ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОВРАЖНАЯ ЭРОЗИЯ И МЕТОДЫ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ 6
1.1 Процесс овражной эрозии 6
1.2 Изученность овражного расчленения в регионе исследования 10
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ 13
2.1 Геологическое строение 14
2.2 Рельеф 15
2.3 Климат 17
2.4 Воды 17
2.5 Почвенный покров 18
2.6 Растительнось 19
2.7 Антропогенные нагрузки 21
2.8 Экзогенные процессы 22
2.9 Морфологическая структура ландшафта 23
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАБОТЫ 25
3.1 Методика картографирования овражной сети 25
3.2 Методика определения динамики современной овражной сети 31
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
4.1. Анализ пространственного развития овражной сети 36
4.2 Анализ овражного расчленения от ряда природно-антропогенных
факторов 46
4.3. Современная динамика оврагов 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
Список использованной литературы 60
Приложения
Проблема борьбы с овражной эрозией, которая возникла в России еще в XIX-XX вв., актуальна и в настоящее время (Овражная эрозия, 1989). Овраги представляют собой одну из наиболее эффективных и динамичных форм рельефа равнинных областей, развитие которых - от зарождения до отмирания - зачастую может полностью уместиться в рамках одного поколения людей. Уже это обстоятельство всегда привлекало внимание исследователей. С другой стороны, одной из главных последствий оврагов является деградация почв, что наносит огромный ущерб сельскому хозяйству, населенным пунктам, коммуникациям.
Труды многих исследователей были посвящены изучению овражной сети. Это Косов Б.Ф., Зорина Е.Ф., Любимов Б.П., казанские географы во главе с Дедковым А.П. и т.д. Они изучали овражную эрозию с разной степенью детальности. За последние 40-50 лет на исследуемой территории произошли значительные изменения:
1) Изменения в землепользовании в связи с распадом СССР. Преобразилась система хозяйствования, возникла новая модель экономики, в том числе, в сельском хозяйстве;
2) Произошли заметные изменения в климатической системе (потепление с 1970-х годов);
3) Происходила реализация потенциала развития оврагов, сказавшаяся на развитии современной овражной сети.
Эти факторы последовали за собой и изменение состояния оврагов. Но современных данных о развитии овражной сети Восточного Предкамья нет. Это во много определяет актуальность нашего исследования.
Цель работы заключается в изучении особенностей формирования и динамики развития современного овражного расчленения в сельскохозяйственно-освоенном регионе Восточного Предкамья (на примере Мамадышского района Республики Татарстан).
Задачи:
1) Изучить литературу по механизму овражной эрозии и картографированию оврагов в районе исследования;
2) Изучить методику картографирования оврагов по космическим снимкам высокого разрешения, а также методику определения современной динамики овражной сети;
3) Средствами ГИС-технологий по космическим снимкам идентифицировать плановый рисунок овражной сети и создать геопространственную базу данных по современной овражности района;
4) На основе полученных данных рассчитать плотность и густоту овражной сети в границах речных бассейнов, составить тематические карты по этим морфометрическим данным и провести анализ пространственного развития оврагов района;
5) На основе цифровой модели рельефа построить водосборные бассейны для оврагов, длина которых составляет 200 и более метров, а также рассчитать их площадь, средний уклон и среднюю длину линии тока;
6) Оценить динамику современного состояния овражной сети на территории Мамадышского района;
7) Провести математико-статистический анализ показателей овражного расчленения от ряда природно-антропогенных факторов.
Объектом исследования является овражная эрозия.
Предметом исследования является ГИС-картографирование овражной сети Восточного Предкамья (на примере Мамадышского района Республики Татарстан).
Методы, используемые в исследовании:
1) Картографический;
2) Г еоинформационный;
3) Сравнительно-географический;
4) Дешифрирование ДДЗЗ.
Уровень генерализации: детальный.
Работа выполнялась на основе анализа опубликованной литературы и дешифрирования космических снимков высокого качества из системы «SAS.Planet», фондовых геоинформационных баз данных, открытых интернетресурсов.
Выражаю признательность сотрудникам кафедры ландшафтной экологии Р.А. Медведевой и М.А. Иванову за помощь при выполнении работы и ценные консультации.
Одним из наиболее активных современных процессов, который преобразует поверхность территории и сельскохозяйственные угодья, является овражная эрозия (Бутаков, 1994). Линейная эрозия является разрушительной формой эрозии, повреждает почвы, инфраструктуру, сельскохозяйственные угодья, транспортные пути, влияет на режимы стока (Poesen, Torri et al., 2011). Овраги представляют собой отрицательные линейные формы рельефа, образовавшиеся на малых водосборах при нарушении природных комплексов под влиянием (в основном антропогенных, реже - естественных) факторов (Короновский, Ясаманов, 2005).
Проделав данную работу, нам удалось выполнить ряд задач:
1) Была изучена литература по механизму овражной эрозии и картографированию оврагов в районе исследования. Территория Мамадышского района расположена в восточной части Русской равнины, на северо-востоке Республики Татарстан. Труды многих исследователей были посвящены изучению овражной сети на данной территории, но в связи с значительными изменениями, которые произошли за последние 40-50 лет, современные данные о состоянии овражного расчленения отсутствуют.
2) Изучены методики картографирования оврагов по космическим снимкам высокого разрешения и определения динамики современной овражной сети. В целом, исследование проводилось в 6 этапов.
3) Средствами ГИС-технологий по космическим снимкам идентифицирован плановый рисунок овражной сети и создана геопространственная база данных современной овражности района. В качестве территориальной единицы, в пределах которой проводилась оценка оврагов, были выбраны малые речные бассейны и их межбассейновые пространства, выделенные по водотокам первого порядка. Использование дистанционного зондирования земли позволяет надежно проводить оценку овражности территории. Впервые для территории Мамадышского района РТ методом дешифрования создан геоинформационный слой тальвегов овражной сети
(Приложение 1). Он позволяет средствами ГИС-технологий определять длину оврагов, количество вершин на территории каждого бассейна. Благодаря этому слою в дальнейшем можно решать задачи по мониторингу оврагов, трансформации их в балочные системы, определять линейный прирост и деградацию.
4) Полученный геоинформационный слой тальвегов овражной сети позволил рассчитать плотность и густоту овражной сети в границах речных бассейнов, на основе которых были составлены тематические карты по этим морфометрическим данным и проведен анализ пространственного развития оврагов Мамадышского района. Густота и плотность овражной системы на территории исследуемого района распределены неравномерно. Бассейны с наибольшей густотой оврагов, как и с наибольшей плотностью, распространены в центральной и западной частях района, что связано с наибольшим количеством оврагов на данном участке. В северо-восточной и южной частях активная овражная система почти отсутствует, поэтому густота и плотность на данном участке так же близка к нулю.
Оцифровка оврагов на космических снимках высокого качества в соответствие с дешифровочными признаками позволила определить разные типы оврагов. Так, наибольшее число оврагов на данной территории - первичные, состоящие из склонового (70,8%) и берегового (16,2%) типа. Менее развиты вторичные овраги, представленные донным типом (13,04%).
5) Впервые для Мамадышского района были изучены частные водосборные площади, в пределах которых были рассчитаны средний уклон, средняя длина линии тока и площадь водосбора. Сопоставление полученных данных говорит о том, что на данных водосборах существует локальное распределение морфометрических характеристик: значения площади и средней длины линии тока, рассчитанных для склоновых и донных оврагов, в устьевой части всегда превышают значения от вершин оврагов.
6) Проведен математико-статистический анализ показателей овражного расчленения от ряда природно-антропогенных факторов. Естественные природные факторы, существовавшие на территории Республики Татарстан до начала активного антропогенного вмешательства, препятствовали развитию процесса овражной эрозии. В дальнейшем в связи с высоким уровнем сельского хозяйства в исследуемом регионе, которое началось еще в период хозяйственного освоения территории, и, следовательно, большой степенью вырубки лесов и распашки склонов произошло развитие овражного расчленения. Также степень заовраженности зависит от уклона местности. Это подтверждают рассчитанные в ходе исследования графики зависимости этих показателей. Так, густота и плотность имеют прямую корреляционную зависимость от распаханности территории и среднего уклона речных бассейнов, но данная связь очень слабая вследствие маленьких значений коэффициентов корреляции. Зависимость густоты и плотности от степени залесенности района отсутствует.
7) Оценена динамика современного состояния овражной сети на территории Мамадышского района. В настоящее время мы наблюдаем уменьшение овражного расчленения на территории Мамадышского района РТ. Это можно увидеть, сравнив данные по густоте оврагов за 1960-70гг. и 201416гг. Степень густоты оврагов сократилась примерно в 20 раз. На сегодняшний день почти половина из всех исследуемых бассейнов имеет значение густоты оврагов, близкое к нулю. Это является доказательством того факта, что овраги на территории района перестают активно развиваться.
Трансформацию оврагов и их массовый переход в балочные системы хорошо демонстрируют и схемы дешифрирования за разные периоды съемки (сопоставление аэроснимков 1960-70-ых гг. и современных космоснимков, а также разновременных космоснимков).
Таким образом, в Мамадышском районе РТ начальные стадии зарождения и активного роста оврагов остались в прошлом. Современное состояние оврагов находится в стадии стабилизации профиля равновесия или даже затухания, когда овраги постепенно переходят в другой генетический тип - балку.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
