Экология береговой зоны

1. Берега. (Природа мира). П.А. Каплин, О.К. Леонтьев, С.А. Лукьянова, Л.Г.Никифоров. М.; Мысль, 1991. 479 с.

2. Зенкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М Наука, 1962. 710 с.

Мы будем изучать объекты и предметы курса «Экология береговой зоны», познакомимся с исторической справкой формирования данной науки, в процессе обучения мы сформируем представления об основных понятиях данного курса. Рассмотрим береговую зону как сложную систему, состоящую из самоуправляющих элементов, находящихся в ней в непрерывном взаимодействии друг с другом и другими системами, и обладающую рядом свойств, таких как иерархичность, эмерджентность, структурность. Рассмотрим гидродинамические и аэродинамические, литодинамичекие процессы, происходящие в береговой зоне, химические и биологические особенности составляющих данного компонента природы, а также возможные экологические проблемы, возникающие в процессе освоения и использования прибрежных районов.

Модуль I. Береговая зона: исходные представления, определения, термины. Концептуальная основа учения о береговой зоне

Комплексная цель: Формирование компетенций об «Экологии береговой зоны» как науке, ее цели, задачи, понятийном аппарате дисциплины, принципах системного познания мира.

Краткое изложение программного материала.

Задание:

Тесты рубежного контроля.

Рекомендуемая литература:

Основная:

Дополнительная:

Лекция 1. Экология береговой зоны как частная географическая наука. Объект и предмет экологии береговой зоны

Изучение береговых зон – задача весьма сложная. Эта задача может решаться лишь при высоком уровне изучения природных явлений, в том числе и таких динамичных комплексов, как морские берега, развитие которых протекает при исключительно сложном взаимодействии разнообразных процессов. В пределах береговой зоны океанов, морей и крупных замкнутых водоемов осуществляется взаимодействие четырех геосфер: гидросферы, литосферы, атмосферы и биосферы. Здесь происходят разнообразные и мощные процессы преобразования вещества литосферы и энергии волн.

К основным процессам относятся:

1. Процессы трансформации энергии и движения водных масс в зоне деформации волн и развитие этих процессов по мере изменения конфигурации дна и очертаний берегов водоема.

2. Процессы перемещения наносов и отложений, изменения их состава.

3. Развитие рельефа береговой зоны – разрушение коренных пород и образование обломочного материала, возникновение аккумулятивных форм рельефа берега и дна: аккумулятивные морские террасы вдоль уреза воды, береговые бары – надводная полоса наносов, окаймляющая часть суши на некотором расстоянии от берег, отгораживая собой длинную акваторию лагуны, гористая часть суши – клифы, от подножия под воду полого наклоненная поверхность коренного дна – бенч.

На протяжении многих веков человечество использовало прибрежные районы для строительства жилья, прибрежной навигация и рыболовства. В последние десятилетия береговая зона подвергается все более усиливающемуся «давлению» со стороны человека, интенсивному хозяйственному освоению. Оказалось, что ряд полезных ископаемых, прежде всего строительные материалы, имеют самое непосредственное отношение к морским берегам. В последние годы интерес к ним возрос также в связи с искусственным разведением различных морских организмов. Развитие судоходства требует создания новых портов. Кроме того, весьма выгодно размещать различные промышленные предприятия на морских берегах, в непосредственной близости от морских портов, поскольку перевозки по воде остаются наиболее дешевыми и массовыми. Огромное развитие «индустрии отдыха» также усиливает воздействие человека на природу береговой зоны.

В результате почти ста лет изучения морфологии и динамики берегов морей и океанов в СССР и за рубежом в пределах гидрологии возникла самостоятельная научная отрасль – учение о береговой зоне. Основы его были заложены еще американским ученым Д. Джонсоном (1919), но в разработке этого учения в его современном виде основная заслуга принадлежит советским исследователям, и прежде всего В.П. Зенковичу, автору крупнейшей монографии по этой проблеме – «Основы учения о развитии морских берегов» (1962). В последующие годы по общей морфологии и динамике морских берегов появился ряд других монографий (Леонтьев О.К., Никифоров Л.Г., Сафьянов Г.Л. Геоморфология морских берегов), посвященных рассмотрению общих проблем, описанию процессов и форм, а также несколько справочных изданий (Шепард Ф. Морская геология). Коллективная работа «Природа мира. Берега» представляет собой современную сводку по региональной геоморфологии берегов мира.

Объектом изучения учения о береговой зоне являются береговая линия, берег, береговая зона. Предмет исследования – их экологическое состояние.

Экология – наука о взаимоотношениях организмов и их сообществ с окружающей средой, круговороте веществ и потоках энергии (биология). Геоэкология – направление на стыке географии и экологии, которое исследует естественное (природное) окружение человека не в его первозданном виде, а в том виде, в котором оно существует в настоящее время, т.е. с учетом воздействия деятельности человека на географическую оболочку (география).

Береговая линия. Границей Мирового океана наряду с границей омываемых им материков и островов – является береговая линия.

Понятия «береговая линия» имеют сложную и иногда противоречивую трактовку, предложенную различными учеными. Простейшее определение звучит так: береговая линия представляет собой линию пересечения поверхности суши с поверхностью океана (моря). Пи этом возникает вопрос, на какой отметки находится уровень океана? Ведь известно, что уровень океана непостоянен. Он меняется год от года; но может неоднократно меняться и в течение суток. Известно, например, что уровень Мирового океана за последние 300 лет неоднократно испытывал многолетние повышения и понижения в пределах 3–4 см на общем фоне слабого неуклонного повышения примерно на 1 мм в год. В период между 1924 и 1948 гг. скорость повышения уровня достигала 3 мм в год, затем несколько снизилась

Кратковременные, в том числе суточные колебания уровня еще более значительны. Они определяются прежде всего приливо-отливными и сгонно-нагонными явлениями. Каковы масштабы этих колебаний? Как известно, высота приливов (отливов) меняется в течение месяца. При этом максимальная высота приливов (так называемые сизигийные приливы) может достигать 18 м (залив Фанди) и на значительной части побережья Мирового океана составляет 1-2 м. При длительных ветрах с моря происходит перемещение к берегу огромных масс воды, а при противоположных ветрах – перемещение воды от берега в море, и при этом уровень моря (океана) также может изменяться на несколько метров. Наконец, морское волнение также создает нагон воды к берегу и, следовательно, обусловливает изменение уровенной поверхности в море или океане.

Таким образом, при попытке определения понятия «береговая линия», которое является совершенно необходимым, поскольку это уровень отсчета, к которому привязаны многие другие важные понятия, мы сталкиваемся с заметными трудностями. Их можно избежать, если сначала дать определение «урез воды». Согласно справочнику «Морская геоморфология» «урез воды – линия пересечения берегового подводного склона с поверхностью моря при отсутствии волнения». К этому надо было бы добавить – и приливов (отливов) и нагонов (сгонов) в данный момент. В этом случае береговая линия – среднемноголетнее положение уреза воды. Это и есть та линия, которая на мелкомасштабных географических картах отделяет океаны и моря от материков и островов.

Берег – это полоса земной поверхности, прилегающая к береговой линии со стороны суши и, если не учитывать прилив или нагон, ограниченная с этой стороны некоторой линией, отмечающей максимальное распространение потока воды, образующегося при разрушении морских волн, – прибойного потока. Приливы и нагоны, отодвигая эту границу в сторону суши, расширяют зоны берега, а отливы и сгоны сужают ее. В общем считают, что берег – это прилегающая к береговой линии полоса земной поверхности, периодически осушаемая или заливаемая и при данном морском уровне постоянно испытывающая воздействие волнения прибойного потока, приливов-отливов и сгонов-нагонов.

На неприливных морских водоемах с морской стороны к береговой линии примыкает полоса морского дна, которая при данном среднем уровне моря подвержена воздействию морского волнения, являющегося ведущим фактором динамики рельефа в пограничной полосе, располагающейся между сушей и открытым морем. Эта полоса морского дна называется подводным береговым склоном.

Совокупность берега и подводного берегового склона образует береговую зону. Это – зона современного постоянного взаимодействия суши и моря, одна из важнейших и наиболее ярко выраженных «контактных» зон в океане. Она представляет собой основной объект геоморфологии морских берегов – отрасли геоморфологии, изучающей формы рельефа земной поверхности, динамические процессы и отложения береговой зоны.

В научной литературе нередко для краткости вместо термина «береговая зона» употребляется термин «берег». Таким образом, термин «берег» имеет двойное значение:

1. более узкое, обозначающее надводную и «земноводную» части береговой зоны»;

2. более широкое, соответствующее понятию «береговая зона».

Г.А. Сафьянов совершенно прав, предлагая расширить понятие «береговая зона» путем включения в нее и прибрежных вод, контактирующих с подводным береговым склоном и берегом. согласно его учения, береговая зона – это определенное трехмерное пространство, включающее в поверхность моря и водную толщу, и дно; это пространство ограничено с одной стороны береговой линией, а с другой – створом, соответствующим нижней границе зоны активного воздействия волнения на морское дно.

Термин побережье применим к более широкой полосе суши, на которой сохранились формы рельефа, созданные морскими процессами при древних высоких уровнях.

В последнее время в научной литературе появилась тенденция к замене термина «береговая зона» терминами «верхняя часть шельфа», «прибрежно-шельфовая зона» и т.д. Не говоря уже о неудобстве таких терминов и полном отсутствии мотивировки отказа от вполне четких и установившихся понятий «берег», «береговая зона», использование названных терминов неверно по существу. Шельф – это часть дна моря или океана, а речь идет о береговой зоне, которая, как мы видели выше, включает в себя и дно, и водную толщу, и поверхность воды.

В целом береговая зона состоит из трех элементов:

1. Мелководная часть морского дна, рельеф которой создан волнами при данном морском уровне, называется подводным береговым склоном. Его верхняя граница является береговой линией.

2. Берег – полоса суши, на которой имеются формы рельефа, созданные морскими водоемами при данном среднем уровне.

3. Граница берега и подводного склона является четкой в тихую погоду. При прибое волны накатывают на берег и обнажают часть морского дна при отбое. Эта зона называется прибойной. За счет приливно-отливной деятельности здесь создаются особые накопления – пляж, который занимает часть берега и подводного склона.

Методы исследования:

1. Теоретический – теоретические исследования в области гидродинамики и литодинамики. Построение схем развития берегов, обобщение данных, полученных от других методов.

2. Сравнительно-географический – сбор и сопоставление данных по изучению строения, динамики берегов.

3. Метод экспедиционных и стационарных исследований, к последнему относится изучение гидродинамики наносов и изменения рельефа в природных при длительных точных наблюдениях на определенных участках.

4. Экспериментальный – воспроизведение явлений деформации волн и т.д.

5. Космическая съемка.

6. системный анализ.