ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЛАНДШАФТОВ 9
1.1. Современные представления о географическом ландшафте 9
1.2. Методические подходы к изучению сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края 13
ГЛАВА 2. ЛАНДШАФТЫ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ 22
2.1. Провинция лесостепных ландшафтов Предкавказья 24
2.2. Провинция степных ландшафтов Предкавказья 29
2.3. Провинция полупустынных ландшафтов Предкавказья 35
2.4. Провинция предгорных степных и лесостепных ландшафтов Большого Кавказа 37
2.5. Провинция среднегорных ландшафтов лесостепей и остепненных лугов Большого Кавказа 39
ГЛАВА 3. ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ЛАНДШАФТОВ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ 41
3.1. Сезонная динамика лесостепных ландшафтов Предкавказья 41
3.2. Сезонная динамика степных ландшафтов Предкавказья 60
3.3. Сезонная динамика полупустынных ландшафтов Предкавказья 87
3.4. Сезонная динамика предгорных степных и лесостепных ландшафтов Большого Кавказа 97
3.5. Сезонная динамика среднегорных ландшафтов лесостепей и остепненных лугов Большого Кавказа 108
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ ЛАНДШАФТОВ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
ЛИТЕРАТУРА 135
ПРИЛОЖЕНИЯ 146
Актуальность темы. Изучение пространственно- временной структуры ландшафтов является традиционной задачей физической географии. На начальных этапах становления и развития данной дисциплины большее внимание уделялось рассмотрению пространственной структуры ландшафтов. Эта проблема была актуальна также в связи хозяйственным освоением новых территорий, составлением схем их использования и развития. Наряду с изучением пространственной структуры ландшафтов в рамках таких дисциплин как фенология проводились исследования их сезон¬ной динамики. А.Г. Исаченко (1991) отмечает, что структура геосистемы — сложное, многоплановое понятие, определяемое как пространственно¬временная организация (упорядоченность) или как взаимное расположение частей и способы их соединения. Поэтому полное ландшафтное исследование предполагает познание всех аспектов структуры ПТК.
К .Н . Дьяконов (1991) под физико- географической организацией геосистем понимает их устойчивую упорядоченность, структурированность во времени и пространстве, проявляющуюся на земной поверхности в форме разнокачественных индивидуальных геокомплексов разного таксономического ранга и закономерном сочетании их суточных, сезонных, годовых и внутривековых микро-, мезо - и макросостояний (режимов функционирования). В таком аспекте структуру геосистем наиболее детально изучали на географических стационарах, а итоги этих исследований обобщены в работах В.Б. Сочавы, А.Д. Арманда, Н.Л. Беручашвили, К.Н. Дьяконова и др.
В результате пространственная структура ландшафтов изучена довольно подробно, вплоть до уровня урочищ и фаций (Шальнев, 2004), тогда как их сезонная динамика оказалась практически неисследованной. Помимо теоретического интереса, изучение сезонной динамики ландшафтов имеет несомненное практическое значение в связи с глобальным изменением климата, которое, в свою очередь, приводят к развитию таких негативных процессов, как опустынивание.
В настоящее время при площади Ставропольского края в 6,6 млн. га, 5,8 млн. га (88%) занято сельскохозяйственными угодьями, из которых 4,0 млн. га (61%) составляют пахотные угодья. При этом посевная площадь сельскохозяйственных культур во всех категориях хозяйств края достигает 2,83 млн. га, в том числе: сельскохозяйственные предприятия — 2,4 млн. га, сенокосы и пастбища — 1,5 млн. га.
В этой связи изучение сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края представляет несомненный теоретический и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление общих черт и характерных особенностей сезонной динамики ландшафтов Ставропольского края. Достижение данной цели предусматривает решение следующих задач:
- характеристика региональных особенностей ландшафтов Ставропольского края и выявление тенденций их изменения в связи с глобальным изменением климата;
- анализ сезонной динамики и временной структуры ландшафтов Ставропольского края;
- оценка сезонной динамики ландшафтов для целей сельскохозяйственного производства.
Объектом исследования выступают ландшафты Ставропольского края.
Предмет исследования — сезонная динамика ландшафтов Ставропольского края, обусловленная изменением гидротермических условий.
Исходные материалы и методы исследований. В основу работы положены полевые исследования фенологических аспектов ПТК отдельных ландшафтов Ставропольского края. Они позволили с достаточной степенью точности на основе данных Госкомгидромета Ставропольского края за период 1970-2000 гг. выделить состояния зональных ПТК. Наряду с ни¬ми использовались разнообразные материалы (картографические, фондовые и др.), собранные автором самостоятельно в период с 1999 по 2005 гг. во время работы на географическом факультете Ставропольского государственного университета.
Для обработки и систематизации первичных материалов применялся стандартный пакет MS-Excel, на основе которого были созданы базы данных метеорологических параметров ландшафтов Ставропольского края, в том числе подпрограммы, позволяющие рассчитать стексы и группы со¬стояния ПТК основных ландшафтов данной территории. Для дальнейшей обработки использовались стандартные функции данных пакетов, в первую очередь — статистические. Картографические материалы обрабатывались при помощи пакета MapInfo, который наиболее удобен для целей тематического картографирования и создания геоинформационных систем.
Научная новизна заключается в том, что:
- впервые охарактеризована сезонная динамика ландшафтов исследуемого района, обусловленная климатогенными факторами с позиции концепции пространственно-временного анализа и синтеза ПТК;
- осуществлен анализ состояний типичных ПТК основных ландшафтов исследуемого района;
- оценен вклад различных состояний и их групп во временную структуру ландшафтов Ставропольского края;
- проведена оценка сезонной динамики ландшафтов для целей сельскохозяйственного производства.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретический интерес представляют результаты анализа временной структуры ПТК Ставропольского края, которые позволяют сравнить временную структуру ПТК данного района с ПТК других районов с целью выявления черт сходства и различия. Еще одной важной задачей, имеющей теоретический и практический интерес, является оценка устойчивости ландшафтов данной территории к такому процессу, как изменение климата. В частности, в ходе исследования выявлено, что временная структура ПТК ландшафтов восточной части Ставропольского края за последние годы изменяется в сторону увеличения доли семигумидных и семиаридных состояний, которые связаны с некоторым увеличением температуры воздуха и количества выпадающих осадков.
Созданные базы данных, характеризующие состояния ПТК основных ландшафтов Ставропольского края, позволяют выявить связи между конкретными состояниями и, например, урожайностью сельскохозяйственных культур, прогнозировать отдельные негативные для сельского хозяйства природные явления (засухи, заморозки и т.п.).
Результаты исследования используются также в процессе подготовки специалистов в области геоинформатики, экологии и природопользования. Часть материалов работы в настоящее время применяется в процессе преподавания на географическом факультете Ставропольского государственного университета таких дисциплин, как «Геоэкология», «Сезонная динамика ландшафтов Северного Кавказа» и «ГИС в ландшафтоведении».
Защищаемые положения
1. Географический облик того или иного ландшафта определяется набором не только доминантных групп состояний и стексов, но также со¬стояниями и стексами, присутствующими во временной структуре ПТК эпизодически.
2. Во временной структуре степных и полупустынных ландшафтов существенную роль играют не столько семиаридные и аридные состояния летнего периода, сколько зимние состояния, при которых отрицательные температуры сочетаются с отсутствием снежного покрова. Доля криотермальных криогенных состояний в годичном спектре степных и полупустынных ландшафтов существенно выше, чем доля аридных со-стояний летнего периода.
3. Анализ разногодичной динамики ландшафтов, обусловленной изменением гидротермических условий, позволяет достаточно точно проводить реконструкцию естественных ландшафтов, существовавших на данной территории, и выявлять тенденции изменения ландшафтной структуры региона. В частности, в связи с современным потеплением климата, временная структура отдельных ПТК степных ландшафтов становится ближе к таковой полупустынных ландшафтов.
4. Группами состояний, неблагоприятными для выращивания зерновых культур в пределах территории Ставропольского края являются крио- термальные, семиаридные и аридные.
Апробация и публикации. Основные результаты работы доклады¬вались и обсуждались на региональных конференциях: «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2001-2005); «Ставрополь: социально¬экологические проблемы городской среды» (Ставрополь, 2004). По теме диссертации и району исследования опубликовано 5 работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (132 источника) и приложения (8 таблиц). Собственно текст диссертации изложен на 145 страницах и иллюстрирован 9 таблицами и 13 картами.
Проведенное исследование позволило охарактеризовать структуру сезонов ландшафтов Ставропольского края (таблица 6) и сделать следующие выводы:
1. Доля зимних состояний в ландшафтах Ставропольского края колеблется от 27-28% в степных и полупустынных ландшафтах до 29-33% в лесостепных и среднегорных лесостепных и луговых ландшафтах. Типичными зимними состояниями являются нивальные. Их доля меняется от 24% в степях и полупустынях до 25-26% в предгорных степных лесостепных и среднегорных лесостепных и луговых. Внутриландшафтные вариации данной группы состояний более существенны. Так, в лесостепных ландшафтах их участие изменяется от 21% в сухих степях до 26% в типичных. Тем не менее, нивальные состояния являются обязательной группой во всех ландшафтах и отмечаются во все зимние месяцы. При этом фаза традиционной зимы с температурами от 0 до -5° также является обязательной, тогда как фаза типичной зимы отмечается гораздо реже, а доля соответствующих стексов составляет 3-4% во всех ландшафтах. Что касается фазы суровой зимы, то наиболее часто она отмечается лишь в полупустынных ландшафтах, хотя доля этих состояний не превышает 1% в годовом спектре. Среди степных ландшафтов такая же встречаемость данного стекса отмечается в восточной и юго-восточной части (Благодарный, Георгиевск).
На долю криотермальных состояний в годовом спектре приходится 2% лесостепях, 4% в степях и полупустынях и 8% — в среднегорных лесостепях и лугах. При этом наибольшие колебания данная группа состояния испытывает в лесостепях: минимально криотермальные криогенные стексы представлены в луговой степи с лесными ПТК (не более 1%), максимально — в разнотравно-типчаково-ковыльных степях (4%).
Переходные (демисезонные) состояния, по сравнению с зимними, представлены несколько шире: их встречаемость колеблется от 33-34% в полупустынях и степях до 37% в лесостепях и до 44% в среднегорных лесостепных и луговых ландшафтах. Среди данной группы состояний особое место занимают бесснежные состояния холодного периода, которые в от-дельные годы отмечаются также и в календарные зимние месяцы. Тем не менее, эта фаза весны и осени длится меньше, чем периоды создания (раз-рушения) и усложнения (упрощения) структуры. В целом для весеннего сезона характерен относительно короткий период создания структуры и более длительный период ее усложнения. Осенью ситуация обратная: про¬цесс упрощения структуры занимает меньший временной промежуток, чем процесс разрушения.
Лето во всех зональных ландшафтах Ставропольского края является наиболее длительным сезоном, во время которого отмечается существенная пестрота состояний, обусловленная, прежде всего, изменением условий увлажнения. В полупустынях и степях доля летних состояний достигает 39-40%, в лесостепях — 34%, в среднегорных лесостепях наоборот, данный сезон является наиболее коротким. Летний сезон, очевидно, вносит наибольший вклад в формирование ландшафтов, так как ландшафты территории довольно четко дифференцируются с точки зрения преобладания тех или иных групп состояний. Так, в лесостепных ландшафтах преобладающими являются гумидные состояния, на их долю приходится 17%.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
