ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАНДШАФТОВ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
В современных условиях экологического и экономического кризиса планирование землепользования с учетом ландшафтных особенностей территории наиболее актуально. Пензенская область относится к староосвоенным сельскохозяйственным районам России, на которых за длительный период (более 300 лет) хозяйственного освоения произошли глубокие изменения в природных ландшафтах и сложилась критическая экологическая обстановка. В этой связи особенно актуальны ландшафтно-экологические исследования на региональном и локальном уровне. Объектом геоэкологических исследований явились нетипичные для Пензенской области ландшафты, расположенные в юго-восточной части, на границе с Ульяновской и Саратовской областями. Цель исследований – дать оценку развития деструктивных геоэкологических процессов и состояния ландшафтов осевой части Приволжской возвышенности в пределах Пензенской области. Работа проводилась в рамках проекта по изучению культурных ландшафтов Пензенской области, при поддержке гранта РФФИ «Комплексное исследование природного и исторического наследия культурных ландшафтов Пензенской области» [1].
Основным материалом послужили данные полевых ландшафтных исследований 2017 г., а также данные общенаучной ландшафтной карты Пензенской области [3]. Наблюдения проводились в бассейне реки Елань-Кадада ( междуречье рек Алай и Сормино), в правобережье верховий реки Илим-Кадада близ п. Бикмурзино (Белая гора), в верховьях реки Кадада (Илим). Использованы традиционные методы ландшафтных исследований (ключевых точек и профилирования). Всего сделаны ландшафтные описания на 24 ключевых точках. Район исследования расположен на юго-востоке Кададино-Узинского физико-географического района (Неверкинский административный район), в пределах лесостепных ландшафтов эрозионно-денудационных равнин высокого плато Приволжской возвышенности. На ландшафтной карте, где отражена классификация геосистем ранга «тип местности», район исследования относится к выделу, которому нет аналогов в пределах нашей области. Это объясняется особенностями геологического строения в сочетании с климатом.
Исследуемый район относится к осевой части Приволжской возвышенности, где высокое плато Сурская Шишка (более 300 м) прорезают верховья реки Кадада (Илим) и ее притоки. Ассиметрия склонов реки Кадады обусловлена различием в геологическом строении: в правобережье плато сложено палеогеновыми песками с плотными бронирующими песчаниками, которые удерживают высокое плато от разрушения, а левобережье – менее устойчивыми к разрушению палеогеновыми песками и песчаниками. Четвертичные отложения представлены на водоразделах элювиально-делювиальными суглинками и лессоидами, на склонах делювиальными, солифлюкционными и лессоидными отложениями (суглинки, лессоиды с прослоями песка, щебня). Преобладают выщелоченные черноземы под разнотравно-ковыльно-типчаковыми луговыми степями, местами с солонцами, значительно распаханы [3]. Выраженная структурность рельефа и значительные относительные высоты, достигающие 100-150 м, являются условием существенных различий в обеспеченности теплом, степени увлажнения, характере почвенного и растительного покрова.
Результаты исследований позволили провести ландшафтную дифференциацию и выявить основные геоэкологические процессы, протекающие под влияние природных и антропогенных факторов. Различия литогенной основы ландшафтов позволили разделить район исследования на четыре местности: I - водораздельные поверхности высокого плато междуречья р. Кадады и р. Волги, сложенные элювиальными и делювиальными отложениями на верхнепалеогеновых песках; II - приводораздельная поверхность высокого плато, сложенная делювиальными отложениями склонов; III – приводораздельная поверхность междуречий рек Кададя и Узы, сложенная делювиальными отложениями; IV – пойма реки Кадада, сложенная древним и современным аллювием. Каждая местность имеет свою особенность организации геосистем ранга «урочище», свой рисунок ландшафта. На водоразделах основным процессом ландшафтообразования является суффозия и денудация, пятнистый рисунок создают останцы плотных коренных пород с остатками лесов и переувлажненные суффозионные западины. На склонах основным процессом является эрозионный, речная и овражно-балочная сеть создает здесь ветвистый (дендритовый) рисунок ландшафта (рис.1).
Полевые исследования на ключевых участках (рис.1) позволили сделать следующие выводы о геоэкологических процессах. Ведущим геоэкологическим процессом является эрозионный, который обусловлен не только экзогенными, но и эндогенными и антропогенными факторами . Так, например, в верховьях реки Илим (на границе с Ульяновской областью) можно наблюдать резкую асимметрию склонов оврага Шут-Шуи. На крутом склоне западной экспозиции высотой 60 м наблюдаются выходы нижнепалеогеновых отложений, возрастная принадлежность которых определена по палеотологическим признакам (рис.2).
Склон восточной экспозиции имеет относительную высоту 30 м, сложен делювиальными суглинками, имеет 5 слоёв погребённых почв, много оползней с крутой стенкой отрыва. На склонах обилие каменных рек и выходов грунтовых вод. На дне оврага непостоянный водоток, блуждающий в каменистых наносах. По словам местных жителей, иногда в этом месте слышен шум погребенной реки. Можно предположить, что поднятия осевой части Приволжской возвышенности продолжаются, периодически активизируя эрозионные процессы (эрозионные циклы). Об активных эрозионных процессах свидетельствуют исследования геологического обнажения на правом берегу р. Кадада (Илим) близ с. Бикмурзино, которое входит в состав памятника природы «Белая гора». Это палеогеновый останец, сложенный верхнепалеогеновыми песками с бронирующим слоем слитых песчаников (рис. 3).
В его геологическом строении участвую окремненные песчаники, сцементированные глинистым и известковым цементом, кремнистый песок, опоковидные глины, кварцево-глауконииовый песок, ожелезненный песок и др. горные породы. Слитые песчаники удерживали плато от разрушения, но река, меандрируя, подмывала берега и останец разрушался. По словам местных жителей, река размыла древние захоронения на высоком берегу реки.
Антропогенный фактор способствует ускоренной эрозии (плоскостная и линейная) во всем районе исследования. 90% исследуемой территории распахано, причем сплошной распашке подвержены плакоры, приводораздельные и придолинные склоны, включая мелкую ложбинно-лощинную сеть. Узкая полоса лесонасаждений отделяет от полей поймы рек. Леса сохранились лишь в правобережье Кадады на высоком останцово-денудационном плато и небольшие участки на выходах коренных пород в левобережье (нагорные леса) (рис.1).
Второй значимый геоэкологический процесс в исследуемом районе – засоление почв. Засоленные почвы содержат в своем профиле легко растворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Неверкинский район является сельскохозяйственным, поэтому засоление здесь серьезная экологическая проблема. Наибольшее количество солонцов и солончаков встречается в левобережье р. Кадады. Этому способствует геологическое строение. Формирование засоленных почв здесь связано с накоплением солей в грунтовых водах и породах. При выветривании морских соленых отложений палеогенового моря суша получила огромное количество растворимых солей. Растворимые сульфаты, нитраты, гидрокарбонаты содержатся в коренных породах, в четвертичных отложениях и в грунтовых водах. При близком залегании грунтовых вод и в условиях преобладания испарения над осадками происходит перенос соленых растворов к поверхности, соль связывает почвенную влагу с минеральными частицами и образуется уплотненный засоленный почвенный горизонт. Почвы данного района имеют содовый и содово-сульфатный типы засоления, что соответствует геохимической зональности подземных вод. Встречаются как солончаки, где уплотненный засоленный горизонт расположен на поверхности, так и солонцы, где засоленный горизонт расположен на некоторой глубине. Причем наибольшее засоление происходит на приводораздельных склонах, у подножия древних делювиальных отложений (в верховьях малых рек). Это в основном, солончаки автоморфные литогенные. В понижениях рельефа встречаются гидроморфные солончаки.
Более детально изучен засоленный участок, расположенный близ села Елшанка в верховьях балки на склоне реки Алай (левый приток Кадады). Этот участок впервые описал известный ботаник Борис Келлер в 1904 году, поэтому назван Келлеровским солонцом. Микрорельеф здесь имеет слабо волнистую поверхность с множественными просадками грунта. Растительность обедненная, местами отсутствует. На поверхности почвы местами белый налет. Почвенный профиль содержит темно серый надсолонцовый горизонт мощностью 10-12 см, плотный солонцовый горизонт бурого цвета с темными пятнами (признаки оглеения) 12 см, содержащий вкрапления карбонатов и подсолонцовый горизонт более темный пятнистый. Глубина вскипания 20 см.
Подробное описание растительности Келлеровского солонца и Мансуровского солонца, расположенного неподалеку и образованного в сходных условиях, сделали ботаники под руководством Новиковой Л.А. [2] Во флоре солонцов они обнаружили 58 редких видов, из которых 4 занесено в Красную книгу Российской Федерации: рябчик русский, ирис безлистный, ковыли опушеннолистный и перистый. 32 вида занесены в Красную книгу Пензенской области, (9 замечены в регионе впервые).
Голофитная растительность для Пензенской области не является зональной, но ее сохранение имеет большое значение для восстановления биоразнообразия и устойчивого развития экосистем. Исследуемый участок имеет сильное антропогенное нарушение (пастбища и поля, местами зарастающие). В настоящее время растительность находится на разных стадиях восстановления после антропогенного нарушения.
В целом специфика геоэкологических процессов в юго-восточной части Пензенской области обусловлена позиционным географическим фактором. Для разработки мер рационального (адаптивного) природопользования необходимы крупномасштабные ландшафтные исследования.
Список использованных источников:
1. Артемова С. Н. Геоэкологические исследования для целей ландшафтного планирования Пензенской области // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2013. – № 2 (2). – С. 110–119.
2. Новикова Л.А., Кулагина Е.Ю. , Миронова А.А., Панькина Д.Б. Ценный ботанический объект в Пензенской области («Мансуровский солонец»)/ Л. А. Новикова, Е. Ю. Кулагина, А. А. Миронова, Д. В. Панькина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. –2016. - № 2 (14). –С.19-29.
3. Ямашкин А.А., Артемова С.Н., Новикова Л.А., Леонова Н.А., Алексеева Н.С. Ландшафтная карта и пространственные закономерности природной дифференциации Пензенской области // Проблемы региональной экологии. № 1. – 2011. – С. 49–57
Авторы: С.Н. Артемова, Г. Бахтеева