ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ТАНДИНСКОГО КЛЮЧЕВОГО УЧАСТКА (РЕСПУБЛИКА ТЫВА)
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Физико-географическая характеристика 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Геологическое строение и рельеф 7
1.2.1 Методика создания геоморфологических карт 10
1.2.2. Анализ гипсометрической карты 11
1.2.3 Анализ экспозиции склонов 12
1.2.4 Анализ крутизны склонов 12
1.2.5 Анализ карты геоморфологических ярусов 14
1.3 Климат 16
1.4 Поверхностные и подземные воды 22
1.5 Почвенный покров 24
1.6 Растительность 26
2 Землепользование: понятие и структура, методика экологической оценки 28
2.1 Землепользование: понятие и структура 28
2.2 Землеустройство в системе управления землепользованием 32
2.3 Методика расчёта коэффициента экологической стабильности 34
3 Геоэкологический мониторинг Тандинского ключевого участка 37
3.1 Оценка динамики землепользования и экологической стабильности на
основании статистических данных 37
3.2 Оценка динамики землепользования и экологической стабильности на
основании материалов полевых наблюдений 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 55
ПРИЛОЖЕНИЕ В 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 74
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Физико-географическая характеристика 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Геологическое строение и рельеф 7
1.2.1 Методика создания геоморфологических карт 10
1.2.2. Анализ гипсометрической карты 11
1.2.3 Анализ экспозиции склонов 12
1.2.4 Анализ крутизны склонов 12
1.2.5 Анализ карты геоморфологических ярусов 14
1.3 Климат 16
1.4 Поверхностные и подземные воды 22
1.5 Почвенный покров 24
1.6 Растительность 26
2 Землепользование: понятие и структура, методика экологической оценки 28
2.1 Землепользование: понятие и структура 28
2.2 Землеустройство в системе управления землепользованием 32
2.3 Методика расчёта коэффициента экологической стабильности 34
3 Геоэкологический мониторинг Тандинского ключевого участка 37
3.1 Оценка динамики землепользования и экологической стабильности на
основании статистических данных 37
3.2 Оценка динамики землепользования и экологической стабильности на
основании материалов полевых наблюдений 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
ПРИЛОЖЕНИЕ А 54
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 55
ПРИЛОЖЕНИЕ В 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 74
Изменения климата и его последствия приводят к разбалансировке всех природных и антропогенных систем, которые выражаются в изменении количества атмосферных осадков, температурных аномалиях и увеличения экстремальных явлений: засух, пожаров, наводнений и др. Однако, не только климат оказывает влияние на состояние компонентов и в целом геосистемы, но и хозяйственная деятельность человека. Основная проблема заключается в разделении естественной и антропогенной составляющих изменения климата. Поиском ответов на поставленные вопросы занимаются учёные из разных областей наук, прежде всего наук о Земле [16].
Эффекты изменений климата могут взаимодействовать с результатами изменений, вызванными хозяйственной деятельностью человека, такими как деградация почвенного покрова, снижение биоразнообразия из-за уничтожения местообитания растений и животных, трансформация структуры землепользования и др. Далеко не все процессы обусловлены климатическими изменениями. Восстанавливаются ли леса, кустарниковые заросли, луга в результате прекращения распахивания, снижения пастбищной нагрузки, пожаров и вырубок лесов на хозяйственные нужды, либо это климатически обусловленное «озеленение»? На эти вопросы помогут ответить комплексные ландшафтно-экологические исследования, в том числе динамики землепользования (сельское, лесное и др.) и её влияния на многие природные процессы [16]. Данная проблема является актуальной и решается в том числе с помощью организации регионального мониторинга [18].
Объект исследования - территория Тандинского ключевого участка (Республика Тыва). Предмет исследования - структура землепользования исследуемого района.
Цель работы - анализ динамики землепользования и геоэкологическая оценка Тандинского ключевого участка. Для достижения цели были выполнены следующие задачи:
1. Собрать и проанализировать литературные, картографические, статистические, архивные и др. источники информации;
2. Провести комплексные полевые исследования;
3. Провести анализ физико-географических условий территории: построить геоморфологические карты, графики динамики климатических показателей.
4. Собрать и охарактеризовать методы геоэкологической оценки земель сельскохозяйственного назначения;
5. Проанализировать динамику структуры землепользования в исследуемом районе;
6. Провести оценку экологической значимости и стабильности в Тандинском административном районе и ключевом участке.
В ходе проведения исследования были использованы такие методы как сравнительно-описательный, аналитический, математический, геоинформационного картографирования, а также методы комплексных полевых исследований.
Материалы исследования: фондовые, картографические и архивные источники информации, космические снимки Landsat за 2020 год, а также материалы полевых исследований, собранные лично автором во время комплексной экспедиции в 2021 году в рамках выполнения гранта РНФ 20-67-46018 «Климатически и антропогенно обусловленные изменения уязвимых экосистем Тувы».
Защищаемые положения:
1. Сочетание природных условий и антропогенных факторов Тандинского участка позволяют использовать его в качестве ключевого (репрезентативного) для организации мониторинга в Республике Тыва;
2. Ландшафтно-экологическое состояние Тандинского ключевого участка характеризуется как средне стабильное, а в южной его части - как мало стабильное.
Под ландшафтами (общая трактовка термина) мы понимаем природнотерриториальный или антропогенный комплекс любого ранга или размера [2, 23].
Научная новизна - впервые проведён анализ динамики землепользования и геоэкологическая оценка Тандинского ключевого участка, что позволило выявить уязвимые места территории к изменению климата и антропогенной деятельности на территории. В дальнейшем результаты проделанной работы могут послужить основой для разработки мер по снижению антропогенной нагрузки.
Апробация. По теме диссертации было опубликовано три статьи, а также автор выступил с докладом на научной конференции:
1. Кирпотин С.Н., Квасникова З.Н., Перегон А.М., Ховалыг А.О., Потапова С.А., Логинова М.А., Венивитина С.А., Кара-Сал А.М. Ландшафтно-экологический мониторинг репрезентативных ключевых участков Республики Тыва // Материалы международной научно-практической конференции «Развитие ТувГУ в XXI веке: интеграция образования, науки и бизнеса», посвященной 25-летию Тувинского государственного университета (30 октября 2020 г.). - Кызыл: Изд-во ТувГУ, 2020. - С. 189-191.
2. Логинова М.А. Морфометрический анализ рельефа северного макросклона хребта Восточного Танну-Ола (Республика Тыва) //Динамика и взаимодействие геосфер Земли : материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100- летию подготовки в Томском государственном университете специалистов в области наук о Земле, 8-12 ноября 2021 года : в 3 т. Т. 3. Томск: Томский ЦНТИ, 2021. С. 51-54.
3. Логинова М.А., Квасникова З.Н. Динамика землепользования Тандинского ключевого участка (Республика Тува) // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Гужинские чтения: наследие и современность» (18 мая 2022 г.). - Краснодар: Изд-во КубГУ, 2022. (в печати).
Структура работы. Магистерская диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и включает в себя 74 страницы, 27 рисунков, 4 таблицы, 4 приложения. Список используемой литературы содержит 64 источников.
Благодарность. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному руководителю Квасниковой Зое Николаевне за постоянную помощь, внимание и профессионализм.
Эффекты изменений климата могут взаимодействовать с результатами изменений, вызванными хозяйственной деятельностью человека, такими как деградация почвенного покрова, снижение биоразнообразия из-за уничтожения местообитания растений и животных, трансформация структуры землепользования и др. Далеко не все процессы обусловлены климатическими изменениями. Восстанавливаются ли леса, кустарниковые заросли, луга в результате прекращения распахивания, снижения пастбищной нагрузки, пожаров и вырубок лесов на хозяйственные нужды, либо это климатически обусловленное «озеленение»? На эти вопросы помогут ответить комплексные ландшафтно-экологические исследования, в том числе динамики землепользования (сельское, лесное и др.) и её влияния на многие природные процессы [16]. Данная проблема является актуальной и решается в том числе с помощью организации регионального мониторинга [18].
Объект исследования - территория Тандинского ключевого участка (Республика Тыва). Предмет исследования - структура землепользования исследуемого района.
Цель работы - анализ динамики землепользования и геоэкологическая оценка Тандинского ключевого участка. Для достижения цели были выполнены следующие задачи:
1. Собрать и проанализировать литературные, картографические, статистические, архивные и др. источники информации;
2. Провести комплексные полевые исследования;
3. Провести анализ физико-географических условий территории: построить геоморфологические карты, графики динамики климатических показателей.
4. Собрать и охарактеризовать методы геоэкологической оценки земель сельскохозяйственного назначения;
5. Проанализировать динамику структуры землепользования в исследуемом районе;
6. Провести оценку экологической значимости и стабильности в Тандинском административном районе и ключевом участке.
В ходе проведения исследования были использованы такие методы как сравнительно-описательный, аналитический, математический, геоинформационного картографирования, а также методы комплексных полевых исследований.
Материалы исследования: фондовые, картографические и архивные источники информации, космические снимки Landsat за 2020 год, а также материалы полевых исследований, собранные лично автором во время комплексной экспедиции в 2021 году в рамках выполнения гранта РНФ 20-67-46018 «Климатически и антропогенно обусловленные изменения уязвимых экосистем Тувы».
Защищаемые положения:
1. Сочетание природных условий и антропогенных факторов Тандинского участка позволяют использовать его в качестве ключевого (репрезентативного) для организации мониторинга в Республике Тыва;
2. Ландшафтно-экологическое состояние Тандинского ключевого участка характеризуется как средне стабильное, а в южной его части - как мало стабильное.
Под ландшафтами (общая трактовка термина) мы понимаем природнотерриториальный или антропогенный комплекс любого ранга или размера [2, 23].
Научная новизна - впервые проведён анализ динамики землепользования и геоэкологическая оценка Тандинского ключевого участка, что позволило выявить уязвимые места территории к изменению климата и антропогенной деятельности на территории. В дальнейшем результаты проделанной работы могут послужить основой для разработки мер по снижению антропогенной нагрузки.
Апробация. По теме диссертации было опубликовано три статьи, а также автор выступил с докладом на научной конференции:
1. Кирпотин С.Н., Квасникова З.Н., Перегон А.М., Ховалыг А.О., Потапова С.А., Логинова М.А., Венивитина С.А., Кара-Сал А.М. Ландшафтно-экологический мониторинг репрезентативных ключевых участков Республики Тыва // Материалы международной научно-практической конференции «Развитие ТувГУ в XXI веке: интеграция образования, науки и бизнеса», посвященной 25-летию Тувинского государственного университета (30 октября 2020 г.). - Кызыл: Изд-во ТувГУ, 2020. - С. 189-191.
2. Логинова М.А. Морфометрический анализ рельефа северного макросклона хребта Восточного Танну-Ола (Республика Тыва) //Динамика и взаимодействие геосфер Земли : материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100- летию подготовки в Томском государственном университете специалистов в области наук о Земле, 8-12 ноября 2021 года : в 3 т. Т. 3. Томск: Томский ЦНТИ, 2021. С. 51-54.
3. Логинова М.А., Квасникова З.Н. Динамика землепользования Тандинского ключевого участка (Республика Тува) // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Гужинские чтения: наследие и современность» (18 мая 2022 г.). - Краснодар: Изд-во КубГУ, 2022. (в печати).
Структура работы. Магистерская диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и включает в себя 74 страницы, 27 рисунков, 4 таблицы, 4 приложения. Список используемой литературы содержит 64 источников.
Благодарность. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному руководителю Квасниковой Зое Николаевне за постоянную помощь, внимание и профессионализм.
Исследуемая территория расположена в Центрально-Тувинской депрессии, в пределах Улуг-Хемской котловины и северного макросклона хребта Восточного Танну-Ола. В административном отношении исследуемый участок находится на территории двух районов - Кызылском и Тандинском.
В геологическом отношении исследуемый участок расположен в пределах Центрально-Тувинского геологического района, который занимает тектоническое понижение между нагорьем Западного Саяна и хребта академика Обручева на севере и хребтами Танну-Ола и Сангилен на юге. Район характеризуется широким развитием гранитоидов, преимущественно нижнепалеозойских, но также и среднепалеозойских (девонских). Для территории Тандинского ключевого участка характерен увалисто-грядоворавнинный рельеф с эоловыми буграми и грядами. Кроме того, территория осложнена рядом озёрных котловин. Наивысшей точкой участка является гора Хорей, расположенная на юго- западе. Её высота составляет 1882,4 м. Наименьшая высотная отметка - 707,8 м, она приурочена к урезу воды озера Хадын. Наиболее распространены склоны северной 19,7 % и северо-восточной 13,5 % макроэкспозиций. На выровненные участки также приходится значимая доля - 15,4 % от всей площади. Они распространены в долинах рек и днищах котловин. В меньшей степени имеют распределение склоны юго-восточной 7,8 %, южной
7.1 % и северо-западной 6,8 % макроэкспозиций. Наибольшую площадь распространения имеют плоские и почти плоские участки, которые занимают 66,2 % от общей площади территории. Они располагаются на территории повсеместно. Склоны средней крутизны -
2.2 %, крутые склоны - 0,9 % приурочены к северному макросклону Восточного Танну-Ола. Наименьшую площадь занимают очень крутые склоны - 0,008 % и скалистые склоны - 0,02 %. Самым распространённым ярусом на территории является котловинный. Он располагается в диапазоне высот 650-1000 м и имеет повсеместное распространение. Низкогорный ярус (1000-1500 м) занимает широтное распространение в южной части участка, а также отдельные участки на северо-востоке. Среднегорный (1500-2500 м) имеет самые незначительные площади распространения, он характерен для отрогов Восточного Танну-Ола.
Климат исследуемой территории расположен в умеренном климатическом поясе в горной области Алтая и Саян, которой свойственен резко-континентальный тип климата. За последние 30 лет, а также 10 лет наблюдается изменение климата: рост среднегодовых температур и незначительное увеличение количества атмосферных осадков в теплый период года.
Гидрографическая сеть представлена реками - Дурген, Мажалык, и озёрами - Чагытай, Хадын. В соответствии с картой почвенно-географического районирования, изучаемая территория располагается в пределах суббореального географического пояса, в центральной лиственно-лесной, лесостепной и степной почвенно-климатической области, в почвенно-климатической фации умеренно длительно промерзающих почв Тувинско-ЮжноЗабайкальской почвенной провинции. На исследуемой территории выражены два типа растительности: степная и лесная. Степной пояс растительности имеет повсеместное распространение на территории, кроме юго-западной части участка. Он представлен ксероморфными разнотравно-злаковыми ассоциациями в растительном покрове. Переходная зона между степью и лесом не имеет чёткого выражения. Лесной тип растительности характерен для северных склонов хребта Восточного Танну-Ола, на юго-западе территории. Эти склоны покрыты лиственничной тайгой с кустарничковым подлеском и злаковоразнотравными лугами на местах, уничтоженных лиственничников.
Однако, исследуемый район подвержен активному антропогенному воздействию, потому что располагается в пределах наиболее развитых административных районов республики. Анализируя динамику площадей земель, используемых в сельском хозяйстве, можно сделать ряд выводов: с 1980 по 2019 года наблюдается сокращения площадей пашни и сенокосов. Однако, площади пастбищ, наоборот, увеличиваются; земли лесного фонда стабильно сокращаются по площади (с 46 % до 40%).
Для южной части ключевого участка было выявлено, что на территории присутствуют два типа ландшафтов - природные и антропогенные. Природные ландшафты занимают 50,7 % от площади всей территории. Они представлены - лесными, лесостепными, степными и луговыми типами. Антропогенные ландшафты занимают чуть меньшую по площади территорию ключевого участка (49,3 %) по сравнению с природными.
Рассчитав коэффициенты экологической стабильности ландшафтов на основе разных материалов, полученных из органов статистики, дешифрирования космических снимков и полевых исследований, мы можем сделать следующие выводы: на основе статистических материалов коэффициент для всего района равен 0,53, что позволяет отнести участок к средне стабильным ландшафтам; на основе дешифрирования космического снимка ключевого участка коэффициент равен 0,52. На основе полевых исследований коэффициент снизился до 0,49, что позволяет отнести участок к мало устойчивым ландшафтам. Коэффициенты экологической стабильности, рассчитанные на основании разных материалов сопоставимы, но, реальное состояние ландшафта можно оценить только в ходе детальных полевых исследований.
В геологическом отношении исследуемый участок расположен в пределах Центрально-Тувинского геологического района, который занимает тектоническое понижение между нагорьем Западного Саяна и хребта академика Обручева на севере и хребтами Танну-Ола и Сангилен на юге. Район характеризуется широким развитием гранитоидов, преимущественно нижнепалеозойских, но также и среднепалеозойских (девонских). Для территории Тандинского ключевого участка характерен увалисто-грядоворавнинный рельеф с эоловыми буграми и грядами. Кроме того, территория осложнена рядом озёрных котловин. Наивысшей точкой участка является гора Хорей, расположенная на юго- западе. Её высота составляет 1882,4 м. Наименьшая высотная отметка - 707,8 м, она приурочена к урезу воды озера Хадын. Наиболее распространены склоны северной 19,7 % и северо-восточной 13,5 % макроэкспозиций. На выровненные участки также приходится значимая доля - 15,4 % от всей площади. Они распространены в долинах рек и днищах котловин. В меньшей степени имеют распределение склоны юго-восточной 7,8 %, южной
7.1 % и северо-западной 6,8 % макроэкспозиций. Наибольшую площадь распространения имеют плоские и почти плоские участки, которые занимают 66,2 % от общей площади территории. Они располагаются на территории повсеместно. Склоны средней крутизны -
2.2 %, крутые склоны - 0,9 % приурочены к северному макросклону Восточного Танну-Ола. Наименьшую площадь занимают очень крутые склоны - 0,008 % и скалистые склоны - 0,02 %. Самым распространённым ярусом на территории является котловинный. Он располагается в диапазоне высот 650-1000 м и имеет повсеместное распространение. Низкогорный ярус (1000-1500 м) занимает широтное распространение в южной части участка, а также отдельные участки на северо-востоке. Среднегорный (1500-2500 м) имеет самые незначительные площади распространения, он характерен для отрогов Восточного Танну-Ола.
Климат исследуемой территории расположен в умеренном климатическом поясе в горной области Алтая и Саян, которой свойственен резко-континентальный тип климата. За последние 30 лет, а также 10 лет наблюдается изменение климата: рост среднегодовых температур и незначительное увеличение количества атмосферных осадков в теплый период года.
Гидрографическая сеть представлена реками - Дурген, Мажалык, и озёрами - Чагытай, Хадын. В соответствии с картой почвенно-географического районирования, изучаемая территория располагается в пределах суббореального географического пояса, в центральной лиственно-лесной, лесостепной и степной почвенно-климатической области, в почвенно-климатической фации умеренно длительно промерзающих почв Тувинско-ЮжноЗабайкальской почвенной провинции. На исследуемой территории выражены два типа растительности: степная и лесная. Степной пояс растительности имеет повсеместное распространение на территории, кроме юго-западной части участка. Он представлен ксероморфными разнотравно-злаковыми ассоциациями в растительном покрове. Переходная зона между степью и лесом не имеет чёткого выражения. Лесной тип растительности характерен для северных склонов хребта Восточного Танну-Ола, на юго-западе территории. Эти склоны покрыты лиственничной тайгой с кустарничковым подлеском и злаковоразнотравными лугами на местах, уничтоженных лиственничников.
Однако, исследуемый район подвержен активному антропогенному воздействию, потому что располагается в пределах наиболее развитых административных районов республики. Анализируя динамику площадей земель, используемых в сельском хозяйстве, можно сделать ряд выводов: с 1980 по 2019 года наблюдается сокращения площадей пашни и сенокосов. Однако, площади пастбищ, наоборот, увеличиваются; земли лесного фонда стабильно сокращаются по площади (с 46 % до 40%).
Для южной части ключевого участка было выявлено, что на территории присутствуют два типа ландшафтов - природные и антропогенные. Природные ландшафты занимают 50,7 % от площади всей территории. Они представлены - лесными, лесостепными, степными и луговыми типами. Антропогенные ландшафты занимают чуть меньшую по площади территорию ключевого участка (49,3 %) по сравнению с природными.
Рассчитав коэффициенты экологической стабильности ландшафтов на основе разных материалов, полученных из органов статистики, дешифрирования космических снимков и полевых исследований, мы можем сделать следующие выводы: на основе статистических материалов коэффициент для всего района равен 0,53, что позволяет отнести участок к средне стабильным ландшафтам; на основе дешифрирования космического снимка ключевого участка коэффициент равен 0,52. На основе полевых исследований коэффициент снизился до 0,49, что позволяет отнести участок к мало устойчивым ландшафтам. Коэффициенты экологической стабильности, рассчитанные на основании разных материалов сопоставимы, но, реальное состояние ландшафта можно оценить только в ходе детальных полевых исследований.
