Экологическая геоморфология: опасные природные процессы
Покупка
Тематика:
География почв. Геоморфология
Издательство:
Томский государственный университет
Авт.-сост.:
Евсеева Нина Степановна
Год издания: 2017
Кол-во страниц: 278
Дополнительно
В пособии рассмотрен ряд методологических вопросов экологической геоморфологии - относительно новой отрасли геоморфологии. Показаны роль рельефа как одного из важнейших условий жизни человека, механизмы миграции и аккумуляции загрязняющих веществ, биоэкологические функции рельефа, а также дана характеристика катастрофических, опасных и неблагоприятных процессов рельефообразования и оценены их экологические последствия. Для студентов, магистрантов, аспирантов, обучающихся по географическому и экологическому профилю - геоморфологов, ландшафтоведов, почвоведов и др.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 504: Науки об окружающей среде. Энвиронментология
- 551: Общая геология. Метеорология. Климатология. Историческая геология. Стратиграфия. Палеогеография
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.02: География
- 06.03.02: Почвоведение
- 35.03.10: Ландшафтная архитектура
- ВО - Магистратура
- 05.04.02: География
- 06.04.02: Почвоведение
- 35.04.09: Ландшафтная архитектура
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОМОРФОЛОГИЯ. ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ Учебное пособие Томск Издательский Дом Томского государственного университета 2017
УДК 551.4:504.4(075.8) ББК 26.823я73 Э40 Автор-составитель Н.С. Евсеева Э40 Экологическая геоморфология. Опасные природные процессы : учебное пособие / авт.-сост. Н.С. Евсеева. – Томск : Издательский Дом Томского государственного университета, 2017. – 278 с. В пособии рассмотрен ряд методологических вопросов экологической геоморфологии – относительно новой отрасли геоморфологии. Показаны роль рельефа как одного из важнейших условий жизни человека, механизмы миграции и аккумуляции загрязняющих веществ, биоэкологические функции рельефа, а также дана характеристика катастрофических, опасных и неблагоприятных процессов рельефообразования и оценены их экологические последствия. Для студентов, магистрантов, аспирантов, обучающихся по географическому и экологическому профилю – геоморфологов, ландшафтоведов, почвоведов и др. УДК 551.4:504.4(075.8) ББК 26.823я73 © Евсеева Н.С., 2017 © Томский государственный университет, 2017
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ....................................................................................................................5 1. Теоретические аспекты экологической геоморфологии ..................................8 1.1. Рельеф как важнейшее условие жизни человека ........................................8 1.2. Геоморфологический анализ путей миграции и аккумуляции загрязняющих веществ.............................................................17 1.3. Биоэкологические функции рельефа..........................................................33 1.3.1. Взаимосвязи рельефа и организмов как важнейший элемент функционирования биогеоценозов ......................33 2. Современные природные процессы рельефообразования, их классификации...................................................................................................49 2.1. Классификации процессов рельефообразования ......................................52 2.2. Каскадность и парагенез развития природных процессов.......................57 3. Современные природные катастрофические процессы рельефообразования и их экологическое значение.............................................60 3.1. Опасности, исходящие из космоса. Падение метеоритов........................61 3.2. Атмосферные вихри, ураганы, смерчи.......................................................63 3.3. Пыльные и соляные бури.............................................................................70 3.4. Наводнения и их экологические следствия ...............................................74 3.5. Землетрясения и их экологические следствия ..........................................85 3.6. Извержения вулканов и их экологические последствия ..........................92 3.7. Снегопады и их экологические последствия...........................................101 3.8. Цунами и их экологические последствия ................................................104 3.9. Оползни и их экологические последствия...............................................110 3.10. Сели и их экологические последствия ...................................................119
3.11. Обвалы и их экологические последствия ..............................................125 3.12. Снежные лавины и их экологические последствия..............................128 3.13. Провалы и их экологические последствия ............................................135 3.14. Пожары и их экологические последствия..............................................140 4. Современные природные опасные процессы ................................................157 4.1. Засухи и их экологические последствия..................................................157 4.2. Опустынивание и его экологические последствия .................................163 4.3. Эрозионные процессы и их экологические последствия .......................168 4.3.1. Эрозия почв и ее экологические последствия...................................170 4.3.2. Овражная эрозия и ее экологические последствия...........................174 4.4. Карстовый процесс и его экологические последствия...........................184 4.5. Абразия, термоабразия...............................................................................193 4.6. Деятельность ледников и ее экологическое значение............................208 5. Неблагоприятные природные процессы и их экологические значение...............................................................................216 5.1. Заболачивание и его экологические последствия...................................216 5.2. Мерзлотные процессы................................................................................220 5.2.1. Термокарст и его экологическое значение ........................................222 5.2.2. Морозобойное растрескивание и полигонально-жильное льдообразование.................................................226 5.2.3. Пучение грунтов и его экологическое значение...............................233 5.2.4. Криопэги и их экологическое значение.............................................244 5.3. Наледеобразование и его экологические последствия...........................249 5.4. Курумообразование, солифлюкция и их экологические последствия......................................................................253 5.5. Суффозия и ее экологическое значение...................................................259 5.6. Изменение русел рек ..................................................................................265 Литература.............................................................................................................267
ВВЕДЕНИЕ Одним из относительно молодых направлений геоморфологии является экологическая геоморфология, сложившаяся на рубеже 1980–1990-х гг., когда в отечественной географии проявилась тенденция экологизации географиче ских знаний. Экологическая геоморфология в значительной мере сформиро валась на базе инженерной и прикладной геоморфологии. У истоков отечест венной геоморфологии стояли профессора Д.А. Тимофеев, Ю.Г. Симонов. Д.А. Тимофеев в 1991 г. сформулировал определение понятия «экологическая геоморфология»: «Научное направление в общей и прикладной геоморфоло гии, изучающее взаимосвязи и результаты взаимодействия геоморфологиче ских систем любого ранга с системой экологии человека. Объектом изучения экологической геоморфологии являются состояние и изменения в экосистеме человека, обусловленные геоморфологическими условиями как природного, так и антропогенного характера»1. Становление и развитие экологической геоморфологии привело, со гласно Д.А. Тимофееву и Э.А. Лихачевой, к выделению в этом направлении двух ветвей: экологические аспекты взаимоотношений между рельефом и биотой; экологические аспекты взаимодействия геоморфологических систем с человеком и его жизнедеятельностью. На международной конференции в 1995 г., прошедшей на кафедре гео морфологии и палеогеографии географического факультета МГУ, Ю.Г. Си моновым и другими авторами предложено следующее определение экологи ческой геоморфологии: «Прикладная научная дисциплина, занимающаяся 1 Тимофеев Д.А. Экологическая геоморфология: объект, цели, задачи // Геоморфология. 1991. № 1. С. 43–48.
изучением влияния рельефа, процессов рельефообразования и их комплексов на жизнь живых организмов, включая и человека, на его здоровье, жизнедея тельность и жизнеобеспечение»1. При том, что экологическая геоморфология рассматривается как от расль геоморфологии прикладной, она имеет свою специфику, будучи ориен тированной на удовлетворение в первую очередь биологических потребно стей человека (и выявление существенного влияния на жизнь других орга низмов). Как известно, современное цивилизованное общество во многом ориентируется в приоритетах именно на экологические условия обитания че ловека, и в этой связи экологическая геоморфология занимает особое место в рамках прикладных направлений геоморфологии. Экологическая геоморфология – важнейшее направление прикладной геоморфологии, развитие которой невозможно без решения фундаменталь ных геоморфологических проблем. Экологическая геоморфология, как и экологическая география (и экология) в целом, рассматривает вопросы, ка сающиеся условий жизни человека и организмов и взаимодействия их с ок ружающей средой. Соответственно, выделяются две ветви экологической геоморфологии – связанные с экологией человека и экологией биоты (био экологией). В контексте экологии человека экологическая геоморфология исследует особенности рельефа и рельефообразующих процессов, которые прямо или опосредованно влияют на условия его обитания и жизни. В первую очередь речь идет о самом характере расселения человека (степени комфортности жизни и хозяйственной деятельности) и условиях, влияющих на его биологи ческое состояние. Действительно, рельеф – базис, на котором селится чело век, и земельные угодья – важнейший его экологический ресурс. Рельеф во многом предопределяет не только саму площадь обитания человека (в том 1 Лукашов А.А., Рычагов Г.И., Симонов Ю.Г., Болысов С.И., Кружалин В.И., Мысливец В.И. Экологическая геоморфология. Содержание и основные проблемы // Экологические аспекты теоретической и прикладной геоморфологии : материалы Междунар. конф. «III Щукинские чтения», Москва, 16–17 мая 1995 г. М. : Географ. фак. МГУ, 1995. С. 3–9.
числе наличие суши как таковой), но и конкретные природные характеристи ки, необходимые человеку как биологическому виду: температура, атмосфер ное давление, количество кислорода и воды и т.д. Геоморфологические про цессы могут существенно изменять эти биологические условия обитания, ухудшать и даже выводить угодья из класса территорий, приемлемых для проживания (в этой связи важным аспектом геоморфологических рекоменда ций являются принципы рекультивации земель). Наряду с проблемой разме ров и качества земельных угодий можно, пожалуй, выделить два главных ме ханизма воздействия рельефа на условия жизни и здоровья человека (и, соот ветственно, два направления геоморфологических исследований). Во-первых, это опасные геоморфологические процессы, способные приводить к массо вым человеческим жертвам и увечьям (землетрясения, вулканизм, обвалы, оползни, лавины, сёрджи и др.). Во-вторых, это участие рельефа (главного перераспределителя вещества и энергии на стыке разных компонентов гео графической оболочки) и рельефообразующих процессов в перераспределении, транспорте и захоронении загрязняющих веществ, опасных для здоровья че ловека. Исследование этих вопросов следует признать ключевыми задачами экологической геоморфологии. Ю.Г. Симонов (2013)1 отмечает, что цель исследования экологической геоморфологии – это определение роли рельефа земной поверхности в управ лении эколого-геоморфологическими состояниями планеты. Предмет исследования – рельеф земной поверхности со всеми видами его отношений с людьми, населяющими Землю, с элементами природных систем и космическими связями «Земля–Космос». В последние годы зародились новые отрасли экологической геоморфо логии – рекреационная и эстетическая геоморфология, городская геоморфо логия. Их дальнейшая разработка весьма актуальна. 1 Симонов Ю.Г. Методологические подходы к эколого-геоморфологическим исследованиям // Экологическая геоморфология. Ключевые направления. М. : Географ. фак. МГУ, 2013. С. 8–71.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОМОРФОЛОГИИ 1.1. Рельеф как важнейшее условие жизни человека Рельеф – та твердая земная поверхность (на суше), на которой обитает человек. Уже поэтому он является не только важнейшим, но и в буквальном смысле жизненно необходимым условием существования человека. К тому же рельеф – важнейший компонент географической оболочки, базис и по верхность взаимодействия всех других ее компонентов, во многом предопре деляющий особенности ее функционирования. Географическая оболочка – среда обитания человека, географическая среда, а значит, рельеф вместе со слагающими его породами (морфолитогенная основа) – важнейшая состав ляющая этой среды. Конкретнее, рельеф является «базовым элементом при роды», отвечающим за распределение тепла и влаги на Земле. Рельеф тесно связан с геологическим строением территории, влияет на макро- и микрокли мат, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность и животный мир, определяя и распределение природных ресурсов (и сам является важ нейшим ресурсом), и хозяйственную деятельность человека прямо либо кос венно – через другие компоненты ландшафта. Данные общие положения проиллюстрируем следующими конкретны ми тезисами. 1. По точному выражению Ф. Энгельса («Анти-Дюринг»), «человек – продукт природы, развившийся в определенной среде и вместе с ней». Дейст вительно, сам вид «человек разумный» – результат длительной эволюции биосферы, но биосфера развивалась не изолированно, а в определенных усло
виях изменяющихся земных оболочек, включая литосферу. В частности, эн догенные процессы создали континентальные площади, на которых расселя лась биота, вышедшая из океана в палеозойскую эру. Таким образом, в ко нечном итоге, человек – и продукт развития литосферы, и ее поверхности – рельефа. 2. Ю.Г. Симонов (2013) полагает, что характер расселения человека в значительной степени коррелирует с особенностями рельефа земной поверх ности, в первую очередь – с макрорельефом. Напомним, что более половины населения Земли живет в «прибрежной» полосе океана – на удалении не бо лее 200 км от береговой линии, а 82% человечества обитает вне горных тер риторий (еще 11% – в пределах низкогорий). Таким образом, 93% человече ства обитает на абсолютных высотах до 1 км. Думается, это – убедительное свидетельство роли рельефа в жизни человека. 3. Геоморфологические процессы способны как увеличивать площадь земельных угодий (эндогенные процессы, некоторые вилы аккумуляции), так и уничтожать реальные или потенциальные территории заселения человеком либо приводить к ухудшению их качества и выведению их из хозяйственного оборота (быстрые склоновые процессы, сели, эрозия почв, карст и др.). 4. На самых ранних этапах формирования человека рельеф во многом определял пути его расселения и миграций по поверхности нашей планеты. На заре человеческой истории изменения рельефа суши при понижении уров ня Мирового океана во время последнего оледенения, обнажение обширных участков шельфа привели к расселению кроманьонцев в Америку, на приле гающие к Евразии острова. В настоящее же время повышающийся уровень океана может привести к значительному сокращению площадей отдельных государств – Нидерландов, Дании, Бангладеш, Тувалу и пр. Для крупных формирований – наций, народов, цивилизаций – рельеф сыграл большую роль на стадии их становления. Человек умелый (Homo Habilis), как считает боль шинство исследователей, распространялся из Северо-Восточной Африки и за
2–2,5 млн лет расселился по Африке и Евразии. Однако препятствиями к рас селению к северу служили ледниковые покровы, а к югу – пустыни. Таким образом, человек палеолита расселялся по Средиземноморью и Юго Западной Азии, предпочитая низкогорные и горные местообитания (Соци ально-экономическая…, 1998): выбиралось «меньшее из зол». Районы освое ния человеком были первоначально приурочены к предгорьям, низкогорьям, часто в карстовых областях. Вероятно, в первую очередь потому, что там бы ло много видов, благоприятных для одомашнивания: козы, овцы, туры и пр., и достаточно плодородные, хотя и небольшие по площади, почвы, а также благоприятные условия для создания укрытий от непогоды, хищников, дру гих людей – пещеры, карнизы, гроты (Игнатьевская – в Челябинской области; Капова – в Башкирии; Атапуэрка – в Испании; Монтеспан, Кроманьон – во Франции и многие другие). Большое разнообразие природных условий и при родных ресурсов на границе крупных геоморфологических комплексов спо собствовало и развитию навыков и языков древнего человека (Социально экономическая…, 1998). Ещё одним примером благоприятных для становле ния цивилизаций форм рельефа являются долины крупных рек (города Меж дуречья в долинах Тигра и Евфрата, Египетские царства в долине Нила). Причины переселения этносов были разными, рельеф не являлся главным фактором, определившим начальное заселение Земли, однако при адаптации к условиям заселения рельеф, безусловно, уже учитывался людьми. Дальней шее расселение человека привело к его распространению по всей планете, но долгое время оставались незаселёнными (а сейчас обычно остаются террито риями с минимальной плотностью населения) высокогорные области, области современного оледенения, места с активным движением песчаных дюн, круп ные болотные комплексы, днища долин крупных рек, страдающих от навод нений, затопляемые побережья морей и др. 5. В более поздние эпохи мегаформы рельефа – горные цепи, крупные речные долины – служили факторами защиты народов от неблагоприятных