенном и растворенном состоянии и др. Интенсивность может быть охарактеризована с использованием косвенного показателя - пораженности территории процессом, который выражается посредством коэффициента площадной пораженности. Так площадную пораженность оползнями выражает коэффициент К_р, который вычисляется по формуле К_р, = f_p / F. Здесь К_р - отношение площади, занятой оползнями (f_p) ко всей площади изучаемого участка (F).

Коэффициент пораженности определяется для всех процессов площадным типом распространения (оползнеобразование, обваливание, плоскостной смыв, линейный размыв, сели, суффозионно-просадочные явления и др.). По степени пораженности процессами территории предлагается следующая классификация (рисунок 3 и таблица 2).

Таблица 2 - Категории пораженности ландшафтов эрозионными процессами (по Н.Г. Чиряевой, 1989)

Рисунок 3 - Тенденции изменения параметров (1 - атмосферные осадки, 2 - сумма температур выше 0^оС, 3 - уклоны земной поверхности, 4 - степень эрозионного расчленения, 5 - мощность пород лессовой формации, 6 - залесенность территории), определяющих устойчивость ландшафта (категории устойчивости см. таблицу 1)Интенсивность проявления селей оценивается коэффициентом селеносности (К_s), представляющим собой отношение длины русел постоянных и временных водотоков, по которым проходят селевые потоки (l_s), к общей длине русел на исследуемом участке (L). Вычисляется коэффициент по формуле К_s = l_s/L, изменяется от 0 до 1.

Прогнозируя эрозионные процессы - линейный размыв и плоскостной смыв - необходимо использовать данные об интенсивности их проявления в настоящее время, о чем свидетельствуют интенсивность роста оврагов, толщина смываемого за 1 год слоя почвы и т.д. Следует учесть факторы, способствующие развитию эрозии во времени и пространстве, в том числе скорость современных вертикальных движений земной коры, особенности хозяйственной деятельности.

Для прогнозирования боковой эрозии реки используют материалы визуальных наблюдений за развитием оврагов, топографические карты и аэрокосмические фотоснимки. На исследуемом отрезке определяется чередование относительно устойчивых и изменяющихся (динамичных) участков берегов реки. Если величины изменения берегов на каком-то отрезке соотнести со временем, то можно вычислить интенсивность боковой эрозии. устойчивость геологический ландшафт техногенный

При прогнозировании пространственно-временных особенностей развития суффозионно-просадочных явлений следует учитывать геолого-геоморфологические особенности территории, статистику просадок, датировку их возникновения и параметры.

Под влиянием сельскохозяйственного использования торфяных почв осушенных болот происходит их сработка за счет физического уплотнения, дефляции и биологической эрозии. В связи с этим возникла необходимость прогнозирования развития процесса сработки почв и разработки мер по защите их от разрушения. Например, сработка торфяных почв на одном из болотных массивов Брестской области изучалась с 1964 г. при помощи метода повторного замера мощностей торфа в фиксированных точках. На основании этих и других данных можно утверждать, что сроки сработки торфа изменяются предположительно в пределах 20-30-35 лет (по Чиряевой Н.Г., 1989).

Прогнозируя развитие процесса, необходимо учитывать возможные нарушения его естественного хода и существование «цепной» реакции - взаимосвязи и взаимодействия - во возникновении и проявлении, ведущей к снижению или усилению его интенсивности. Прогноз развития процессов и явлений не должен быть жестким и категоричным; он может быть гибким многовариантным, что позволяет наиболее приблизиться к действительности. Поэтому все методы должны сочетаться с методом вариантов - методом «перебора» вариантов территориальных и временных сочетаний процессов и явлений.

Результаты проведенного обзора и систематизации опубликованных материалов по вопросу оценки устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию показали, что до настоящего времени пока не разработан достаточно обоснованный перечень базовых показателей, определяющих устойчивость ландшафта к техногенезу. Ранее, разными авторами, при определении устойчивости ландшафта, оценивалась способность ландшафта противостоять только одному из видов техногенного воздействия - в основном, механическому. Поэтому разработана и предлагается к использованию методика определения устойчивости ландшафта к различным видам техногенного воздействия, путем использования более полного перечня ландшафтно-образующих факторов и соответствующих им базовых показателей, определяющих особенности структуры ландшафта. Здесь учитывается роль и влияние климатических, геоморфологических, геологических факторов с учетом степени залесенности территории и другие базовые показатели (таблица 3).

Гидрологические факторы - коэффициент поверхностного стока, густота речной сети, коэффициент озерности, расходы рек и их внутригодовые вариации и т.д. - при оценке устойчивости ландшафта не учитываются, поскольку являются функцией вышеприведенных базовых показателей и оказывают опосредованное влияние на устойчивость ландшафта к техногенному воздействию.

Гидрогеологические факторы - наличие и количество водоносных горизонтов, химический состав подземных вод, напорность водоносных горизонтов и т.д. - также не оказывают значительного влияния на устойчивость ландшафта, поскольку преимущественно залегают на глубинах свыше 1,5-2,0 м, вне зоны прямого влияния на ландшафт.

Определение количественной оценки устойчивости ландшафта возможно лишь путем сравнения их базовых показателей между собой, т.е. фактически определяется устойчивость конкретного ландшафта по отношению к некоторой теоретической (экспертной) максимальной устойчивости.

Таблица 3 - Ландшафтно-климатические базовые показатели территории Украины, определяющие устойчивость ландшафта к техногенному воздействию

Разработана и предлагается к использованию следующая шкала категорий устойчивости ландшафтов (таблица 4).

Таблица 4 - Значения основных параметров, определяющих устойчивость ландшафтов к техногенному воздействию

Категории устойчивости «Д» оцениваются суммой базовых параметров, каждый из которых приведен к безразмерной форме в диапазоне изменений (0; 1) и устанавливается экспертным методом. Как видно из таблицы 4, в большинстве случаев изменений базовых показателей значение «1» соответствует категории очень высокой устойчивости, а значение «0» - полной неустойчивости ландшафта.

Однако, в этом перечне два показателя - уклоны поверхности земли и степень расчлененности рельефа по своей физической сущности имеют обратно пропорциональную изменчивость: значение нуля отвечает категории очень высокой устойчивости ландшафта, а значение «1» - соответствует неустойчивой категории ландшафта. Таким образом, устойчивость ландшафта формируется под влиянием разнонаправленных процессов (факторов).

Значения оценочных базовых показателей «х_i» устойчивости ландшафта определяются их соотношениями с некоторыми оптимальными величинами этих показателей:

для атмосферных осадков

ДA = A_i / A_max ,

где A_i - среднегодовая многолетняя сумма осадков, мм; A_max - абсолютный годовой максимум атмосферных осадков за аналогичный период наблюдений, мм.

по сумме температур воздуха выше 0°С

ДT = T_i / T_max ,

где Т_i - среднегодовая многолетняя сумма температур воздуха выше 0°С; T_max - абсолютный годовой максимум суммы температур воздуха выше 0°С.

уклоны земной поверхности оцениваемой территории

ДI = I_i / I_кр ,

где I_i - средневзвешенный уклон земной поверхности территории; I_кр - критический уклон (угол естественного откоса) для пород покровных отложений, развитых на территории.

степень эрозионного расчленения рельефа

ДK_p = K_pi / K_Pmax ,

где K_pi - коэффициент эрозионного расчленения рельефа оцениваемой территории, определенный как отношение площади овражно-балочной сети к общей площади этой территории; K_Pmax - этот же коэффициент, с максимальным значением на какой-либо территории, входящей в состав страны (государства).

мощность пород лессовой формации

Дm = m_i / m_max ,

где m_i - средняя мощность покровных лессовых отложений оцениваемой территории, м; m_max - максимальная мощность лессовых отложений, отмеченная на территории страны, м.

степень залесенности территории

Дf = f_i / F

где f_i - общая площадь, покрытая лесами, кустарниками, культурными плодовыми деревьями, лесопосадками, км²; F - общая площадь оцениваемой территории, км².

Разработаны, с учетом ранее предлагаемых разными авторами, количественные значения указанных выше базовых показателей, определяющих категории устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию; эти количественные показатели установлены экспертным методом (табл.4). Тенденции изменений величин базовых показателей при переходе от одной к последующей категории устойчивости показаны на рис.3, где четко видны тенденции противоположной направленности.

Согласно принятой методики, категории устойчивости ландшафта определяются суммой величин базовых показателей. Как видно, при наличии шести базовых показателей, два из которых имеют обратную направленность характерных величин, диапазон изменений суммы показателей варьирует от «4» (очень высокая устойчивость) до «2» (неустойчивая система).