Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Гофаров Михаил Юрьевич. Применение ГИС-технологий для оценки геоэкологического состояния северотаежных ландшафтов Архангельской области (На примере Беломорско-Кулойского плато) : Дис. ... канд. геогр. наук : 25.00.36 : Архангельск, 2004 146 c. РГБ ОД, 61:05-11/7

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Глава I. Физико-географическая характеристика района исследований

  1. Общая физико-географическая характеристика района 11

  2. Климат 16

  3. Почвы 17

  4. Современная структура и особенности генезиса растительного покрова ландшафтов 18 Глава II. Методики и материалы исследования

  1. Материалы исследования 24

  2. Методики анализа данных 26 Глава III. Морфологические характеристики ландшафтов северной

тайги

3.1. Выделение ландшафтно-типологической структуры
Беломорско-Кулойского плато 55

3.2. Плоская столообразная возвышенность северной тайги 57

  1. Холмисто-грядово-западинная денудационно-аккумулятивная возвышенность северной тайги 62

  2. Полого-волнистая денудационно-аккумулятивная наклонная равнина северной тайги 78 Глава IV. Пораженность северотаежных ландшафтов экзогенными геологическими процессами

  1. Особенности получения данных о характере рельефа и его влиянии на некоторые экзогенные геологические процессы 96

  2. Характеристика влияния рельефа северотаежных ландшафтов

на процессы эрозии 98

Глава V. Мозаичность биотического компонента ландшафтов
северной тайги 110

Выводы 124

Список литературы 127

Приложение 139

Введение к работе:

Актуальность темы.

Одними из важных экзогенных геологических процессов (ЭПТ), идущих в северотаежных ландшафтах Русской равнины и, тем не менее, недостаточно изученных, являются эрозионные процессы.

Эрозионные процессы, протекающие на равнинных территориях, занятых лесными массивами, изучены слабо. Считается, что при сомкнутом растительном покрове смыв на склонах почти не происходит (Проблемы—, 1999). Однако вследствие антропогенного вмешательства сильно изменяется растительность и свойства грунтов, что обычно ведет к значительному увеличению темпов эрозии. Поэтому развитие эрозионных процессов хорошо изучено для территорий с большой площадью сельскохозяйственных угодий (Танасиенко и др., 1999), где проблема эрозии актуальна в связи с резким возрастанием скорости и интенсивности этих процессов на площадях с нарушенным почвенным и растительным покровом или испытывающим другие формы антропогенной нагрузки, а также высокой экономической значимостью таких земель.

В естественных северотаежных ландшафтах с низкой антропогенной нагрузкой эрозионные процессы протекают значительно медленнее и находят более слабое отражение в формах рельефа. В последнее время в связи с глобальными изменениями климата, приводящими к активизации экзогенных процессов, увеличением масштабов интенсивной хозяйственной деятельности человека, стал актуальным вопрос изучения эрозионной устойчивости равнинных лесопокрытых территорий.

Среди всех факторов, влияющих на эрозию почв, особо выделяют свойства рельефа. Это связано с тем, что параметры рельефа, такие как длина и крутизна склонов, определяют само возникновение поверхностного стока (Михайлов, 2000), а также концентрацию взвешенных частиц, скорость течения и т.д. В связи с этим встает проблема получения и анализа этих параметров.

5 В настоящее время эту проблему решают путем моделирования рельефа и

анализа этой модели на ЭВМ. Модели рельефа, созданные и хранимые в

цифровом виде, называют цифровыми моделями рельефа (ЦМР). Сейчас

существует множество методов получения и хранения ЦМР (Цветков, 1998). Их

отличия, преимущества и недостатки не всегда очевидны и могут изменяться в

зависимости от характера моделируемой местности, исходных данных,

параметров метода, реализации метода в программном обеспечении (Mitasova,

Mitas, 1993).

С развитием методов дистанционного зондирования Земли (далее ДЗЗ) появилась возможность удобного подсчета территорий, занятых различными растительными формациями. Математические методы кластерного анализа даже позволяют частично автоматизировать процесс дешифрирования этих территорий.

Анализ гидросети, заболоченности и параметров рельефа позволяет вычислить у-разнообразие, т.е. инвентаризационное разнообразие крупных территориальных выделов, например, ландшафтов (Wittaker, 1977; Чернов, 1991).

Цели и задачи данной работы соответствуют приоритетным направлениям научных исследований РАН «6.26. Геоинформатика, создание геоинформационных систем» и Уральского отделения РАН — «7. Разработка и использование геоинформационных систем и компьютерных технологий для решения широкого круга научных и прикладных задач». Работы выполнялись в рамках комплексной темы «Комплексные системные исследования экологической ситуации Зимнебережно-Архангельского района (дельтовая часть р. Северная Двина и Беломорско-Кулойское плато)» (№ гос. регистрации 01.200.1 13712), а также плановой ФНИР лаборатории глубинного строения и динамики литосферы института экологических проблем Севера УрО РАН «Изучение геоэкологического состояния Арктического сегмента земной коры по геолого-геофизическим данным. Районирование территории и прогноз

развития экологически опасных процессов» (№ гос. регистрации 01.200.1 13713)..

Целью настоящей работы явилась оценка морфологии ландшафтов, степени развития ЭГП и структуры биотического компонента (на примере Беломорско-Кулойского плато) для проведения геоэкологических исследований в северотаежных ландшафтах Русской равнины с использованием технологий геоинформационных систем (ГИС).

Для достижения поставленной цели в процессе исследования решались следующие задачи:

  1. определение наиболее подходящего метода моделирования рельефа;

  2. построение ЦМР выбранным методом;

  3. выделение на основе ЦМР, данных ДЗЗ и картографической информации типов ландшафтов и местностей исследуемого района;

  4. оценка и анализ развития эрозионных процессов и заболачивания в северотаежных ландшафтах;

  5. оценка мозаичности биотического компонента ландшафтов и местностей исследуемого района.

Научная новизна.

На основе анализа и оценки большого количества способов построения среднемасштабной ЦМР для равнинных территорий по нерегулярной сети высотных отметок определен наиболее подходящий метод интерполяции. Построена среднемасштабная ЦМР территории Беломорско-Кулойского плато (БКП). Получены и проанализированы численные параметры рельефа района исследований, влияющие на развитие ЭГП в северотаежных ландшафтах. Выделены различия в протекании ЭГП в разных местностях БКП. На основе методов многомерного математического анализа установлены ведущие факторы, влияющие на пространственную структуру биотического компонента.

7 Практическая значимость.

Проведенное исследование алгоритмов и методов построения ЦМР, ее всестороннего анализа в ГИС может быть использовано для обобщения и прогноза состояния природной среды, для поддержки принятия всесторонне сбалансированных научных, управленческих и инвестиционных решений.

Результаты, полученные в ходе исследования, могут быть использованы в вузовских курсах «Экология», «Геоэкология и краеведение» и обосновании последствий эксплуатации минерально-сырьевых ресурсов региона.

На территории района исследований диссертационной работы находятся особо охраняемые территории, такие как Пинежский заповедник, Соянский и Голубинский заказники, природный карстово-геологический заказник «Железные ворота», а также природный парк «Приморский». Вблизи этих уникальных природных объектов осуществляется доразведка и разработка открытым способом разведанных месторождений алмазов имени Ломоносова, Карпинского, и др., разрабатывается проект размещения водозаборов централизованного водоснабжения г. Архангельска на площади развития кондиционных пресных вод в районе верхнего течения р. Пачуги и оз. Пачозеро (Малов, 2001), ведутся лесозаготовительные работы. Поэтому для прогноза изменений окружающей среды под действием этих факторов необходимо оценить фоновое состояние и динамику природных процессов. Таким образом, данные о ЭГП и структуре биотического компонента экосистем могут быть использованы для проведения экологической экспертизы подобных проектов и мониторинга состояния окружающей среды на территории БКП.

Достоверность результатов. Достоверность научных положений и выводов обеспечивается использованием обширных фактических материалов 3-х летних полевых экспедиционных работ автора, применением современных методов исследования и анализа, использованием обширного картографического материала и данных ДЗЗ.

8 Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Для построения среднемасштабной ЦМР для равнинных территорий по нерегулярной сети высотных отметок наиболее подходящим является метод интерполяции регуляризованными сплайнами с натяжением.

  2. Интенсивность эрозионных процессов в северотаежных ландшафтах Беломорско-Кулойского плато невысока, причем процессы донной эрозии и плоскостного смыва наиболее развиты на территориях распространения зандровых песков и карстующихся осадочных горных пород, а процессы боковой эрозии - в областях развития конечно-моренных образований.

  3. Гипсометрическое положение оказывает наибольшее влияние на формирование растительного покрова в местностях с широким распространением карбонатных и карбонатно-сульфатных пород, где наблюдается наиболее низкая энтропия растительного покрова.

  4. Ведущими факторами, вносящими значимый и достоверный вклад в различия структуры растительного покрова между местностями БКП, служат степень дренированности местности для площадной структуры растительности и эрозионной расчлененности рельефа — для экотонных зон.

Апробация работы. Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на следующих научных конференциях.

  1. Ломоносовские научные студенческие конференции (г. Архангельск, Поморский государственный университет им. М.В.Ломоносова, 1997, 1998, 1999 гг.).

  2. X Ломоносовские научные чтения (г. Архангельск, Поморский государственный университет им. М.В.Ломоносова, 1998 г.).

  3. Региональная конференция «Экология - 98» (г. Архангельск, Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 1998 г.).

  4. Межвузовская конференция «Экология» (г. Архангельск, Архангельский государственный технический университет, 1999 г.).

5. Международная конференция «Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков:

экология, экономика, культура» (г. Архангельск, Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 2000 г.).

  1. Молодежная конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г. Сыктывкар, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2001 г.).

  2. Региональная научно-практическая конференция «Ломоносова достойные потомки (к 290 летнему юбилею М.В.Ломоносова)» (г. Архангельск, 2001

г.).

  1. Международная конференция «Экология северных территорий России» (г. Архангельск, 2002 г.).

  2. Международная молодежная конференция «Экология 2003» (г. Архангельск, 2003 г.)

Ю.Молодежная конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г.

Сыктывкар, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2004 г.). 11.Всероссийская конференция с международным участием «Геодинамика и

геологические изменения в окружающей среде северных регионов» (г.

Архангельск, Институт экологических проблем Севера АНЦ УрО РАН, 2004

г.)

Один из разделов диссертационной работы, посвященный анализу у-разнообразия и мозаичности биотического компонента ландшафтов северной тайги, явился разделом комплексной работы «Система баз данных по состоянию популяций редких видов флоры и фауны Архангельской области», которая стала победителем конкурса им. М.В.Ломоносова по проблемам охраны окружающей среды Архангельской области в области научных исследований с вручением премии Ломоносовского фонда и диплома.

Связь работы с научными программами и фондами.

Работа связана с рядом научных проектов, которые поддержаны федеральными научными программами и фондами:

1. проект ФЦП «Интеграция» № Э 0039 «Компоненты окружающей среды Соловецких островов в условиях меняющегося климата»;

2. проект ФЦП «Интеграция» № Э 3033 «Современное состояние

популяций редких и исчезающих видов беспозвоночных животных Европейского Севера России и Урала»;

  1. проект Баренц секретариата № 234021 «Комплексное развитие Соловков 2002», финансирование за счет средств МИД Норвегии;

  2. проект РФФИ и администрации Архангельской области № 02-04-97505 «Анализ ландшафтной структуры биоразнообразия редких и исчезающих видов насекомых Беломорско-Кулойского плато на основе ГИС-технологий».

  3. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН №13 «Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы» проект «Мониторинг активных процессов в окружающей среде Европейского Севера. Информационная основа для организации сети наблюдений и прогнозирования природных и природно-техногенных катастроф».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, 1 статья находится в печати.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст изложен на 124 страницах, включая 13 таблиц и 43 рисунка. Список литературы содержит 124 работ, из них 25 на иностранных языках.

Благодарности.

Автор благодарен своему научному руководителю — директору ИЭПС УрО РАН, д.г.-м.н. Ю.Г. Кутинову, чье внимательное отношение в большой степени способствовало написанию этой диссертации. За помощь в решении поставленных задач, оказанную предоставлением материалов, автор благодарит к.г.н. Н.В. Коновалову и с.н.с. ИЭПС УрО РАН В.Н. Широбокова. За неоценимую помощь в процессе сбора и обработки материалов для диссертационной работы автор благодарен зам. директора по научным вопросам ИЭПС УрО РАН, к.б.н. И.Н. Болотову и Ю.А. Швакову.

Подобные работы
Новикова Ольга Васильевна
Эколого-геохимическая оценка состояния древесной растительности городских ландшафтов :На примере гг. Москвы и Кито
Суслов Сергей Владимирович
Геоэкологическая оценка современного состояния и функционирования ландшафтов водоохранной зоны водохранилищ в условиях техногенного воздействия
Маракулина Светлана Петровна
Экологические аспекты устойчивого развития сельского жилища с применением технологии "Гитор"
Морозова Ольга Валерьевна
Разработка метода снижения загрязнения окружающей среды стоками хвостохранилищ с применением технологии кислотного выщелачивания
Стороженко Любовь Александровна
Геоэкологическое районирование Северного Приобья с применением компьютерных технологий
Грибова Ольга Андреевна
Научное обоснование технологии производства и применения растительных препаратов для дегельминтизации инвазированных объектов окружающей среды
Кирсанов Михаил Павлович
Разработка и применение адсорбционных процессов в технологиях очистки сточных и природных вод от кислород-, азот- и хлорсодержащих органических соединений
Беспалов Андрей Александрович
Ландшафтное районирование Азовского моря с применением элементов ГИС-технологий
Ванкевич Роман Евгеньевич
Применение методов системного анализа и ГИС-технологий к построению количественных взаимосвязей в системе "автотранспорт - городская среда - здоровье"
Лебедев Иван Александрович
Разработка технологий фильтровально-сорбционной очистки воды от нефтепродуктов, взвешенных веществ и ионов железа с применением минеральных базальтовых волокон

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net