Ландшафтно-экологические исследования Неверкинского района Пензенской области

Penza State University

• 40, Krasnaya street, Penza, 440026

ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕВЕРКИНСКОГО РАЙОНАПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

В статье представлены результаты ландшафтно-экологических исследований Неверкинского района Пензенской области. Выделены природные и антропогенные ландшафты в пределах исследуемой территории. Выполнен морфологический анализ выделенных ландшафтов, проанализирована их динамика. Составлена карта использования земель и ландшафтная карта Неверкинского района с помощью интернет-сервиса Google Earth и QGIS.

Ключевые термины: ландшафтно-экологические исследования, ГИС-технологии, Пензенская область, ландшафт, местность, урочище.

LANDSCAPE-ECOLOGICAL RESEARCHES IN THE NEVERKINO DISTRICT OF THE PENZA REGION

The article presents tire results of landscape and ecological researches in the Neverkino district of tire Penza region. Natural and anthropogenic landscapes are distinguished within the territory under study. The morphological analysis of tire selected landscapes is carried out, their dynamics is analyzed. A map of land use and a landscape map of the Neverkino district have been compiled using the Google Earth and QGIS Keywords: landscape and ecological researches. GIS-technologies, Penza region, landscape, terrain, stow.

Ландшафтно-экологические исследования предусматривают выявление, анализ и оценку проблем в области окружающей человека среды. Предпосылками для проведения ландшафтно-экологических исследований могут служить изучение ландшафтной структуры территории, функционирования и динамики природно-территориальных комплексов (ПТК), а также планирование мероприятий по оптимизации использования природной среды в условиях интенсивного антропогенного воздействия. Без корректного планирования землепользования, которое учитывает наличие и дифференциацию агроклиматических, растительных и почвенных ресурсов, ландшафтные особенности территории, оптимизация сельскохозяйственного производства невозможна[3].

Необходимость ландшафтно-экологических исследований Неверкинского района связана с тем, что район расположен на юго-востоке Пензенской области, в лесостепной зоне с высоким природноресурсным потенциалом и длительным сельскохозяйственным освоением. В связи с тем, что территория находится ближе к степной зоне и осевой части Приволжской возвышенности, она отличается особенностью природы, т.к. больше схожа с

природой Саратовской и Ульяновской области. Район имеет сложную морфологическую структуру и, следовательно, должен иметь многоконтурную структуру использования земель.

Для проведения ландшафтно-экологических исследований были использованы следующие методы: метод ландшафтного картографирования с применением геоинформационных систем (ГИС), метод дешифрирования космических снимков, полевые методы (ключевых участков), сравнительно-географический метод Методологической основой для проведения ландшафтно-экологических исследований послужили труды Д.Л. Арманда, который предложил теоретические основы и правила классификации ландшафтов [1]; А.Г. Исаченко, разработавшего систему классификационных единиц и факторов их выделения, он проанализировал проблемы рациональной организации территории и управления природными процессами [2]; В.Б. Сочава, который выдвинул геосистемную концепцию [5]; Ф.Н. Милькова, который показал место человека и результатов его деятельности в современных ландшафтах, предложил несколько вариантов их классификации, обозначил принципы и методы исследований [4]

Первый ключевой этап ландшафтно-экологических исследований содержит ряд мер по ландшафтно-экологическому анализу ландшафтов.

На данном этапе проводится инвентаризация ландшафтов, в результате этого выявляются их морфологические различия, оказанное на них антропогенное воздействие, определяется их экологическая функция. На втором этапе дается ландшафтно-экологический диагноз (экологическая диагностика) ландшафтов. Данный шаг представляет собой оценку ландшафтов для будущего сельскохозяйственного. промышленного, рекреационного, транспортного использования или с точки зрения свойств ландшафта как среды жизни людей. Решение данных задач сопровождается оценкой экологического и ресурсного потенциала, природоохранной емкости, состояния, устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям, оценкой экологических ситуаций территории исследования. На третьем этапе составляется прогноз изменения экологических ситуаций с течением времени. [3]. Для проведения

ландшафтно-экологических

Ландшафтная карта Неверкинского района

Здесь можно добавить описание

Обозначения

• • Водорзздегы

Крутой СКМХ ЛОЩИНЫ

• • Крутой склон поймы

.'• Ложбинмо-лощинная сеть е» Нагорные леса

• • ПОЛОГИЙ СКЛОН ПОЙМЫ

Рис. 1. Контуры ландшафтов ранга урочищ, оцифрованные по космическому снимку 2018 г. полученному через интернет-сервис Google Earth

Для создания карты были собраны картографические материалы на изучаемую территорию, выполнена пространственная привязка картографических материалов в ГИС и ландшафтное картографирование ПТК в рангах урочищ с созданием базы данных, сделан морфологический анализ выделенных ландшафтов.

Проект выполнялся в программах Google Earth и QGIS. В сервисе Google Earth, путем оцифровки контуров рельефа и растительности по космическим снимкам, создавалась карта урочищ Неверкинского района.. Затем, созданные векторные файлы в формате kml экспортировались в формат slip с помощью интернет-сервиса Му Geodata Cloud (рис. 1). После этого экспортированные файлы использовались для формирования картографического проекта в QGIS. Файлы в shp-формате переводились в единую базу геоданных, в которой каждой линии и полигону соответствовала определенная запись в атрибутивной таблице. На исследований на высоком плато Приволжской возвышенности в пределах Пензенской области был выбран юго-восток Кададино-Узинского физико-географического района. Он расположен в южной половине бассейнов Узы и Кадады. На административной карте Пензенской области ему соответствует Неверкинский район. Общая площадь района составляет 984.5 км2 или 98450 Га. В июне 2017 г. были проведены полевые исследования ландшафтов на востоке Неверкинского района в бассейне реки Илим. С помощью маршрутных методов изучения ключевых участков были описаны 24 ключевые точки. Затем в камеральных условиях, полученные данные были обработаны, и на основании этого была составлена среднемасштабная ландшафтная карта видов урочищ и типов местности масштаба 1:250 000 (рис. 1).

исследуемой территории с помощью ландшафтной карты Пензенской области были выделены пять типов местностей, четыре из которых относятся к лесостепным ландшафтам эрозионно-денудационных равнин и один тип - к долинным ландшафтам (рис.2).

Первый тип местности - останцово-водораздельный. Он сложен элювиальноделювиальными отложениями (лессовидные суглинки, супеси) кремнисто-карбонатных (опоки, мергели) и терригенных (песчаники) пород палеогенового и мелового возраста со светло-серыми и серыми лесными щебнистыми почвами под неморальными широколиственными лесами и луговыми степями. Широколиственные леса с доминированием дуба черешчатого. липы мелколистной. клена остролистного. березы повислой, осины и даже на севере - ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior). Кустарниковый ярус образован в основном лещиной обыкновенной. В травяном ярусе доминируют типичные неморальные виды: сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria). осока волосистая (Carex pilosa), копытень европейский (Asanun europacum) и др. Для данного типа местности характерно преобладание лесохозяйственных антропогенных ландшафтов [6]. На ландшафтной карте останцово-водораздельный тип встречается на севере и востоке Неверкинского района и занимает 20.9% территории. Практически вся территория данного типа местности занята широколиственными лесами. Доминирующим урочищем являются крутые и пологие склоны, занятые широколиственными лесами на светло-серых и серых лесных почвах. Данное урочище занимает более 85% данного типа местности. Субдоминантными урочищами является лощинно-ложбинная сеть на дерново-подзолистых и иллювиально-железистых почвах.

Второй тип местности - приводораздельный, сложенный элювием кремнисто-карбонатных (опоки, мергели) и терригенных (песчаники) пород палеогенового и мелового возраста с серыми лесными и черноземными почвами под широколиственными лесами с доминированием дуба черешчатого в древесном ярусе и участием степных кустарников - в кустарниковом ярусе. В травяном ярусе доминируют: коротконожка перистая (Brachypodium pinnatum), вейник наземный (Calamagrostis epigeios). медуница мягкая (Pulmonaria mollis) и др. Выборочно освоенные [6]. Согласно ландшафтной карте, данный тип местности расположен на западе и юго-западе Неверкинского района и занимает незначительную часть территории - 5.1%. Его площадь составляет около 50.2 км2. Доминирующим урочищем являются луговые степи на черноземах выщелоченных. Субдоминируюшее урочище -лошинно-ложбинная сеть. Редким урочищем будут служить нагорные широколиственные леса на серых лесных и черноземных почвах.

Условные обозначения

— Граница административного района

Гидросеть

— Водораздел

Типы местностей

Ландшафты лесостепных эрозионноденудационных равнин

Долинные ландшафты

Урочища

— Поймы рек

Крутые склоны поймы

Пологие склоны поймы

Лощинно-ложбинная сеть

— Крутые склоны лощин

— Нагорные леса

■I Болота

■ Озера

Рис. 2. Ландшафтная карта Неверкинского района, созданная в QGIS

Третий тип местности - склоновый, сложенный делювиальными пылевато-песчаными и песчаными отложениями. подстилаемые палеогеновыми песчаниками, опоками, мергелями, диатомитами со светло-серыми и серыми лесными песчаными почвами под хвойными и хвойно-широколиственными лесами с участием степных видов: цмин песчаный (Helichiysum arenarium), келерия сизая (Koeleria glauca), осока приземистая (Carex supine), полынь равнинная (Artemisia campestris) и др. [6]. Склоновый тип местности занимает северо-восток Неверкинского района и охватывает 11.2% территории. Доминирующее урочище представлено крутыми склонами с хвойными и хвойно-широколиственными лесами на светло-серых и серых лесных почвах. Субдоминантным урочищем является лощинно-ложбинная сеть.

и др. В луговых степях преобладают: ковыль уклоняющийся (Stipa anomala). овсец пустынный (Helictotrichon desertorum). овсяница валисская (Festuca sulcata) и др [6]. Данный тип местности занимает наибольшую площадь Неверкинского района - 56.3% и соответствует 554,2 км2, находится в центральной и северо-западной части. Доминирующим урочищем является лощинно-ложбинная сеть на черноземах выщелоченных и оподзоленных. Субдоминирующее урочище представлено крутыми и пологими склонами поймы. Редкое урочище - нагорные широколиственные леса на востоке.

Пятый тип местности - пойменный и надпойменно-террассовый. сложенный современными и древнеаллювиальными отложениями с черноземными почвами под широколиственными лесами - дубравами и разнотравно-злаковыми и остепенёнными полынно-злаковыми лугами. Место обитания тюльпана Бибирштейна [6]. Данный тип местности занимает 6,4% от общей площади района. Доминирующее урочище - склоны поймы на пойменных слабокислых и нейтральных почвах. Субдоминирующее урочише представлено лошинно-ложбинной сетью.

Улучшение экологической обстановки должно реализовываться путем рационального использования •земель, поэтому исследования должны начинаться с выделения границ природных геосистем. Любая геосистема обладает своим природно-ресурсным потенциалом. В связи с этим была составлена карта использования земель (рис.З). Антропогенные ландшафты были выделены в соответствии с классификацией Ф.Н. Милькова |4].

Условные обозначения

— Граница административного района

Дороги административного значения --- Автодороги

I 1 Постройки

Сельскохозяйственные земли

U Заброшенные поля

НЕ Лесные вырубки

ИЗ Посадки

ИД Лесная растительность

I I Луговая растительность

Гидросеть

■ Озера

■I Болота

Рис. 3. Карта использования земель Неверкинского района, созданная в QGIS

Площадь занятая селитебными ландшафтами в Неверкинском районе равна .38.6 км2, что составляет 4% от всей площади района. В Неверкинском районе 29 населённых пунктов в составе 15 сельских поселений. Сельскохозяйственный комплекс включает пашни, заброшенные поля. Земли, занятые возделыванием различных культур занимают 318.7 км2, что соответствует 32.4%. Заброшенные поля занимают 4.2% территории. Площадь распаханных •земель максимальна в центральной, северо-западной, юго-восточной и южной частях района. Эта территория соответствует склоновому типу местности водоразделов и придолинных склонов. Лесной комплекс представлен искусственными посадками леса, которые занимают площадь равну ю 0.8% от общей. Искусственные посадки распространены повсеместно, в основном вдоль дорог, пашен, оврагов. В северной части Неверкинского района ведутся вырубки леса. Общая площадь вырубок составила 1.3%. Эта территория соответствует останцово-водораздельному типу местности. Природные комплексы на карте представлены лесной и луговой растительностью. Лесная растительность распространена на севере района и в пределах некоторых типов местности в западной и юго-восточной части является редким урочищем. Общая площадь лесов равна 21.9%. Луговая растительность распространена по всей территории района, особенно в западной и южных частях. Эта территория соответствует склоновому типу местности водоразделов и придолинных склонов. Площадь луговой растительности равна 28.8%. Каждая геосистема должна использоваться в •зависимости от своего природно-ресурсного потенциала. Деятельность человека, направленная на удовлетворение своих потребностей путем использования природных ресурсов. должна происходить в границах природных геосистем.

В результате проведенных исследований на ключевом участке, которым служил Неверкинский административный район. были собраны картографические материалы на изучаемую территорию, выполнена их пространственная привязка в ГИС и ландшафтное картографирование ПТК ранга урочищ с созданием базы данных. Также выполнен морфологический анализ выделенных ландшафтов, проанализирована их динамика. В ландшафтной структуре исследуемой территории 21, 9% территории занимают ландшафты занятые лесной растительностью, 28,8% - луговой растительностью, 2% водными объектами, 47,3% территории занято антропогенными ландшафтами. При наложении ландшафтной карты и карты использования земель можно сделать вывод о том, что в Неверкинском районе ведется нерациональное природопользование. На большей части территории, которая рассечена ложбинно-лощинной сетью, ведется распашка земель. При проведении исследований на ключевых участках обнаружен ряд экологических проблем; уменьшение уровня грунтовых вод, засоление почв, активные эрозионные процессы. В результате сравнения контуров землепользования разновременных космических снимков 1984 г. и 2018 г. установлена следующая закономерность изменения структуры землепользования. Происходит незначительное сокращение луговой растительности в западной и юго-восточной частях района, в связи с хозяйственным использованием земель под пашни

На севере Неверкинского района происходит увеличение площади лесов путем сокращения вырубок и повышения вторичных посадок. С точки зрения сельского хозяйства наибольший интерес представляют различия в природных условиях на пониженных и относительно выравненных участках, где рельеф не препятствует широкому применению машинной техники. С одной стороны, это - пологие склоны и невысокие водораздельные пространства, где по почвенно-климатическим условиям лучше возделывать пшеницу и подсолнечник, с другой -пойменные земли, которые, несмотря на засушливый климат, целесообразно использовать под овощи.