УДК 551.435.6
© 2012 г. В.Н. ГОЛОСОВ, М. ДЕЛА СЕТА, А.А. АЖИГИРОВ, Ю.С. КУЗНЕЦОВА, М. ДЕЛЬ МОНТЕ, П. ФРЕДИ, Е. ЛУПИЯ ПАЛЬМИЕРИ, Т.М. ГРИГОРЬЕВА
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В НИЗКОГОРЬЯХ СУБТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА
Введение
Низкогорья субтропической зоны являются одним из наиболее густонаселенных регионов Земли в силу комфортных условий проживания. Особенности геологического строения, рельефа и климатические характеристики данных территорий даже в естественных условиях способствуют развитию экзогенных процессов. Активная и разная по продолжительности антропогенная деятельность вызывает существенный рост интенсивности некоторых из этих процессов.
Постепенно накапливается банк данных об интенсивности основных экзогенных процессов по данным наблюдений на Кавказе [1-5], в Средней Азии [6-8] и других регионах [9-17], а также делаются попытки оценить их вклад в формирование стока наносов рек низкогорного пояса субтропической зоны [1, 13-17]. Одновременно выявляется влияние деятельности человека на интенсификацию процессов денудации. Это особенно важно для разработки оптимальных мероприятий по снижению негативного воздействия регулярно формирующихся в низкогорном поясе наводнений, приводящих к огромному материальному ущербу и человеческим жертвам.
В статье приводятся результаты наблюдений за интенсивностью ведущих экзогенных процессов, проводившиеся на трех ключевых объектах в низкогорных поясах влажных и сухих субтропиков Евразии, и оценивается влияние антропогенной деятельности на их усиление.
Объекты исследований и история их освоения
В качестве объектов исследования выбраны бассейны малых рек, протекающих в различных частях субтропического пояса Евразии (рис. 1). Продолжительность и степень антропогенного воздействия на исследованные речные бассейны различны и наряду с особенностями литологии пород, слагающих склоны, и климатическими характеристиками способствуют развитию индивидуального набора ведущих процессов денудации.
Бассейны рек Омброне и Тивере располагаются в центральной части Италии между городами Сиеной и Римом недалеко от побережья Тирренского моря (рис. 1). Это территория с сухим субтропическим климатом: сравнительно холодной зимой и жарким летом (табл. 1). Абсолютные высоты не превышают 1000 м. Литологический состав преимущественно осадочных пород морского происхождения (табл. 2), слабо устойчивых к процессам выветривания в условиях данного климата, способствует ускоренной денудации. В ненарушенных антропогенной деятельностью условиях на крутых, подмываемых склонах доминируют обвалы, осыпи и оползни, а на участках более пологих склонов - солифлюкция и крип. Темпы эрозионных процессов на склонах усиливались по мере освоения территории человеком. Начиная с неолита, в данной местности стало возрастать число пожаров, связанных c расселением человека [16]. Постоянно растущая численность населения привела к постепенному сведению лесов (примерно 2000 лет до н.э.) и интенсификации основных экзогенных процессов. Распашка склоновых земель способствовала резкому усилению склонового смыва, а также развитию овражной эрозии и гравитационных процессов на бортах оврагов.
Рис. 1. Местоположение районов исследований
Бассейны рек: 1 - Омброне и Тивере (Центральные Аппенины), 2 - Бзугу (Черноморское побережье Западного Кавказа), 3 - Сукок-сай и Тавашах-сай (низкогорная часть Чаткальского хребта, Западный Тянь-Шань)
Массовый перевод пахотных земель в пастбища во второй половине XIX в. привел к образованию обширных участков бедлендов. Формирование бедлендов в зависимости от морфологии склонов проходило по-разному, что позволяет выделить два типа бедлендов, получивших название "каланки" и "бьянкане".
Развитие бедлендов "каланки" наблюдается в пределах распространения глинистых пород, причем их формирование происходит на достаточно крутых склонах. В случаях, если в привершинной части склонов, на которых формируются бедленд "каланки", имеются горизонты песчаников и конгломератов, более устойчивых к выветриванию в данных климатических условиях, происходит практически параллельное отступание склона. При отсутствии подобной "шапки" по мере разрушения склон постепенно выполаживается. Бедленды "бьянконе", которые также формируются на участках выходов на поверхность глинистых пород, распространены на плоских приводораздельных участках и на выровненных участках склонов, соседствующих с речными долинами. Гораздо более интенсивно бедленды формируются на склонах "теплых" (южная и западная) экспозиций, где условия для развития растительности менее благоприятны.
Бассейны рек Бзугу и Гнилушки находятся на Черноморском побережье Западного Кавказа в центральной части Большого Сочи (рис. 1) в зоне влажных субтропиков с относительно прохладной зимой и жарким летом (табл. 1). Здесь доминируют фли-шевые толщи, представленные чередованием алевролитов, аргиллитов и мергелей при подчиненной доле песчаников, сланцев и известняков. Все эти породы достаточно неустойчивы, быстро разрушаются процессами выветривания (особенно в агрессивной среде влажных субтропиков Черноморского побережья). Сильно дислоцированные коренные породы обнажаются на склонах гор и в обрывах береговой зоны, неглубоко залегают под чехлом элювиальных, делювиальных, пролювиальных, аллювиальных и морских отложений. Подобное геологическое строение способствует широкому развитию на склонах оползневых процессов и крипа. Процессы водной эрозии, суффозии и
Таблица 1
Некоторые климатические характеристики исследованных территорий
Реки
Метеопараметры Тевере и Омброне Бзугу и Цанык Сукок-сай и Тава-шах-сай
среднегодовое 700-900 1500-1600 700-800
Количество осад- максимальное годовое 1490 ~2000 1250
минимальное годовое 446 ~1100 325
среднегодовая 12.5 12-13 10.4
Температура, град.С минимальная среднемесячная 4.6 4.5 3.3
максимальная среднемесячная 23.3 23.3 26.8
Таблица 2
Обобщенная характеристика геологического строения и рельефа исследованных объектов
Бассейн рек Высоты, м Слагающие склоны породы Основные процессы денудации склонов
абсолютные относительные
Тевере и Омброне 500-1000 200-300 Глины, пески, конгломераты, местами магматические породы Плоскостная и линейная эрозия, оползни, суффозия, крип
Бзугу и Гнилушка 300-600 150-250 Чередование алевролитов, аргиллитов и мергелей при подчиненной доле песчаников, сланцев и известняков Оползни, крип, местами суффозия, плоскостной смыв и линейная эрозия
Сукок-сай и Тавашах-сай 1100-1500 100-200 Лёссы и лёссовидные суглинки Делювиальный смыв, овражная эрозия, осыпные процессы, крип
карст имеют в естественных условиях подчиненное положение, также как и обвально-осыпные процессы, активно развивающиеся на участках подмыва реками коренных берегов.
Несмотря на достаточно длительную историю заселения Черноморского побережья в районе г. Сочи, насчитывающую несколько тысяч лет, существенного воздействия человека на окружающую среду не наблюдалось вплоть до середины XIX в. С начала XX в. началось интенсивное освоение побережья с постепенным удалением от моря по речным долинам. В долине р. Бзугу и ее притока р. Цанык на месте частично сведенных лесов появились сады плодовых деревьев и виноградники, что привело к усилению склонового смыва. Строительство автодорог способствовало активизации оползневых и обвально-осыпных процессов [1, 2, 5], а местами формированию бед-лендов.
Бассейны рек Сукок-сай и Тавашах-сай расположены на западных отрогах Чат-кальского хребта Тянь-Шаня в пределах низкогорного пояса (рис. 1). Территория характеризуется оптимальными для Средней Азии климатическими условиями благодаря прохладной зиме и умеренно жаркому лету при достаточном увлажнении (табл. 1). Водосборы рек Сукок-сай и Тавашах-сай площадью 40 и 45 км2 соответственно име-
ют асимметричные долины с крутым практически отвесным левым бортом и относительно пологим правым бортом, прорезаемым долинами постоянных и временных водотоков. Мощный чехол лёссов и лёссовидных суглинков перекрывающий толщу осадочных и магматических пород (известняков, гранитов и т.д.), способствует в ненарушенных условиях формированию коричневых почв с высоким проективным покрытием травянистой растительностью. При отсутствии антропогенной нагрузки денудация наиболее активна на крутых бортах долин, где развиты обвально-осыпные процессы на скальных породах, и на подмываемых бортах горных оврагов. На более пологих склонах междуречий доминируют крип и эоловая аккумуляция. Основными поставщиками наносов в днище речной долины являются осыпные склоны, формирующиеся на участках подмыва рекой бортов долины. Антропогенная нагрузка на склоны междуречий постепенно нарастала по мере роста населения с начала XX в. и выражалась в разрушении растительного покрова на склонах бассейна р. Тавашах-сай из-за перевыпаса скота. В результате резко возросли темпы плоскостной и линейной эрозии, что во многих случаях привело к формированию участков, развивающихся по типу бедлендов. Выпас скота в бассейне р. Сукок-сай был запрещен, значительная часть склонов была террасирована, а часть облесена. На террасах выращивались плодовые деревья. К существенному усилению темпов денудации междуречных склонов это не привело.
Методика исследований
Оценка интенсивности денудации в Центральной Италии проводилась по двум направлениям. Для определения суммарной денудации в речном бассейне использовалось разработанное ранее уравнение [12, 17]:
log Ти = 1.060 + 2.797 log D + 0.140Да, если D > 6, log Ти = 1.448 + 0.326 D + 0.103 Да, если D < 6, где Ти - сток наносов реки; D - плотность речной сети по Хортону,
Да = Ga/N,
где Ga - минимальное число водотоков первого порядка по Страллеру, необходимое для создания идеальной иерархической речной сети, N - число водотоков первого порядка по Страллеру, имеющееся в речной сети исследуемого речного бассейна.
Ранее была показана хорошая корреляционная связь между измеренным стоком наносов рек в Италии и стоком наносов, полученным при использовании представленной выше зависимости [10].
Полевые мониторинговые наблюде
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.