СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТОВ ПОЙМЫ ВЕРХНЕЙ ОБИ В ЗОНЕ ЛЕСОСТЕПИ
STRUCTURAL AND DYNAMIC FEATURES OF LANDSCAPES OF THE FLOODPLAIN OF THE UPPER OB IN THE AREA OF FOREST-STEPPE
В.С. Хромых
V.S. Khromykh
Национальный исследовательский Томский государственный университет
(Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36)
National research Tomsk state University
(Russia, 634050, Tomsk, Lenin Ave., 36)
e-mail: valery_khromykh@mail.ru
В статье предлагается характеристика природных компонентов ландшафтов поймы Верхней Оби, их структура и динамика. Отмечается наибольшая динамичность и молодости пойменных ландшафтов, по сравнению с любыми водораздельными ландшафтами. Это обусловлено, прежде всего, изменчивостью гидрологического режима – ведущего фактора в формировании пойм. Рассматривается также проблема границ природных зон в пойме.
In the article the characteristic of natural components of landscapes of floodplain of Upper Ob, their structure and dynamics is offered. The highest dynamism and youth of floodplain landscapes, compared to any of the watershed landscape. This is due, first of all, the variability of the hydrological regime – a leading factor in the formation of floodplains. The problem of boundaries of natural zones in the floodplain is also considered.
Структура геокомплексов поймы Верхней Оби образуется в результате теснейшего взаимодействия всех его компонентов, дополняющих и уравновешивающих друг друга. Климат, гидрологический режим и рельеф выступают факторами, которые определяют возможный интервал изменения экологических условий отдельных участков поймы. При этом особую ландшафтообразующую роль играет компонент – полые воды, значение которого дифференцируется рельефом. Последний может максимально усилить значение полых вод для ПТК или свести его к минимуму.
Исследуемая территория располагается в пределах Западно-Сибирской эпигерцинской плиты со складчатым доюрским фундаментом и чехлом мезозойско-кайнозойских пород. Глубина залегания фундамента оценивается в 0,2-0,5 км. Долина Оби от слияния Бии и Катуни до устья Томи приурочена к региональной разломной зоне, проходящей по осевой линии новейших волнообразных деформаций [1]. Левосторонняя асимметрия некоторых участков долины объясняется приуроченностью к положительным структурам. Участок долины Оби между г. Камень-на Оби и устьем р. Томь расположен в пределах воздымающегося Новосибирского антиклинория [2].
Формирование рельефа поймы приходится на климатический оптимум и поздний голоцен. Мощность пойменных отложений голоценового возраста в долине Оби на данном отрезке достигает 20 м. Русловой аллювий в составе пойменных отложений занимает до 90%. Пойменный аллювий здесь представлен легкими комковатыми супесями темно-коричневого цвета (мощность до 1 м), тяжелыми суглинками, переслаиванием супесей, суглинков и песков с растительной сечкой до глубины 3,5 м. Ниже залегают пески, в верхней части мелко- и среднезернистые, местами глинистые, с мелкой растительной сечкой. В основании преобладает средне- и крупнозернистый гравелистый песок с окатанной речной галькой.
Ниже устья Чарыша и вплоть до г. Камня Обь характеризуется разветвленно-извилистым руслом и пойменной многорукавностью, что определяет преобладание проточной гривисто-островной поймы, чередующейся иногда с проточно-гривистой и с сегментно-островной поймой [3]. На данном отрезке реки основное русло прижимается к левому борту долины, меандрирует по незавершенному типу, что благоприятствует развитию русловой многорукавности, для проток характерно свободное меандрирование. В целом формируется островная сегментно-гривистая пойма.
Немаловажное значение для формирования рельефа поймы имеют ее высота и ширина. Эти два параметра зависят не только от среднего максимального уровня половодья, характера размываемых пород, но и от тектонического фактора.
Сложная геологическая история долины Оби и современные русловые процессы способствовали образованию серии поверхностей различного возраста и генезиса. Максимальная относительная высота поймы 8 м. Верхний ярус (краткопоемный) располагается в интервале относительных высот от 7 до 8 м, средний (среднепоемный) – от 5 до 7 м, нижний (долгопоемный и исключительно долгопоемный) – до 5 м. Максимальная абсолютная отметка поймы составляет 177,5 м.
Рельеф прирусловой поймы характеризуется чередованием островершинных и крутосклонных валов с узкими глубокими ложбинами. Амплитуда колебания относительных высот – 3-7 м. Валы имеют асимметричное строение: склон, обращенный к руслу, более пологий. Ширина прирусловья, которое обычно недолговечно и смещается вместе с перемещением русла, составляет 0,8-1 км. Рельеф центральной поймы, которая является результатом преобразования прирусловой поймы при удалении от нее русла в ходе планового смещения, более спокойный. Накапливающийся пойменный аллювий сглаживает неровности рельефа, и пойма представляет собой систему плосковершинных грив с пологими склонами и обширных межгривных понижений. Колебания высот незначительные – 0,5-2 м. Дальнейшая аккумуляция и нивелировка рельефа приводит к полному сглаживанию гривистости и образованию плоских понижений. Притеррасная пойма представляет собой выровненную поверхность с очень малым уклоном в сторону русла. Формирование рельефа на заболоченных участках происходит в результате нарастания торфа. Рельеф поймы осложнен протоками, речками, рукавами. Вблизи русла водотоков обычно формируются мелкогривистые поверхности, обусловленные блужданием этих водотоков по пойме.
Ландшафтные особенности поймы Верхней Оби, ее водность и условия развития во многом определяются климатическими закономерностями. Климат изучаемого района можно определить, как континентальный с умеренно-теплым летом и умеренно-суровой снежной зимой. Территория лежит в зоне западного переноса и преобладания воздуха умеренных широт. Характерна интенсивная циклоническая деятельность.
Термический режим в теплую часть года определяется в первую очередь радиационным фактором. Средняя температура июля 19,8°С. Среднее годовое количество осадков составляет около 477 мм. Около 3/4 годового количества осадков выпадает в теплый период. Разнообразие в пространственное изменение термического режима вносит неоднородность деятельной поверхности. В переувлажненных западинах отмечается небольшое понижение летних температур, некоторое сокращение вегетационного и безморозного периода и т.д. Большое влияние на эти явления оказывают также притеррасные болота. Над рекой и озерами в летние месяцы устанавливается незначительная температурная аномалия.
Климатические процессы играют большую роль в формировании пойменных ландшафтов, однако их воздействие преломляется через призму гидрологического режима поймы. В пределах исследуемой территории русло Оби слабоизвилистое, имеет значительное количество островов, осередков и отмелей. Средний уклон русла на исследуемом участке равен 7 см на 1 км. Средняя величина речного стока 250 мм. Наименьшие расходы воды приходятся на март и составляют 300-400 м3/с, максимальные расходы связаны с половодьем, проявляются, как правило, в июне и составляют 4-6 тыс. м3/с. Питание реки осуществляется в основном за счет весеннего снеготаяния (до 60%), меньшее значение имеют дождевые и грунтовые воды. Годовой ход уровней в основном аналогичен ходу расходов воды. Вскрытие реки происходит в первой декаде апреля. Продолжительность весеннего ледохода равна в среднем 5 дням, Гидрологическая длительность половодья составляет в среднем 117 дней.
Почвенный покров на пойме весьма сложен и зависит от целого ряда факторов: климатических условий, состава грунтов, рельефа, глубины залегания грунтовых вод, растительного покрова. Но в первую очередь характер почвообразования на пойме определяется возрастом и механическим составом аллювиальных отложений, а также степенью дренированности отдельных элементов рельефа. В соответствии с преобладанием того или иного почвообразовательного процесса выделяются на пойме три типа почв: дерновые, дерново-глеевые и болотные.
Пойменные дерновые почвы включают следующие подтипы: дерново-слоистые, дерновые, дерновые оподзоленные. Условно к типу дерновых почв можно отнести примитивно-слоистые почвы, развивающиеся в условиях интенсивного аллювиального процесса. Эти почвы характерны для прирусловых отмелей, песчаных кос и осередков, вышедших из-под меженного уровня. Дерново-слоистые почвы – наиболее характерные почвы прирусловья. Они отличаются наличием гумусового горизонта небольшой мощности со слабо выраженной комковатой структурой. Ниже чередуются песчаные, супесчаные, реже суглинистые бесструктурные слои светлой окраски. Дерновые почвы формируются на высоких гривах центральной поймы на суглинистых и тяжелосуглинистых грунтах под мощной дерниной травяной растительности при глубоком залегании грунтовых вод. На редко заливаемых высоких гривах и останцах надпойменных террас формируются дерновые оподзоленные почвы со слабым развитием подзолообразовательного процесса. Наиболее распространенными в пойме являются дерново-глеевые (дерново-луговые) почвы. Они развиты на плоских равнинных участках, пологих средневысотных гривах и в неглубоких межгривных понижениях. Дерново-глеевые почвы имеют развитый гумусовый горизонт тяжелого механического состава с сизыми пятнами оглеения, ниже выделяется глеевый горизонт с признаками гидрогенной аккумуляции железа. Среди болотных почв, которые распространены в низинах центральной и притеррасной поймы, наиболее распространенными являются иловато-глеевые почвы. В их профиле различают гумусированный горизонт с глеевыми и ярко-ржавыми пятнами, который сменяется грязновато-сизым глеевым горизонтом. Торфяно-глеевые почвы имеют в верхней части профиля торфяной горизонт мощностью до 50 см, ниже развивается оглеение. Если мощность торфа превышает 50 см, то эти почвы относят к низинным торфяникам.
Прямым и наиболее достоверным индикатором всего комплекса экологических условий является растительный покров. Пойма Оби характеризуется четырьмя типами естественной растительности: древесно-кустарниковой, луговой, болотной и водной. Господствующей древесной растительной формацией в прирусловой пойме являются мелколиственные леса и кустарники. В пойме Верхней Оби они представлены ивой белой, трехтычинковой и прутовидной, осиной, тополем черным и белым, березой. В пределах обширной центральной зоны господствующее положение занимает луговая растительность. Луга обской поймы в силу специфики поемно-аллювиального режима являются основным типом растительности на всем ее протяжении. На исследуемом участке поймы под лугами находится 70-80% территории. В пределах поймы развиты также торфянистые луга, занимающие ровные приозерные пространства и низкие притеррасные равнины. Болота развиты весьма слабо. Наиболее обычны евтрофные болота с кочковатой поверхностью, растительный покров которых образован осоками.
Своеобразие рельефа, почв, растительности и гидрологического режима в пойме обусловило формирование в ее пределах ландшафтов, совершенно отличных от примыкающих к ней территорий. В морфологическом отношении на пойме Верхней Оби выделяются следующие группы урочищ: прирусловой поймы, центральной поймы и притеррасной поймы. Главные отличительные особенности этих геосистем – их возраст и положение в пространстве относительно русла. В прирусловой пойме главным фактором является эрозионно-аккумулятивная деятельность реки и аллювиальность. Для центральной поймы системоформирующим будет дерновый почвообразовательный процесс и неглубоко залегающий уровень грунтовых вод, обусловливающие своеобразную растительность и почвы. В притеррасной зоне главными будут болотный почвообразовательный процесс, большая обводненность и процесс торфообразования.
Пойменным ландшафтам присущи черты наибольшей динамичности и молодости по сравнению с любыми водораздельными ландшафтами, что обусловлено, прежде всего, изменчивостью гидрологического режима – ведущего фактора в формировании пойм. В целом, в развитии пойменных ландшафтов и их динамике большую роль играют гидродинамические факторы (эрозионно-аккумулятивная деятельность реки, поемность и аллювиальность), а также зональные и провинциальные особенности территории (климат, тектоника, окружающая внепойменная обстановка). Все другие компоненты оказываются под влиянием этих факторов и играют, по сравнению с ними, подчиненную роль. Не менее важным в изменении пойменных ландшафтов является их саморазвитие от момента выхода из-под уровня воды молодой прирусловой отмели до субклимаксового состояния, т.е. стадии, близкой к типичным зональным комплексам.
До недавнего времени пойму р. Оби считали азональным, или интразональным явлением. В настоящее время почти общепризнано, что и на пойме проявляется зональность, которая выражается в изменении структуры ландшафтов по широте. Эта закономерность сильно затушевывается другими процессами, в особенности гидрологическим режимом. Наиболее близкими к зональным ландшафтам на пойме оказываются субклимаксовые сообщества, занимающие самые высокие редко заливаемые поверхности поймы. На исследуемом отрезке поймы Верхней Оби выявляется одна зональная граница (между тайгой и лесостепью). Однако между исследователями нет согласованности в том, где проводить эту границу. Наши исследования показали, что севернее г. Новосибирска субклимаксовыми сообществами являются березово-темнохвойные леса, южнее же наиболее высокие участки поймы занимают либо разреженные парковые березняки, либо луговые формации с большим количеством степных видов, т.е. зональная растительность лесостепи. Поэтому граница между тайгой и лесостепью на пойме Оби проводится нами в устье р. Бердь. Таким образом, район севернее плотины Новосибирской ГЭС можно полностью отнести к подтаежной подзоне таежной зоны. Сложнее с границей между подзонами северной и южной лесостепи. Согласно нашим данным, пойму Верхней Оби от устья Чарыша до Новосибирска следует относить к северной лесостепи, т.к. здесь на высоких уровнях очень редко присутствуют злаки ксеромезофильной экологии, тогда как южнее ковыль перистый, тонконог гребенчатый, овсяница ложноовечья являются довольно частыми представителями лугово-степных сообществ на высоких пойменных гривах [3].
Хозяйственное значение пойменных ландшафтов велико. Луга являются важнейшими сенокосными угодьями, пойменные леса и кустарники играют водоохранную роль, болота – это потенциальный мелиоративный фонд. Реки и озера используются для водоснабжения, а также являются охотничьими и рыбными угодьями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: