Анализ специфических особенностей строения рыхлых отложений локальных морфологических комплексов разного типа. Определение характера, локализации, масштабов проявления эолового, биогенного, антропогенного морфолитогенеза в пойменной части долины Оки.
Аннотация к работе
В геоморфологии традиционно большое внимание уделяется проблемам эволюции речных долин и, в частности, формированию их пойм. Однако и до настоящего времени возникают вопросы, касающиеся особенностей рельефообразования в пойменных частях долин и динамики развития пойменного рельефа в голоцене. В ходе выполненных нами полевых исследований было установлено, что рельеф в пределах суженных и расширенных участков днища долины р. В значительной степени подобная неоднородность, мозаичность геокомплексов актуализирует значимость изучения условий развития рельефа в голоцене и его современного состояния на участках морфолитосистемы днища долины, обособляющихся в процессе ее эволюции как локальные морфологические комплексы поймы (ЛМКП). Анализ особенностей строения толщ рыхлых отложений в пределах ЛМКП различных типов с учетом результатов абсолютного датирования органических остатков и палеопочв, обнаруженных в толще пойменного аллювия, позволил установить время и динамику их формирования.Результатом проявления экзогенных рельефообразующих процессов за голоценовое время в пойме средней Оки стало формирование ЛМК - локальных морфологических комплексов - целостных территориально и генетически униформных сочетаний форм рельефа, сформированных флювиальными процессами при участии других типов морфолитогенеза. Отдельные ЛМК имеют возраст около 10 тыс. лет, более молодые - 3-5 тыс. лет, при этом, судя по датировкам погребенных почв, отсутствовали четкие границы периодов снижения поемности и преобладания зональной модели почвообразования в пределах поймы. Поскольку Ока, смещаясь, уничтожала одни ЛМК, заменяя их более молодыми, картина распространения погребенных почв и их количества постоянно менялась, при этом самые стабильные участки (наложенные ЛМК) сохранили до 4 погребенных горизонтов. Средние скорости пойменного осадконакопления составляют 0,6 - 2,2 мм/год, старичного - от 0,65 мм до 3 мм/год. Скорость накопления пойменного аллювия на прирусловых участках за период 2014-2017 гг составила в среднем 12 мм/год и была наибольшей для половодья 2016 года.
Введение
В геоморфологии традиционно большое внимание уделяется проблемам эволюции речных долин и, в частности, формированию их пойм. Однако и до настоящего времени возникают вопросы, касающиеся особенностей рельефообразования в пойменных частях долин и динамики развития пойменного рельефа в голоцене. Ранее в работах В.А. Кривцова были выделены комплексы рельефа регионального уровня (РМК) и обосновано выделение морфологических комплексов низших рангов. В ходе выполненных нами полевых исследований было установлено, что рельеф в пределах суженных и расширенных участков днища долины р. Оки в ее среднем течении морфологически неоднороден. Неодинаковой является мощность и строение пойменной фации аллювия на тех или иных участках поймы и генезис подстилающих ее отложений. В значительной степени подобная неоднородность, мозаичность геокомплексов актуализирует значимость изучения условий развития рельефа в голоцене и его современного состояния на участках морфолитосистемы днища долины, обособляющихся в процессе ее эволюции как локальные морфологические комплексы поймы (ЛМКП). Анализ особенностей строения толщ рыхлых отложений в пределах ЛМКП различных типов с учетом результатов абсолютного датирования органических остатков и палеопочв, обнаруженных в толще пойменного аллювия, позволил установить время и динамику их формирования. Изучение особенностей проявления и динамики современных рельефообразующих процессов позволяет прогнозировать развитие существующих ЛМКП.
Объект исследования - локальные морфологические комплексы (ЛМК) в пойменной части долины р. Оки в ее среднем течении.
Предмет исследования - особенности строения и формирования рельефа и рыхлых отложений в пределах ЛМК пойменной части и особенности проявления основных типов морфолитогенеза в пределах пойменной части долины Оки в ее среднем течении в голоцене и на современном этапе.
Целью исследования является установление особенностей формирования ЛМК в пойменной части долины р. Оки в ее среднем течении.
Для достижения этой цели потребовалось решить следующие задачи: 1. Определить пространственное соотношение морфологических комплексов пойменного рельефа разных типов.
2. Проанализировать особенности строения рыхлых отложений локальных морфологических комплексов разного типа.
3. Установить абсолютный возраст погребенных почв, маркирующих периоды снижения поемности.
4. Определить современные темпы накопления аллювия.
5. Установить характер, локализацию и масштабы проявления эолового, биогенного и антропогенного морфолитогенеза в пойменной части долины Оки.
Научная новизна: 1. Установлена хронология развития толщи пойменного голоценового аллювия, основанная на данных количественного радиоуглеродного датирования для ряда ключевых участков, не задействованных ранее в палеогеографических реконструкциях.
2. Определены масштабы антропогенного морфолитогенеза и его место среди других рельефообразующих процессов.
3. Разработана методика определения количества половодного наилка за один сезон для разных морфологических частей пойменного рельефа.
4. Установлена динамика накопления пойменного аллювия на ключевых участках за последние 30 лет на основании данных активности техногенного изотопа 137Cs в верхней части аллювиальных почв и педоседиментов.
5. Впервые определено соотношение морфологических типов поймы в среднем течении р. Оки, выделены локальные морфологические комплексы пойменного рельефа, выявлены особенности их формирования.
Вывод
Результаты работы позволяют сформировать следующие выводы: 1. Результатом проявления экзогенных рельефообразующих процессов за голоценовое время в пойме средней Оки стало формирование ЛМК - локальных морфологических комплексов - целостных территориально и генетически униформных сочетаний форм рельефа, сформированных флювиальными процессами при участии других типов морфолитогенеза.
2. Динамика накопления пойменного аллювия на протяжении голоцена была неодинакова не только в различные его временные отрезки, но и на разных участках поймы средней Оки. Отдельные ЛМК имеют возраст около 10 тыс. лет, более молодые - 3-5 тыс. лет, при этом, судя по датировкам погребенных почв, отсутствовали четкие границы периодов снижения поемности и преобладания зональной модели почвообразования в пределах поймы. Развитию одного или нескольких погребенных почвенных горизонтов способствовала достаточная для этого относительная высота конкретного ЛМК, вплоть до высоты отдельных грив. Поскольку Ока, смещаясь, уничтожала одни ЛМК, заменяя их более молодыми, картина распространения погребенных почв и их количества постоянно менялась, при этом самые стабильные участки (наложенные ЛМК) сохранили до 4 погребенных горизонтов. Средние скорости пойменного осадконакопления составляют 0,6 - 2,2 мм/год, старичного - от 0,65 мм до 3 мм/год.
3. Скорость накопления пойменного аллювия на прирусловых участках за период 2014-2017 гг составила в среднем 12 мм/год и была наибольшей для половодья 2016 года. Во время низких половодий весь объем перемещенного материала локализуется в пределах русла, прирусловых отмелей и островов. В среднем на каждой из контрольных точек за 4 года накопилось 48 мм аллювия. Самой масштабной аллювиальная аккумуляция была на ключевых участках «Бараньи рожки» и «Луковский». Динамика старичного осадконакопления характеризуется более медленной скоростью - от 1 до 3 мм/год. Гранулометрический состав наносов зависит, главным образом, от местных условий и особенностей протекания половодья.
4. Метод определения скачка активности 137Cs для установления динамики накопления пойменного аллювия целесообразно применять для форм и элементов форм рельефа, в приповерхностных слоях почв (педоседиментов) которых содержание гумуса достигает не менее 4,5%. При меньшем содержании, вне зависимости от содержания илистой фракции, имеет место некоторая миграция радионуклида на глубину порядка 2-5 см. Наиболее обоснованная интерпретация данных, подкрепленных другими методами, позволяет сделать вывод о седиментации до 1,5 см пойменного аллювия на отдельных гривах и межгривных понижениях за 30 лет.
5. Боковая эрозия осуществляется современной Окой, главным образом, на вогнутых берегах излучин. Обычно этот процесс протекает одновременно с осыпанием и оползанием эрозионных уступов. По усредненным данным, скорость отступания берегов за период настоящих исследований составила 5,4 см/год. Минимальные скорости для одного репера составляет 1-2 см/год, максимальные - до 35 см/год.
6. Антропогенный морфолитогенез за более чем 100 лет привел к преобразованию на изученном участке 28,8 км? площади поймы и останцов надпойменных террас, что повлекло за собой перемещение 63,3 млн. м3 почвогрунтов и строительных материалов. Среди форм морфолитогенеза данного типа наибольший вклад в преобразование морфолитогенной основы по площади вносят селитьба (до 40% всей площади антропогенного морфолитогенеза), а по объему перемещенного материала - строительные карьеры (33% объема всех почвогрунтов).
Список литературы
1. Кривцов В.А., Водорезов А.В., Воробьев А.Ю., Тобратов С.А. Особенности строения и формирования поймы реки Оки в ее Спасском расширении // Вестник Рязанского государственного университета.-2015.-№4/49.-С.153-173.
2. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю., Комаров М.М. Река Ока и некоторые особенности развития рельефа южной части Мещерской низменности в четвертичное время // Вестник Рязанского государственного университета.-2016.-№2/51.-С.180-196.
3. Воробьев А.Ю. Масштабы и проявление антропогенного морфолитогенеза в пойменной части долины среднего течения р. Ока в ее Рязанском расширении // Вестник Рязанского государственного университета.-2017.-№1/54.-С. 185-196.
4. Кривцов В.А., Водорезов А.В., Воробьев А.Ю. Особенности строения и формирования поймы р. Оки в ее Половском сужении // Вестник Рязанского государственного университета.-2017.-№1/54.-С. 172-185.
5. Воробьев А.Ю., Пузаков С.В. Динамика боковой эрозии на вогнутых берегах излучин р. Оки в ее среднем течении в ХІХ-ХХ вв. и на современном этапе.// Вестник Рязанского государственного университета.-2017.-№3/56.-С. 152-161.
6. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю. Особенности пространственной организации и формирования локальных морфологических комплексов в пределах поймы реки Оки на ее рязанском участке // Вестник Рязанского государственного университета.- 2014.-№1/42.- С.141-154.
7. Воробьев А.Ю. Исследование особенностей толщ пойменных рыхлых отложений в долине р. Оки на рязанском участке [Текст]// Современная географическая наука: взгляд молодых ученых. Материалы международной научно-практической конференции в рамках X Большого географического фестиваля студентов и молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения Академика АН СССР, Президента Всесоюзного Географического общества, Героя Социалистического труда А.Ф. Трешникова, 11 апреля 2014 г / Институт Наук о Земле СПБГУ. - Санкт-Петербург, 2015.
8. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю. Экзогенные рельефообразующие процессы в пойменной части долины реки Оки на ее рязанском участке (статья) // Материалы XXXIV Пленума Геоморфологической комиссии РАН: экзогенные рельефообразующие процессы: результаты исследований в России и странах СНГ, Волгоград. -С. 103-107, 2014.
9. Водорезов А. В., Воробьев А. Ю., Кривцов В. А. Методика изучения особенностей проявления и динамики экзогенных геоморфологических процессов в долине р. Оки в ее среднем течении в позднем плейстоцене и голоцене // Материалы XXXV Пленума Геоморфологической комиссии РАН. - С. 339-343, 2016.
10. Кривцов В.А., Водорезов А.В., Воробьев А.Ю. Пространственная организация современных экзогенных рельефообразующих процессов и прогноз неблагоприятных и опасных явлений на территории Рязанской области// Материалы всероссийской конференции «VII Щукинские чтения: геоморфологические ресурсы и геоморфологическая безопасность: от теории к практике». -С. 122-125, 2015.
11. Водорезов А.В., Кривцов В.А., Воробьев А.Ю., Фионина Е.А. Антропогенная трансформация ландшафтов поймы Оки в ее среднем течении и биоразнообразие // Волгоград: Изд-во ВОЛГУ.-С.189-192, 2015.
12. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю. Условия формирования и особенности развития надпойменных террас в долине Оки в ее среднем течении и современные рельефообразующие процессы в их пределах // Вестник Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина,2015.№2/47.-С.102-116
13. Воробьев А.Ю., Кадыров А.С. Особенности накопления радионуклидов 137Cs в почвах поймы р. Оки на сегментно-гривистых и параллельно-гривистых участках. Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина: вековая история как фундамент дальнейшего развития (100-летнему юбилею РГУ имени С.А. Есенина посвящается): материалы научно-практической конференции преподавателей РГУ имени С.А. Есенина по итогам 2014/15 учебного года / отв. ред. М.Н. Махмудов; Ряз. гос. ун-т имени С.А. Есенина. - Рязань.-С.268-273, 2015.
14. Кривцов В.А., Воробьев А.Ю., Пузаков С.В. Применение метода ковриков-ловушек для определения динамики накопления современного аллювия на рязанском участке среднего течения р. Оки // Вестник Волгоградского Государственного Университета, Серия 11 Естественные науки №4 (14). -С. 30-39, 2015.
15. Водорезов А.В., Воробьев А.Ю., Кривцов В.А. Особенности проявления и динамики экзогенных геоморфологических процессов в долине р. Оки в ее среднем течении в позднем плейстоцене и голоцене // Материалы XXXV Пленума Геоморфологической комиссии РАН. -С.139-143, 2016.
16. Воробьев А.Ю. Исследование пойменных отложений сегментно-гривистой и выровненной поймы р. Оки на участке Кальное // Аспирантский вестник Рязанского Государственного Университета имени С.А. Есенина. 27-28.-С. 3-7. 2016.
17. Воробьев А.Ю. Отступание берегов русла р. Оки как опасный процесс для хозяйственного и рекреационного использования поймы // Материалы междунар. науч.-практ. конф., Саранск, 12-13 окт. 2017 г. : в 2 т. / редкол.: С.М. Вдовин (отв. ред.) [и др.]. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2017. - С. 388-392.
18. Воробьев А.Ю., Кривцов В.А. Локальные морфологические комплексы в пойменной части долины р. Оки в ее среднем течении // «Вопросы региональной географии и геоэкологии». Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Вопросы региональной географии, геоэкологии и биогеографии», 22-23 ноября.- Рязань, 2017. С.36-47.