Методичекие указания к выполнению практичечких работ по ландшафтоведению

11

Холм - возвышенность округлых очертаний, до 200 м относительной высоты, с округлым основанием и склонами на стороны. Элементы водосбора: водоразделы, склоны и гидрографическая сеть.

Крутизна склонов. Для решения различных практических задач существует несколько классификаций склонов по этому параметру.

При геолого-геоморфологических работах, например, склоны по крутизне делят на крутые (более 350), средней крутизны (35-150), отлогие (15- 50) и очень отлогие (5-20).

В почвоведении (земледелии) различают пологие (1,0-3,00), покатые

(3,1-5,00), сильно покатые (5,1-8,00) и крутые (>80) склоны.

Крутизну склонов на топографической карте можно измерить по специальной шкале заложений или с достаточной точностью определить по расстоянию между горизонталями (т.е. по заложению горизонталей). На отечественных топографических картах любого масштаба при стандартной высоте сечения (она равна 0,02 величина масштаба карты), при крутизне склона 10 заложение горизонталей составляет примерно 11 мм, а при 100 – около 1 мм.

Приближенно можно считать, что в этом интервале заложение горизонталей обратно пропорционально крутизне склона – во сколько раз заложение меньше 1 см, во столько раз крутизна склона больше 10.

От крутизны склона зависят многие свойства почвы (рис. 3). Конечно, при этом оказывают влияние и другие особенности почвы, например, их химический состав.

Рис. 3. Зависимость содержания гумуса, азота, алевритовых и глинистых частиц от крутизны склона (для выпуклых и прямых склонов)

12

Для кислых почв рН уменьшается на более наклонных поверхностях, а для известковых почв зависимость противоположная (рис.2.4).

Рис. 4. Зависимость величины рН от крутизны склона для кислых (А) и известковых почв (Б)

С увеличением крутизны смыв почвы увеличивается. Степень его возрастания (рис. 5) зависит от разнообразного сочетания многих факторов (количества и интенсивности осадков, характера и состояния почвенного и растительного покрова, агротехники возделываемых культур и др.). Показатель степени (а) в формуле может принимать значения 1,5; 2 и более.

Длина склона также оказывает большое влияние на проявление эро-

зии (рис. 5). Различают длинные склоны (>500 м), средней длины (500-

50 м) и короткие (<50м). Чем длиннее склон, тем больше объем поверхностного стока, скорость течения и толщина слоя воды. Влияние длины склона на смыв почвы зависит от многих факторов, и оно проявляется по разному – показатель степени (b) может сильно колебаться, принимая зна-

чения 0,5; 0,8; 1,5 и более.

А Б Рис.5. Зависимость эрозии от крутизны (А) и длины (Б) склона.

Е – эрозия на единицу площади склона; J - крутизна склона;

L - длина склона

13

Смыв почвы при нарастании длины склона резко усиливается при интенсивных осадках. Но если осадки выпадают малым слоем и если почвы обладают высокой водопроницаемостью, то поверхностный сток и эрозия могут и не увеличиваться. Длина склонов, следовательно, обуславливает и степень увлажнения склоновых земель.

Форма склона, его продольный и поперечный профиль, также влияют на интенсивность эрозии почвы. Профили склона как в продольном, так и поперечном направлениях бывают прямые, выпуклые и вогнутые (рис. 6). Характер воздействия продольных и поперечных профилей на сток и смыв различается.

На продольно-прямых склонах (рис. 6.3) процессы эрозии усиливаются к их основаниям. Разрушительная сила воды нарастает постепенно. Значительный смыв проявляется приблизительно от середины склона. На продольно-выпуклых склонах (рис. 6.1) эрозия больше проявляется в нижней части, где наибольшая крутизна. На продольно-вогнутых склонах (рис. 6.2) эрозия сильнее выражена в верхней, более крутой части. Книзу она уменьшается, и даже происходит аккумуляция смытой почвы. В литературе приводятся следующие относительные коэффициенты эрозионной опасности продольных профилей:

-прямой - 1;

-выпуклый - от 1,25 до 1,5;

-вогнутый - от 0,5 до 0,75.

Поперечные профили склонов определяют типы водосборов: прямые, собирающие и рассеивающие сток воды (рис. 6.4, 6.5). Их относительная эрозионная опасность приближенно принята следующей: попе-

речно-прямой профиль склона — 1, поперечно-выпуклый (рассеиваю-

щий водосбор) — 0,8, поперечно-вогнутый (собирающий водосбор) —

1,2.

Поперечные профили склонов оказывают большое влияние на противоэрозионную организацию территории.

Рис. 6. Склоны разной формы в продольном и поперечном профиле: 1- продольно-выпуклый; 2-продольно-вогнутый; 3- продольно прямой;

4-поперечно-вогнутый (собирающий); 5-поперечно-выпуклый (рассеивающий)

14

Экспозиция склона, т.е. их ориентировка относительно стран света, влияет на микроклимат, растительность, содержание влаги в почве.

На склонах северных и западных экспозиций мощность снежного покрова, запас воды в снеге перед снеготаянием, слой стока, коэффициент стока и накопление воды в почве после снеготаяния характеризуются более высокими значениями, чем на склонах южных и восточных экспозиций. Практически такая же тенденция наблюдается и в отношении урожайности сельскохозяйственных культур. А отношение испаряемости со склонов (крутизной 50) к испаряемости на ровном месте, относительные показатели интенсивности весеннего смыва почв, наличие площадей смытых и размытых земель на южных экспозициях больше, чем на северных. Различия между склонами восточных и западных экспозиций выражены слабее.

На склонах южных экспозиций эрозия нередко бывает больше и от выпадения сильных дождей. Это обусловливается сравнительно худшими физико-химическими свойствами почв и меньшей почвозащитной ролью растительности.

Ориентация склонов и их крутизна оказывают существенное влияние на температуру почвы. Весной, летом и осенью южные склоны днем теплее, а северные заметно холоднее открытого ровного места, причем микроклиматические различия возрастают с увеличением крутизны склонов

(табл. 1).

Наибольшие различия наблюдаются весной и осенью, а летом они меньше. Это обусловлено распределением прямой солнечной радиации и радиационного баланса на склонах различной ориентации и крутизны.

Западные склоны получают от Солнца такое же количество тепла, как и восточные. Однако при прочих равных условиях западные склоны несколько теплее, так как на восточных склонах часть тепла затрачивается утром на испарение росы с поверхности почвы и растений, тогда как на западных склонах, освещаемых Солнцем после полудня, росы уже нет.

Таблица 1 Дневная температура (°С) деятельной поверхности в Московской

области на ровном месте, северном и южном склонах разной крутизны

15

Наличие растительного покрова на поверхности почвы оказывает заметное влияние на ее тепловой режим. Растительный покров затеняет земную поверхность, в результате чего почва в дневные часы под действием солнечной радиации нагревается меньше. В ночные часы растительный покров уменьшает охлаждение поверхности почвы, задерживая тепло, отдаваемое излучением. В целом почва под растительным покровом летом холоднее, чем оголенная. Кроме того, при наличии растительного покрова отмечают увеличение затрат поступающего тепла на испарение воды, а следовательно, уменьшение влажности почвы и, как следствие этого, уменьшение теплоемкости и теплопроводности почвы.

Определить экспозицию склона по топографической карте сравнительно легко. На стандартных топографических картах ее верхняя рамка обращена на север, соответственно нижняя сторона – на юг, левая – на запад, правая – на восток (рис. 7А). Соответственно, склоны, имеющие наклон в сторону верхней границы рамки, будут иметь северную экспозицию, влево - западную и т.д. При этом склоном, например, северной экспозиции считаются не только склоны, ориентированные строго на север, но имеющие наклон в пределах сектора ограниченного азимутами СЗ 3150 – СВ 450. Аналогично обстоит дело со склонами южной, западной и восточной экспозиции (рис. 7Б).

А Б Рис. 7. Ориентировка стандартного листа топографической карты (А)

и азимуты, ограничивающие склоны различной экспозиции (Б)

Для определения экспозиции необходимо провести линии (стрелку) от бровки до подошвы склона, направленную вниз по наклону склона. Эту линию следует проводить перпендикулярно основному направлению горизонталей, а также бровке и подошве склона (рис. 8). Можно также провести на склоне только линии, ограничивающие склоны определенной ориентировки, а соответствующие секторы закрасить разными цветами (рис. 9). При этом можно объединить склоны северной и восточной экспозиции в одну группу, а южной и западной в другую (рис. 10).

16

Рис. 8. Проведение линий от бровки до подошвы склона для определения экспозиции склонов.

Рис. 9. Склоны холма различной экспозиции:

1 – северной; 2- восточной; 3 – южной; 4 – западной

17

Рис. 10. Склоны холма различной экспозиции:

1 - северной и восточной; 2- южной и западной

Раздел 2. Классификация склонов и характеристика субгоризонтальных поверхностей

Классификация. Развитие эрозии в значительной степени зависит от хозяйственной деятельности человека, среди которых: неправильно установленная специализация хозяйства, расположение границ землепользований и всех других линейных элементов без учета рельефа, распашка эрозионноопасных земель, определение состава культур без учета подверженности почв эрозии, обработка полей и проведение агротехнических мероприятий по возделыванию сельскохозяйственных культур без учета рельефа, бессистемное использование пастбищ, несоблюдение комплекса лесомелиоративных, гидротехнических и агротехнических противоэрозионных мероприятий.

Для противоэрозионного проектирования используют приведенную на рис. 12 классификацию склонов по типам, подтипам и видам.

Каждый тип представляет собой определённый водосбор – прямой, рассеивающий, собирающий (рис. 13). Эти водосборы имеют разную эрозионную опасность.

Способность почвы противостоять смыву и размыву определяет её противоэрозионную устойчивость. Она зависит от физико-химических, водно-физических свойств и механического состава. Среди физикохимических свойств важнейшие – содержание гумуса и состав поглощенного комплекса. Поэтому наиболее устойчивыми являются черноземы (значение коэффициента податливости - 1), а менее устойчивые светлосерые лесные, дерново-подзолистые (коэффициент податливости - 1,23). Существенно влияет на развитие процессов эрозии водопроницаемость почв.

18

Рис. 12. Классификация склонов для противоэрозионного проектирования

Рис. 13. Графическое изображение склонов по подразделениям классификации: А, Б, В, - виды склонов (продольные профили)

19

ВИДЫ склонов выделяют по форме продольного профиля (рис. 12). РАЗНОВИДНОСТИ склонов имеют разный характер поверхности:

а) ровные, б) бугристые, в) микроложбинные, г) – макроложбинные (рис. 13).

Характеристика субгоризонтальных поверхностей.

Водораздельные поверхности осложнены такими формами рельефа, как котловины, западины (блюдца), ложбины стока, седловины, озовые гряды и холмы. На плоских территориях часто встречаются замкнутые понижения различной формы и размера. Они играют роль локальных водосборов в естественных условиях и создают значительные трудности при сельскохозяйственном использовании этих участков. Возможности использования таких участков в некоторой степени ограничены, что связано с эколого-гидрологической ролью понижений в ландшафтах.

При проведении землеустройства пользуются характерными линиями рельефа (рис. 14).

Рис. 14. Изображение линий рельефа на карте при землеустройстве При составлении характеристики склонов используют геоморфологи-

ческую карту и её легенду (условные обозначению) (рис. 15) Все характе-

20

ристики склонов и поверхностей представлены индексами. Так например ВС обозначается водораздельный склон, а РС - склон речной долины. При этом:

а) цифрами обозначена крутизна склонов: ВС1(РС1) – пологий склон (крутизна 1,0-3,00); ВС2(РС2) - покатый склон (крутизна 3,1-5,00);

ВС3(РС3) - сильно покатый склон (крутизна 5,1-8,00); ВС4(РС4) - крутой склон (крутизна более 80);

б) буквой обозначена форма склонов в поперечном профиле: ВСп(РСп) – прямой склон ВСк(РСк) – выпуклый склон ВСн(РСн) – вогнутый склон

Следовательно, индекс ВСК3 означает «сильно покатый водо-

раздельный склон, выпуклый в поперечном профиле».

Раздел 3. Морфологическая структура агроландшафтов

Определение природного ландшафта по В.И. Кирюшину: гео-

система наименьшей региональной размерности, состоящая из взаимосвязанных генетически и функционально локальных геосистем, сформировавшихся на единой морфоструктуре в условиях местного климата.

В соответствии с ГОСТом 17.87.1.02.88 сельскохозяйственным ландшафтом называется ландшафт, используемый для целей сель - скохозяйственного производства, формирующийся и функционирующий под его влиянием.

Определение сельскохозяйственного ландшафта по В.И. Кирюшину: антропогенно-природный ландшафт, обусловленный сельскохозяйственной деятельностью, в котором природная основа сочетается с производственной и социальной инфраструктурой (культурный, акультурный, в том числе деградированный). Данную категорию правильнее определять как природно -сельскохозяйственный ландшафт.

В целях формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия используется понятие агроландшафта, который следует рассматривать как целенаправленно детерминированную категорию, как геосистему, преломленную через призму экологических требований сельскохозяйственных культур, условий их возделывания, потребностей животных и человека.

Кроме того, ароландшафтом является геосистема, выделяемая по совокупности ведущих агроэкологических факторов (определяющих применение тех или иных систем земледелия), функционирование которой происходит в пределах единой цепи миграции вещества и энергии. Аг-