ДИНАМИКА ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ТРАНСФОРМАЦИЙ ДОЛИНЫ РЕКИ УРАЛ
DYNAMICS OF NATURAL AND ANTHROPOGENIC TRANSFORMATIONS OF THE VALLEY OF THE URAL RIVER
В.В. Дерягин, В.В. Бусыгин
V.V. Deryagin, V.V. Busygin
Челябинский государственный педагогический университет
(Россия, 454074, г. Челябинск, ул.Бажова, 48)
Chelyabinsk State Pedagogical University
(Russia, 454074, Chelyabinsk, Bazhova St., 48)
e-mail: vderyagin@mail.ru
На небольшом участке долины реки Урал прослежены три периода в развитии ландшафтной структуры. До катастрофического наводнения 2013 года наблюдалось эволюционное развитие компонентов природного комплекса при умеренном пастбищном воздействии. Наводнение явилось революционным событием, упростившим ландшафтную структуру. После этого началась восстановительная сукцессия, которую замедляет антропогенное воздействие (выпас скота).
Tracked three periods in the development of landscape structure on a small area of the valley of the Ural river. The first period with moderate grazing was observed evolutionary development of the landscape. The second simplification of landscape structure as a result of catastrophic flooding in August 2013. Third period – restoration succession. The pace of recovery will be slowed down at the intensification of grazing.
Природные (ландшафтные) геосистемы – системы весьма динамичные и подверженные постоянному изменению. В связи с меняющимся климатом и постоянно нарастающим антропогенным воздействием усиливается динамика природных и антропогенных трансформаций ландшафтов, что меняет их хозяйственную ценность. Особенно яркими и интересными выглядят эти процессы в долинах рек, протекающих по степной природной зоне, таких, например, как р. Урал. Мониторинг ландшафтов – трудоёмкий, дорогостоящий процесс и не может быть организован повсеместно. Поэтому выявление тренда изменений природных комплексов является актуальной проблемой современности. Проведение ландшафтного мониторинга в процессе полевых практик по ландшафтоведению в долине реки Урал позволило получить такие данные за несколько лет. Они представляются весьма значимыми в полевой учебно-экспедиционной деятельности студентов направлений «география» и «экология-природопользование». Работа опирается на результаты многолетних полевых исследований авторов и студентов ЧГПУ. За сезоны 2004-2014 годов студентами ЧГПУ были проведены работы по изучению ландшафтов долины реки Урал от с. Кизильское до пос. Богдановский (около 75 км по реке). Помимо стандартных для такого вида работ методов, применялись технологии ГИС и навигаторы GPS MAP 60CSx. Наибольший интерес представляет сравнительная характеристика динамики ландшафтной структуры правобережного урочища «Яшмовый берег» (название авторское) между поселками Урал и Соколки за период 2013-2014 гг. в связи с прошедшим в августе 2013 г. наводнением.
Урочище «Яшмовый берег» имеет площадь несколько более 12 га. В его состав входят галечный пляж из разнообразных видов яшмы в излучине субмеридионального течения р.Урал между пос.Урал (левый берег) и пос.Соколки (правый берег); обширная высокая пойма с разнотравными пойменными лесами из осокоря, ив, жимолости и черёмухи, резко переходящая в обрывистый коренной склон долины, одновременно являющийся склоном вулканогенного массива. На склоне эрозионная терраса фрагментарно прерывается первой надпойменной террасой, занятой полынно-злаковой степью. Промежуточным результатом исследований явились карты геоморфологии, растительности и почвенного покрова исследуемых территорий. На их основе построены карты морфологической структуры ландшафта ранга фаций. При картографировании территории от уреза воды до бровки коренного берега в 2013 г. было выявлено 8 форм рельефа, 4 типа почв, 6 видов растительных ассоциаций. Все это образовывало 23 фации.
Наибольшей по площади формой рельефа является высокая пойма, волнисто-гривистый рельеф, которой сформирован сухими ложбинами старых русел и гривами разных размеров, заросшими жимолостью (Lonicera tatarica). Их площадь составляла 2400 м2. Интересной особенностью данного участка являлось наличие небольшой по размерам воронки проседания, площадь которой составляла 4,3 м2, а глубина до 2,6 м.
Растительный покров по состоянию на 2013 г. занимал почти всё урочище, он отсутствовал только на значительной части поймы и на скалистых участках коренного склона. Наибольшая площадь принадлежала полынно-злаковой степи (высокая пойма), которая охватывала 1700 м2. Виды, характерные для куртинно-злаковой степи, покрывали здесь площадь более 700 м2. Всю остальную территорию высокой поймы занимала древесная и кустарниковая растительность, в травянистом ярусе которой фрагментарно присутствовало разнотравье или спорыш (Polygonum aviculare) с чертополохом (Carduus nutans). Два этих растения и овсяница степная (Festuca valesiaca) составляли доминирующие виды травянистых почти по всему урочищу.
В почвенном покрове наибольшее распространение имели аллювиальные грубоскелетные чернозёмовидные почвы, которые занимали площадь более 4200 м2. Распространены они были на всех формах рельефа, кроме коренного склона и поймы реки. У подножия коренного склона узкой полосой образовались конусы выноса коллювиальных почвогрунтов площадью около 100 м2. На многих из них в 2013 г. поднялись густые заросли татарника (Onopordum acanthium). Грубоскелетные почвы коренного склона долины со следами коллювиально-делювиальных процессов, скрепляемые овсяницей, составляли пятую часть исследуемой площади урочища, около 2400 м2. В целом на описанной территории в 2013 г. существовало 10 сравнительно больших фации площадью от 52 м2 до 1350 м2.
8 августа 2013 года в Кизильском районе, как и по всей Челябинской области, начались проливные дожди, что вызвало подъем уровня воды в реке Урал. В течение двух дней уровень воды поднялся на 3,8 метра. Снижаться он начал 11 числа. К 26 августа уровень воды вернулся на свой прежний уровень (рис. 1). В пик наводнения полностью скрылась под водой кустарниковая растительность, над поверхностью воды виднелись только кроны тополей. В воду попало большое количество веток, для которых деревья являлись естественным препятствием. После спада уровня воды не только по ветоши, но и по, образовавшим своеобразные «заломы», веткам на деревьях, даже в 2014 г. можно было увидеть максимальный уровень воды на разных участках реки.
Рисунок 1 Уровень воды в реке Урал в период с 08 по 26 августа 2013 г. (с.Кизильское Челябинской области)
После катастрофического наводнения из всех пунктов ежегодного наблюдения за природными комплексами в рамках полевой практики по ландшафтоведению значительно изменился именно «Яшмовый берег». Это связано с его географическим положением (сразу за крутой, тектонически обусловленной, излучиной) и относительно плоским рельефом правого берега, не составляющим препятствий для водного потока.
Практически все значимые компоненты природного комплекса по состоянию на лето 2014 г. претерпели большие изменения. В частности, площадь воронки проседания увеличилась почти до 16 м2, глубина до 6,8 м, так же на урочище появились 2 воронки проседания площадью 1,2 м2 и 2,4 м2, глубиной 0,8 м и 1,5 м. Ширина и глубина всех ложбин стока увеличилась. Произошло сглаживание рельефа, исчезли такие микроформы, как гривы, расчленение высокой поймы уменьшилось. На коренном склоне и первой надпойменной террасе на 15-20% возросла ширина и глубина оврагов, омолодились конусы выноса. Увеличился размер конусов выноса коллювия у подошвы коренного склона и их количество. Эворзионный колодец в лавовых подушках, один из интереснейших экскурсионных объектов, увеличился в объеме на 2-2,5м3.
Изменения претерпел и почвенный покров «Яшмового берега». Поверхность высокой поймы оказалась занесённой слоем песка. В результате занятая аллювиальными черноземовидными почвами территория сократилась с 65% в 2013 г. до 10% в 2014 г. Но больше всего изменился растительный покров данного урочища (рис. 2). После наводнения площадь, занимаемая древесной растительностью, сократилась в два раза.
Рисунок 2. Изменения в площади растительных ассоциаций урочища «Яшмовый берег»
Травянистая растительность сохранилась небольшими участками, отдаленными друг от друга. Полностью исчезли осоки (Carex), несколько видов гвоздик (Dianthus), спирея. Чертополох сильно деградировал. Если в 2013 г. он обычно достигал 1-1,5 м в высоту и был распространен повсеместно, то в 2014 г. его высота уменьшилась и в среднем составляла около 20 см; произрастал он небольшими скоплениями и отдельными экземплярами. Площади под кустарниками существенно сократились (на 80%). Если в 2013 году здесь находилась полоса из черемухи и жимолости, то в настоящее время на месте этого пояса остались безжизненные стволы и песчаные наносы. Следствием наводнения стало упрощение фациальной структуры урочища: количество крупных ландшафтных фаций сократилось до 8 (рис. 3).
Главным фактором антропогенной трансформации ландшафтной структуры территории является возрождение скотоводства в пос. Соколки за последние 3-4 года. Поголовье мелкого рогатого скота выросло в три раза, крупного рогатого скота – в два раза. Пляж является исключительно удобным местом водопоя, в связи с чем возросла пастбищная дигрессия на высокой пойме и склонах вулканогенного массива.
Рисунок 3. Фациальная структура урочища «Яшмовый берег» в 2013 г. (слева) и в 2014 г. (справа)
Если пастбищная дигрессия до 2013 г. на большей части урочища находилась на 2-3 стадии, то в 2014 г. песчаные наносы в основном исключили эту территорию из пастбищ, а овцы и козы довершили уничтожение оставшихся трав, а также подроста черёмухи и жимолости. Кроме того, после наводнения стало очень заметным выбивание «ложбин спуска» отарой овец в уступе коренного берега и первой надпойменной террасы. Это в будущем интенсифицирует эрозионные процессы.
Таким образом, в результате проделанной работы выявлено следующее. Изучение и анализ литературных и Интернет-источников показали «малую популярность» этой темы у челябинских исследователей. Рассматривая динамику природных и антропогенных трансформаций урочища «Яшмовый берег» в долине р. Урал, можно утверждать, что тренд развития ландшафтной структуры менялся как минимум три раза за последние несколько лет. В начале первого десятилетия XXI в. экономическая ситуация в животноводстве «уменьшила» нагрузку на пастбища и снизила пастбищную дигрессию в степях Кизильского района в целом и на территории урочища «Яшмовый берег» в частности. Вместе с незначительным воздействием полых вод это привело к пышному разрастанию растительности на высокой пойме исследуемого урочища и усложнению его ландшафтной структуры. Наличие выпаса, даже при медленном росте поголовья скота, обусловило некоторое сдерживание разрастания растительности. К концу первого десятилетия XXI в. увеличение поголовья вызвало рост пастбищной дигрессии местами до третьей и четвёртой стадии. Однако катастрофическое половодье августа 2013 г. резко изменило ландшафтную структуру в сторону упрощения.
Обобщение результатов наблюдений за динамикой изменения морфологической структуры урочища «Яшмовый берег» позволяет сделать вывод о трёх выявленных периодах в развитии этой территории. Первый (до августа 2013 г.) условно можно назвать «эволюционным»: при небольшом, но постоянном пастбищном воздействии разрасталась древесно-кустарниковая растительность, под осокорями поднимался ярус жимолости, по окраинам пойменного леса формировалось черёмуховое редколесье, мезофильное разнотравье под древесно-кустарниковой растительностью преобразовывало аллювий в чернозёмовидные аллювиальные почвы. На безлесных участках высокой поймы развивалась полынно-злаковая степь с ксерофитами. Второй период (август 2013 г.) мы считаем «революционным»: наводнение «подстегнуло» геоморфологические процессы; наносами перекрыты почвы, практически всё разнотравье и значительная часть полынно-злаковой степи; черёмуха и жимолость подрыты потоками и уничтожены, так же подрыты водами и засохли около десятка тополей. Летом 2014 г. у некоторых из них видна была прикорневая поросль. Следовательно, данное урочище в августе 2013 г. претерпело катастрофическое изменение (фациальное разнообразие уменьшилось почти на 40%) и вступило в следующий, третий, этап развития – восстановительную сукцессию. Длительность восстановительной сукцессии, вероятно, будет увеличена из-за антропогенного воздействия (возрастание пастбищной дигрессии в связи с возрождением скотоводства).