АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭРОДИРОВАННЫХ ЗЕМЕЛЬ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

 

Опустынивание и засухи занимают важное место среди глобальных проблем человечества, и потому в настоящее время этим негативным явлениям следует уделять первостепенное значение. По данным Всероссийского научно-исследовательского института кормов им. В.Р. Вильямса, площади земель России, подверженных опустыниванию, составляют от 50 до 150 млн. га. Среди видов деградации почв наибольшее распространение получили: водная эрозия (56%), дефляция (28%), химическая (12%), физическая (4%) [2].
В настоящее время опустынивание в основном является результатом хозяйственной деятельности человека, которая выражается в уничтожении обширных лесных массивов, перевыпасе, неразумном проведении различных мелиоративных мероприятий. Для иллюстрации последствий этого процесса приведем некоторые данные по лесостепной зоне России. За три последних столетия там, где были девственные леса и луга, возникли совершенно другие окультуренные ландшафты. Раньше леса занимали 3/4 всей площади, теперь лишь 1/4. Многие из них представлены полукультурной растительностью, возникшей под влиянием деятельности человека. Местами лесные оподзоленные почвы за 2–3 столетия превратились в черноземные с содержанием гумуса 7–9%. Резко изменилось и соотношение между поверхностными и грунтовыми стоками вод [6]. Сведение лесов усиливает перераспределение влаги в ландшафтах. В частности, на самых высоких позициях усиление поверхностного стока приводит к развитию эрозионного типа структур почвенного покрова.
Хорошо известно, что в России основные наиболее ценные с точки зрения плодородия земли расположены в лесостепной и степной ландшафтно-географических зонах, в том числе в Центральном Черноземье и в Среднем Поволжье. Почти сплошная распашка земель в лесостепях и степях и их интенсивная эксплуатация привели к обеднению видового состава растительности и животного мира, к нарушению естественных процессов оборота веществ.
Анализ ландшафтной структуры лесостепной и степной географических зон южной части Русской равнины позволяет судить о существенной роли рельефа в формировании эродированных земель, включая наиболее контрастные их проявления в виде овражно-балочной системы.
Особенности геологического строения рельефа, климата предрасполагают к возникновению плоскостной и линейной водной эрозии, ветровой эрозии, которая постоянно усиливается несоблюдением норм и правил зональной агротехники. Рельеф Самарской области формировался на фоне депрессии, оставленной акчагыльским морем. Ведущим процессом в создании рельефа была и остается апшеронская эрозия, обусловившая образование каркаса основных форм современного рельефа. В плейстоцене происходило преимущественно захоронение рельефа с образованием хазарской террасы и отложением сыртовой толщи глин. Лишь в верхнем плейстоцене возникли две хвалынские эрозионно-аккумулятивные террасы.
Однако дефляция проявляется, главным образом, в засушливые годы, особенно в местах, где располагаются почвы легкого механического состава. Процессы, протекающие на земной поверхности – эрозия, дефляция и перенос осадков, – происходят за счет энергии солнца, трансформированной в кинетическую энергию водных потоков и ветра [1]. К настоящему времени в Европейской части России овраги занимают около 7 млн. га сельскохозяйственных угодий. По данным Поволжской АГЛОС, только в Самарской области насчитывается свыше 20 тысяч действующих оврагов и крупных размывов.
Каждый гектар оврагов постоянно выводит из строя 2–3 га прилегающих сельхозугодий. Овражно-балочная сеть прогрессирует практически по всей территории лесостепной и степной зон Русской равнины, сокращая пахотный земельный фонд и ухудшая природную обстановку в целом. Протяженность гидрографической сети в результате роста оврагов увеличивается в 2–3 раза, а плотность оврагов достигает 100–200 шт. на 1 км2.
Как уже указывалось, влияние геоморфологического фактора на формирование эрозионных процессов в исследуемом регионе весьма существенно. Поэтому детальное изучение рельефа местности позволяет во многих случаях объективнее оценивать формы проявления эрозии, их генезис и географию с целью лучшего обоснования зональных противоэрозионных систем земледелия.
Для более реального изучения строения рельефа в настоящее время широко применяется аэрокосмическая информация, одной из ветвей которой является спутниковый мониторинг.
Аэрофотоснимки и особенно космоснимки оказывают существенную помощь во многих видах геоморфологических и географических исследований. Во-первых, они дают общее представление о земной поверхности: очертаниях и размещении форм рельефа, о размещении горных (материнских) пород и почв [3]. На космоснимках с высокой степенью разрешения (5–10 м) четко и с большой детальностью выделяется овражно-балочная система с характерным для нее дендритовидным рисунком. Практически вся контурная часть нагрузки овражно-балочной системы может быть получена путем дешифрирования в камеральных условиях.
Кроме этого, на снимках удается видеть массу деталей, которые нельзя наблюдать при наземных исследованиях. Нередко по ним обнаруживаются явления, которые остаются полностью незамеченными в поле. Например, начальные стадии развития промоин – предвестников линейной эрозии.
Дистанционные методы исследования представляют особый интерес еще и потому, что они дают возможность фиксировать естественные либо связанные с деятельностью человека изменения, происходящие в определенные временные периоды: недели, месяцы или годы. Для этого необходимо сопоставлять аэро- или космические фотоматериалы, полученные в разное время [7].
Сравнение и анализ карт овражности показывают, что за каждое столетие на фоне активного сельскохозяйственного освоения территории и сведения естественных лесов происходило как минимум удвоение густоты овражно-балочной сети. Тенденция к росту оврагов с течением времени может затихать, особенно при проведении специальных лесомелиоративных и противоовражных мероприятий [4].
Космоснимки, обладающие огромной обзорностью при высокой степени разрешения, дают возможность весьма достоверно выделять и картографировать овражно-балочную систему. Кроме этого, они позволяют выявлять земли, потенциально подверженные водной эрозии. Как правило, такие земли являются спутниками оврагов, балок, русел временных водотоков и связаны с их склоновыми позициями.
Так, например, отдешифрированная часть космоснимка на территорию 30700 га показала, что овражно-балочная система на момент съемки занимала 20%. а на долю земель, потенциально подверженных водной эрозии, приходилось 10%. Имея повторные изображения, получаемые с орбитальных спутников, можно отслеживать развитие этих процессов, т.е. осуществлять мониторинг с помощью дистанционного зондирования, опирающегося на пункты наземных наблюдений и геодезическую основу. Геоморфологическое дешифрирование считается одной из наиболее перспективных областей анализа космических фотографий, на которых различаются практически все типы рельефа и многие его формы. На снимках с разрешением 5–10 м можно различать рельеф нескольких порядков: макрорельеф (возвышенности, низменности); мезорельеф (овраги, балки, холмы, небольшие долины); некоторые формы микрорельефа (бугры, прирусловые валы и косы, карстовые воронки, степные блюдца). На снимках рельеф равнин хорошо передается его индикаторами: почвенно-растительным покровом, увлажненностью территории и типами использования земель.
При дешифрировании оврагов и балок в Среднем Поволжье нами установлено, что они на космических снимках среднего и крупного масштаба наиболее четко отображаются в красной зоне видимого электромагнитного спектра с длиной волны 600–700 нм. Поэтому для более достоверного дешифрирования овражной системы в степной и лесостепной ландшафтно-географических зонах юга России следует использовать многозональные снимки, отдавая предпочтение красной зоне видимого электромагнитного излучения. Кроме этого, балки с густой древесной растительностью (байрачные леса) отличаются повышенной яркостью в ближней инфракрасной зоне (более 750 нм.).
В юго-восточной части Русской равнины общая площадь территории с развитой овражно-балочной системой составляет около 250000 км2. В ее пределах овраги и балки занимают 10–20%, что соответствует площади примерно в 40000 км2.
Таким образом, овраги и балки в лесостепной и степной природных зонах юга Русской равнины являются наиболее характерными эрозионными формами рельефа, создаваемые временными водотоками.
Этим самым указанные природные зоны юга Русской равнины резко отличаются по морфологической структуре от степных и лесостепных ландшафтов Западной Сибири, где в основном преобладают гидроморфные геокомплексы обширных равнин [5].
Картографирование овражной эрозии с показом земель, потенциально подверженных водной эрозии в указанных регионах южной части Русской равнины, имеет чрезвычайно важное значение, поскольку карты овражности, наряду с другими материалами, отражают региональные проявления и степень интенсивности этого активного, негативного процесса. Они дают также богатый материал для выявления общих региональных закономерностей в распространении овражной эрозии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анденсор Дж.М. Экология и науки об окружающей среде: биосфера, экосистемы, человек. – Л.: Гидрометиздат, 1985. – 165 с.
2. Каштанов А.Н., Мусохронов В.Е. Совместное проявление ветровой и водной эрозии почв и борьба с ней. – М., 1980. – С. 158–180.
3. Лахи Ф. Полевая геология. Т. 1–2. – М.: Мир, 1966. – 1031 с.
4. Любимов Б.Н. и др. Картографирование овражной эрозии // Геоморфологическое картографирование для народнохозяйственных целей. – М., 1987. – С. 155–161.
5. Макунина Г.С. Оценка потерь гумуса в главных типах почв в процессе их земледельческого освоения // Изд-во ВГО. – 1991. – Т. 123, вып. 2. – С. 122–128.
6. Новиков Э.А. Человек и литосфера. – Л.: Недра, 1976. – 160 с.
7. Уотсон Дж. Геология и человек. – Л.: Недра, 1986. – 184 с.


Г.С. Каленов, C.А. Ибрагимова, И.П. Шиманчик, М.Н. Баранова


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!