IV. Водные антропогенные ландшафты
III. Промышленные ландшафты.
Промышленные ландшафты образуются при добыче полезных ископаемых, строительстве каналов, дамб, дорог, трубопроводов, планировке строительных площадок человечество ежегодно перемещает около 6 тыс. км 3 земли. Различают следующие их подклассы:
Карьерно-отвальный подкласс ландшафта.
В местах добычи полезных ископаемых открытым способом возникают своеобразные антропогенные комплексы — карьеры с отвалами (внутренними и внешними). Сюда входят и терриконники, которые хотя и являются отвальными комплексами, но возникают не при открытой, а при подземной добыче полезных ископаемых. Площадь карьерно-отвальных ландшафтов только на территории России измеряется сотнями тысяч гектаров.
Карьерно-отвальные комплексы — образец глубочайшего воздействия человека на ландшафтную сферу Земли. Здесь происходит полная трансформация не только растительности и почв, но и рельефа, и геологического строения, грунтовых и подземных вод. В карьерах, как отрицательных формах рельефа с нарушенной растительностью, формируется особый микроклимат. Глубина карьеров колеблется от нескольких метров до 500 м и глубже, ширина карьерного поля может достигать 5 км. Ежегодно на поверхность выбрасываются миллиарды кубических метров породы. Только при подготовке Михайловского и Лебединского карьеров в районе КМА было снято 170 млн. м 3 горной породы. Для осушения этих карьеров ежегодно откачивается до 120 тыс. м 3 воды, что вызывает изменение уровня и режима подземных вод в окружающих природных комплексах.
Карьерно-отвальные ландшафты являются характерными для многих горнорудных районов Урала, Кузбасса, Донбасса, КМА, Хибин и др. Ландшафты их во многом определяются двумя факторами — составом отвалов и глубиной залегания грунтовых вод. С химико-минералогическим и механическим составом пород отвалов связаны процессы естественного зарастания и возможности их биологической рекультивации, а глубокое залегание или близость грунтовых вод вызывают формирование ландшафтов
Подкласс ландшафта торфяно-болотных пустошей.
Особый подкласс промышленных ландшафтов образуют торфяно-болотные пустоши. Они возникают на месте разработок торфа. Площадь их очень велика. Только на территории РСФСР в середине 60-х годов торфяно-болотные пустоши составляли более 300 тыс. га.
К водным антропогенным ландшафтам относятся водохранилища и пруды. От озер водохранилища отличаются прежде всего генезисом.
Точных разграничительных критериев между водохранилищами и прудами не существует. К водохранилищам относят водоемы с регулируемой полезной емкостью более 1 млн. м 3 . Таких водохранилищ (эксплуатируемых и строящихся) к началу 60-х годов во всех странах мира было около 5000 с суммарной полезной емкостью, близкой к 2047 км 3 (Фортунатов, 1963). К 1970 г. количество водохранилищ близко к 6000 (Фортунатов, 1970).
В СССР к началу 1970 г. выявлено 921 действующее водохранилище, из них объемом свыше 50 млн. м 3 186, от 10 до 50 млн. м 3 — 206 и от 1 до 10 млн. м 3 — 529 (Левит и др., 1970). Общее число водохранилищ и прудов в СССР к началу 70-х годов превысило 120 тыс., из них водохранилищ с площадью зеркала не менее 10 км 2 было немногим более 120 (Вендров, 1970). По подсчетам А. Г. Авакяна (1968), площадь водного зеркала водохранилищ ГЭС в СССР составляет 118296 км 2 , их полезный объем — 449,8км 3 ; через 30 — 40 лет площадь водохранилищ возрастет до 246426 км 2 и будет примерно равна площади водного зеркала всех озер страны (без Каспийского и Аральского морей).
Роль и значение водохранилищ в структуре ландшафтной сферы Земли с каждым годом возрастает, что определяется растущими запросами человечества в воде. Назначение и хозяйственное использование водохранилищ настолько разнообразное, что возникает необходимость их типизации по этому признаку. По значению и хозяйственному использованию различают следующие основные типы водохранилищ:
1) обслуживающие водоснабжение;
2) обслуживающие потребности сельского хозяйства;
3) созданные для выработки электроэнергии;
4) обслуживающие водный транспорт и лесосплав;
5) созданные для защиты от наводнения;
6) созданные для рыбного хозяйства;
7) обслуживающие рекреационные потребности населения (М. А. Фортунатов, 1970).
Есть у водохранилищ существенная особенность, отличающая их развитие от развития от озер. Это высокая годовая и внутригодовая амплитуда уровней водохранилищ, значительно превосходящая таковую у озер.
Колебания уровня приводят к формированию у водохранилищ широкой зоны временного затопления и осушения, достигающей площади в несколько тысяч квадратных километров. На ее территории возникают своеобразные земноводные ландшафты, обладающие повышенной динамичностью всех своих компонентов.
Из подклассов ландшафта хорошо выражены два — мелководных и глубоководных ландшафтов.
Мелководный подкласс ландшафта.
В качестве нижней границы мелководных ландшафтов большинство авторов принимает глубину 2 м при НПГ. Граница эта чисто гидродинамическая — до глубины 2 м волны активно взаимодействуют с дном. С ландшафтной точки зрения более важной представляется нижний предел распространения макрофитов. При его определении эталоном могут служить установленные для зарастающих озер пояса растительности.
В. Н. Сукачев в зарастающем озере установил 6 зон растительности: 1) мелководная зона, 2) зона камышей, 3) зона водяных лилий, 4) зона широколистных рдестов, 5) зона макрофитов, 6) зона микрофитов. К зоне макрофитов он относил крупные, частично споровые, но главным образом цветковые растения.
Глубоководный подкласс ландшафта охватывает акватории водохранилищ с глубинами более 5 м. В прудах этот подкласс ландшафта встречается редко, a на равнинных водохранилищах занимает небольшую площадь.
Глубоководья характеризуются заилением дна тонкозернистыми наносами. Помимо отсутствия макрофитов глубоководный тип ландшафта отличается от мелководного количественным и качественным составом фито- и зоопланктона, бентоса, ихтиофауны.
| | | следующая лекция ==> | |
| II. Селитебные ландшафты | | | Полиакрилонитрилді алатын шикізат |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
studopedia.su — Студопедия (2013 — 2023) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.008 сек. —>
3.3 Горнопромышленные ландшафты
Являются ярким примером комплексов, созданных руками человека. Образование горнопромышленных ландшафтов связано с разработкой полезных ископаемых. Наиболее важные — добыча калийных и каменных солей, торфа. При их добыче возникают ландшафты, отличные друг от друга своей структурой, зоной влияния на окружающие ПТК и относящиеся к различным подклассам.
Подкласс шахтно-отвальных ландшафтов формируется в местах добычи и переработки калийных и каменных солей. На базе Старобинского месторождения созданы и работают 4 рудоуправления «Беларуськалий». Добыча руды производится шахтным способом. Отходы производства складируются на поверхности. Под отходы отчуждаются сельскохозяйственные земли. В радиусе рудоуправлений наблюдаются
процессы засоления почв и грунтовых вод. В результате выработки полезных горизонтов площадь около 5 тыс. га подвергается угрозе подтопления и заболачивания.
Нефтепромышленные ландшафты возникли в местах добычи нефти и попутного газа в северной части Припятской впадины. Глубина залегания продуктивных пластов от 0,9 км (Речицкое месторождение) до 3,8 км (Южно-Осташковичское). Характерными чертами нефтепромышленных ландшафтов являются высокая степень насыщенности их техническими сооружениями, а также загрязнение и засоление почв.
Наиболее широко распространен подкласс карьерно-отвальных ландшафтов, формирующихся в местах разработки открытым способом сырья для строительных материалов. Оно содержится в четвертичных отложениях и связано с ресурсами природных ландшафтов. Строительные материалы — это легкоплавкие глины и суглинки, песчано-гравийно-галечные материалы, цементное, известковое сырье. Карьерно-отвальные ландшафты встречаются практически во всех ПТК. Отработанные карьеры нуждаются в рекультивации, часть их них рекультивирована.
Типичен для Беларуси подкласс торфяно-промышленных ландшафтов, наиболее крупные участки которых тяготеют к Полесской низменности.
Торф широко используется в сельском хозяйстве, химической промышленности. Добыча торфа производится на промышленной основе с применением большого количества техники. После отработки торфяные площади почти повсеместно рекультивируются и передаются в сельскохозяйственное использование.
3.4 Водохозяйственные ландшафты
В качестве наиболее типичных подклассов водохозяйственных ландшафтов выступают водохранилища и пруды. Водохранилища создают для обводнения и орошения земель, улучшения водного режима рек в летний сезон, водоснабжения сельскохозяйственных и промышленных предприятий. Наиболее значительные объемы зарегулированного речного стока приходятся на бассейны Западной Двины, Немана, Припяти.Они приурочены к нерасчлененным комплексам речных долин.
Водохранилища как регулируемые системы нуждаются в постоянном контроле и уходе.
Важные народнохозяйственные функции выполняют пруды. Пруды используются в рыбохозяйственных, реакреционных и других целях.
В природном отношении пруды приурочены к микро- и мезопонижениям рельефа — западинам, ложбинам, балкам, старицам. Они могут встречаться в любом природном ландшафте.
Широко и повсеместно распространены озера. Подавляющее большинство озер расположено в пределах Белорусского Поозерья. Наиболее интенсивно в рекреационных и рыбохозяйственных целях используются самые крупные озера — Нарочь, Освейское, Дривяты.
Реки — источники водоснабжения, орошения, водоприемники осушительных систем. Все виды использования рек сопровождаются изменением свойств и качества речных вод, их загрязнением.
5.4.1.Горнопромышленные ландшафты.
Добыча любого полезного ископаемого — это серьезное вмешательство в природу, и один из мощных видов техногенеза. В местах добычи полезных ископаемых происходит почти полное уничтожение природных ландшафтов на месте которых возникают скважины, шахты, карьеры, отвалы, отходы первичного обогащения руд, угольные терриконы, транспортные магистрали и т.д. и формируются особые ландшафтно — геохимические системы – горонопромышленные ландшафты. Горнопромышленные ландшафты неоднородны. В них выделяют 4 функциональные зоны:
первая зона – шахтно-карьерно-отвальная, приуроченная непосредственно к участку добычи полезных ископаемых. Она характеризуется практически полной деградацией почвенно-растительного покрова и высокими концентрациями металлов в пыли, техногенных наносах, воде и растениях;
вторая зона – территории горно-обогатительных комбинатов и обогатительных фабрик. Она характеризуется полной или значительной перестройкой первоначальной структуры за счет отчуждения площадей под предприятиями и загрязнения токсичными отходами, выбросами и стоками;
третья зона – селитебные и пригородные ландшафты, расположенные в непосредственной близости от месторождений и комбинатов сильно загрязненные но сами не являющиеся источниками выбросов;
четвертая зона с умеренным площадным загрязнением имеет нестабильные очертания и располагается в радиусе от 3-5 до 10-20 км. Фоновые ландшафты располагаются обычно не ближе 15-20 км от источников рудных выбросов и стоков.
В первой зоне наибольшее воздействие на природные ландшафты оказывает добыча полезных ископаемых открытым способом, в результате которой создаются карьеры глубиной до ЗОО-5ОО м и отвалы, морфология которых определяется видом складирования вскрышной породы (гидроотвалы, автоотвалы, железнодорожные отвалы). Объем перемещаемых пород огромен (объем Лебединского карьера КМА составляет 170 млн. куб.м). Кроме того, добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается образованием депрессионных воронок, загрязнением подземных вод и региональным перераспределением миграционных потоков, ухудшением водно-солевого баланса ландшафта, повышенной запыленностью и загазованностью атмосферы.
Свежие некультивированные отвалы вскрышных пород производят впечатление индустриальной пустыни. Ветер разносит большие объемы пыли, загрязняя воздух в радиусе нескольких километров (на расстоянии 2-3 км ПДК может быть превышено на 1-2 порядка). Скорость зарастания отвалов определяется свойствами грунтов и физико-географическими условиями их местонахождения. При токсичности грунтов они долгое время могут быть безжизненными.
Наиболее часто открытый способ добычи применяется при разработке угольных бассейнов. С добычей угля связаны и значительные геохимические изменения ландшафтов, которые обусловлены высокой концентрацией многих химических элементов в угле и большой массой сырья, извлекаемого при добыче (ежегодная мировая добыча составляет несколько миллиардов тонн). В углях концентрируется свыше 30 химических элементов, содержание которых в сотни и тысячи раз выше, чем в других осадочных породах. Состав типоморфных элементов зависит от конкретных геологических условий формирования месторождения и включает такие элементы как золото, германий, уран, кадмий, висмут, вольфрам, мышьяк, сурьма, бериллий, цинк, свинец, ртуть, редкоземельные элементы, сера, железо.
Поступление этих элементов в ландшафт происходит главным образом из отвалов вскрышных пород, пыление которых приводит к повышенной концентрации пыли в воздухе, а размыв дождевыми и талыми водами приводит к загрязнению поверхностных и грунтовых вод. Геохимические особенности этих ландшафтов в значительной степени определяются процессами окисления сульфидов железа и других металлов, содержащихся в углях. Их поступление с пылью и талыми и дождевыми водами в почвы приводит к резкому увеличению содержания сульфатов в водах и почвах. РН почв снижается до 2-3, меняются условия миграции химических элементов, многие переходят из слаборастворимых сульфидов в оксидные и водорастворимые сульфатные формы, происходит формирование сернокислых ландшафтов. В техногенных угленосных наносах и почвах содержание сульфатной серы достигает 60-70%, а свободной серы 10-20% от валового количества. Поэтому в районах добычи угля происходит не только концентрация типоморфных элементов углей, но и их сернокислое выщелачивание. Оно приводит к формированию аномалий на щелочных и сорбционных барьерах, расположенных на значительном удалении от места добычи угля. При возгорании отвалов происходит загрязнение полициклическими ароматическими углеводородами.
Открытая разработка применяется и при добыче железных руд. Непосредственно сама добыча и перемещение больших объемов горных пород контрастных геохимических аномалий не вызывает, но в техногенную миграцию вовлекается широкий спектр химических элементов (Mo, As, Mn, Zn, Co, Cr). При обогащении железной руды сульфидами в любом климате происходит образование сернокислых ожелезненных ландшафтов, в которых развивается выщелачивание металлов и их миграция в кислых водах на значительные расстояния.
Значительно более благоприятная экологическая ситуация складывается при разработке торфяных месторождений.В зависимости от способа добычи торфа формируются различные типы карьерных ландшафтов. При экскаваторном способе отрабатываются параллельно распложенные карьеры шириной 3-6 м, длиной до 800 м, разделенные перемычками в 2-3 м. При гидравлическом способе залежь размывается струей воды в пределах прямоугольных карьеров размером 30х125 или 60х220 м с перемычками между ними порядка 4м. При современном фрезерном способе добычи осушенная торфяная залежь разрабатывается послойно в течение нескольких лет в пределах отдельных карьеров площадью 1-2 га, ограниченных через каждые 20-40 м картовыми, а через 500 м – валовыми осушительными канавами. Складируемые в караваны (длиной до 100 м и шириной у основания 5-8 м). Дальнейшая судьба отработанного месторождения складывается в зависимости от способа добычи.
На отработанных фрезерных полях при удовлетворительном дренаже начинается постепенное зарастание поверхности: от сорно-разнотравных комплексов до сложных древесно-кустарниково-травянистых комплексов. При неудовлетворительном состоянии дренажных систем происходит заболачивание и формирование лугово-болотных и болотные комплексов с участками стоячей воды.
Зарастание карьеров, созданных при экскаваторном и гидравлическом способах добычи меньше зависит от состояния дренажной сети и определяется в первую очередь местоположением участка. На перемычках, (более сухих местообитаниях) появляются травяные и травяно-моховые группировки, а на дне карьеров – водно-болотные и болотные. В глубоких карьерах может происходить полное разрушение перемычек между карьерами и образование крупных искусственных водоемов со специфической системой островков.
После отработки месторождений на этих территориях возникает карьерно-отвальные ландшафты. Их облик и дальнейшая судьба определяются типом бывшего месторождения и уровнем трансформации территории. Принято выделять следующие типы карьерно-отвального ландшафта:
1. Обнаженный (лишенный растительности из-за своей молодости или токсичности).
2. Пустошный (покрытый сорно-полевой растительностью: луговой или лугово-степной). Это один из самых распространенных видов ландшафтов в зрелой стадии.
3. Лесной (одетый высокоствольными лесом: сосновым или березово-осиновым).
4. Камнеломный бедленд (на местах добычи известняка, песчаника, писчего мела и других плотных пород). Это каменистые донно-карьерные урочища с крутыми склонами, полуразрушенными отвалами, лишенные почв и долго не зарастающий.
5. Торфяно-карьерный (на местах торфоразработок). Сильное переувлажнение приводит к образованию озер в понижениях. Растительность представлена болотным разнотравьем, угнетенными древесными и кустарниковыми породами.
В настоящее время разработано несколько вариантов рекультивации таких ландшафтов. Это полевая рекультивация — выравнивание антропогенного рельефа и возвращение территории к сельскохозяйственному использованию. Это наиболее кардинальное преобразование техногенного ландшафта. Но экономически это чаще всего бывает не выгодно, так как требует значительных затрат сегодня с очень отдаленным возвратом вложенных средств. Экономически более целесообразным считают залужение и облесение карьерно-отвальных комплексов, т.е восстановление растительного покрова без изменения литогенной основы. Данный вид рекультивации требует меньших затрат, и предполагает главным образом рекреационное использование восстановленных ландшафтов. Сельскохозяйственное использование при этом чаще всего невозможно.
Рекультивационные работы принято делить на два этапа:
Горно-технические мероприятия направлены на изменение или преобразование геолого-геоморфологического строения нарушенной местности. В итоге создается рельеф с искусственным чехлом поверхностных отложений — прерывистым или сплошным в зависимости от будущего вида использования территории. Интересные отвалы создаются в угледобывающих районах Германии. Пустая порода идет на образование искусственных холмов с лесопосадками. Высота таких холмов в Рурском районе достигает 60 м. Применяется отсыпка от периферии к центру. На начальном этапе создается насыпь высотой 8-10 м по всему периметру отведенной площади. Это первый ярус холма. Затем с насыпи идет отвалообразование к центру, на высоту 8-10 м по всей отведенной площади второго яруса. Таким образом, сооружают 4-6 ярусов, отделенных между собой террасами. Поверхность этих террас имеет уклон от периферии к центру, что позволяет улавливать осадки. Затем производится биологическая рекультивация и выращивание древесных пород смешанного состава.
После горнотехнических работ осуществляются биологические мероприятия. Иногда рекультивируемые участки покрываются искусственной (культурной) почвой с определенными заданными свойствами. Но в силу экономических соображений это не всегда целесообразно. Поэтому чаще всего осуществляются посадки стойких и неприхотливых культур, произрастание которых приводит в ограниченные сроки к формированию почвы. Геохимической рекультавации практически никогда не происходит. Предполагается, что восстановление природного ландшафта приведет к самоочищению территории от техногенного загрязнения.
Рекультивированные земли используют:
в качестве сельскохозяйственных угодий;
для создания лесов различного назначения;
для образования водохозяйственных объектов;
под рекреационные комплексы (глубокие карьеры чаще всего превращают в водоемы).
При подземной добыче формируется провально-терриконовый тип местности с высотой терриконов от 50 до 200 м (в Уэльсе до 300 м). Склоны терриконов изъедены рытвинами, вынутые с больших глубин породы бесплодны, растительностью зарастают очень медленно. Терриконы угольных шахт из-за большой температуры внутри склонны к самовозгоранию. Над шахтами из-за обрушения кровли подземных выработок образуются провальные воронки (антропогенный псевдокарст), происходят оползневые смещения грунтов, затопление грунтовыми водами земель и усиление процессов эрозии в пределах депрессионной воронки, шахтными водами загрязняются подземные воды.
Шахтным способом разрабатываются, кроме месторождений каменного угля и железной руды, основная часть руд цветных металлов. Именно добыча этих металлов создает сложную экогеохимическую ситуацию. Рудные районы характеризуются наличием природных аномалий с контрастностью на порядок выше фоновых, а непосредственно над самим месторождением концентрация некоторых цветных и редких металлов в почвах и растительности превышает фон в тысячи и десятки тысяч раз. Добыча и особенно переработка руд приводит к еще более высоким уровням содержания металлов во всех компонентах техногенных ландшафта. Геохимический спектр анамалий определяется типом месторождения, т.е. его типоморфными элементами. Каждый минералого-геохимический и генетический тип месторождения характеризуется определенными ассоциациями типоморфных элементов (табл.5.1.)
Типоморфные элементы руд и первичных ореолов месторождений (по С.В.Григоряну, Ю.Е.Саету)
Элементы-индикаторы и характерные элементы-примеси