close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1.Процессы механической деградации почв в ландшафтах Приморья монография

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А.Б. Евсеев, В.Т. Старожилов, В.И. Ткаченко,
А.М. Дербенцева, А.И. Степанова
ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ
ПОЧВ В ЛАНДШАФТАХ ПРИМОРЬЯ
Монография
Владивосток
2009
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Дальневосточный государственный университет
Академия экологии, морской биологии и биотехнологии
Кафедра почвоведения и экологии почв
Институт окружающей среды
А.Б. Евсеев, В.Т. Старожилов, Ткаченко В.И.,
А.М. Дербенцева, А.И. Степанова
ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ В ЛАНДШАФТАХ ПРИМОРЬЯ
Монография
Владивосток
Издательство Дальневосточного университета
2009
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
УДК 631.4+551.31
ББК 40.64
Е 25
Научный редактор
Л.Т. Крупская, д.б.н., профессор
Рецензенты
О.В. Нестерова, к.б.н., доцент кафедры почвоведения
и экологии почв АЭМББТ ДВГУ;
Н.А. Сакара, к. с.-х. н., зам. директора по науке Приморской овощной опытной станции ВНИИО
Россельхозакадемии
Евсеев А.Б.
Е 25 Процессы механической деградации почв в ландшафтах Приморья:
монография / А.Б. Евсеев, В.Т. Старожилов, В.И. Ткаченко, А.М. Дербенцева,
А.И. Степанова - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2009.- 101 с.
ISBN 978-5-7444-2274 -3
Освещены вопросы развития эрозионных процессов на территории
Приморья как механическая форма деградации почв. На основе полевых
материалов рассмотрены типы механической деградации почв, возникающие на
наиболее распространенных почвах, развитых в различных ландшафтах и на
различных формах рельефа. Особое внимание уделено локальным очагам ярко
выраженной линейной эрозии. Дан прогноз развития эрозионных процессов в
зависимости от количества осадков. Построена модель прогноза смываемости
мелкозѐма осадками.
3802030000
Е ---------------180 (03) - 2009
ББК 40.64
УДК 631.4+551.31
© Евсеев А.Б., Старожилов В.Т.,
Дербенцева А.М., Степанова А.И., 2009
ISBN 978-5-7444-2274 -3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных проблем современного почвоведения является
всесторонний анализ
свойств почв, подверженных антропогенным
воздействиям, и разработка комплекса мер, направленных на предупреждение
либо ликвидацию последствий этого воздействия. В определении
взаимоотношений человека и природы можно выделить три основных подхода.
Первый подход достаточно детально изложен в работах ряда исследователей:
Л.Т. Крупская (1992), Бордон и др. (1994), Концепция перехода …, 1995 и др. В
нем утверждается, что главная угроза существования человечества на Земле –
разрушение естественной биоты, а не прямое загрязнение окружающей среды
человеком. По мнению Г.Н. Голубева и др. (1995), устойчивое развитие
возможно с любой скоростью при единственном условии – не превышать
допустимого порога возмущения естественной биоты. Темпы роста
потребностей человеческого общества должны определяться высотой
биологического порога возмущения биоты. Второй подход базируется на трех
идеях:
создание симбиотической среды, «… когда с ростом экономики
увеличивается экологическая ценность территории…»;
формирование системы очистки биосферы от токсичных
соединений, организованной в виде набора локальных территорий, на каждой
из которых «… загрязняющие среду производства, кооперируясь, организуют
очистку»;
использование для решения проблем глобальной экологии
законов функционирования и опыта проектирования замкнутых систем
жизнеобеспечения (Гительзон и др., 1997).
На общем фоне все обостряющейся в наше время угрозы глобального
экологического кризиса очень важное место начинает занимать проблема
деградации почв и их рекультивация, а также вопросы разрушения почв и их
воссоздания. Важность этой проблемы определяется тем, что без преодоления
процесса деградации почв и сохранения почвенного покрова путем проведения
рекультивационных работ невозможно сохранить ни растительный и животный
мир, ни чистоту воды и воздуха, ни в целом нормальное функционирование
биосферы, в том числе и педосферы.
Сознавая опасность нарушения, загрязнения и общей деградации почв,
Первая Всемирная конференция Организации объединенных наций по
окружающей среде в 1972 г. обратила внимание на необходимость охраны
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
почв. Международная организация по продовольствию (ФАО) приняла
в 1982 г. Всемирную хартию почв, в которой призвала правительства всех стран
рассматривать почвенный покров как всемирное достояние человечества. В
результате выполнения международного научного проекта «Глобальная оценка
деградации почв» в 1990 г. установлено, что процессы деградации
распространены на площади около 2 млрд. гектаров. Из них на долю земель,
подверженных влиянию эрозионных процессов приходится 55,6% от всех
деградированных площадей; дефляционных процессов 27,9%; химических
факторов (засоление, загрязнение, истощение элементами питания) – 12,2%;
физическому уплотнению и подтоплению – 4,2%.Состояние почвенного
покрова России также оставляет желать лучшего, а в ряде районов достигло
критической отметки. На всей территории сельскохозяйственных угодий,
составляющих 190 млн. га, около 70 млн. га подвержены эрозии и дефляции, 73
млн. га имеют повышенную кислотность, более 40 млн. га в разной степени
засолены, 26 млн. га переувлажнены и заболочены, около 5 млн. га загрязнены
радионуклидами, более 1 млн. га подвержены опустыниванию.
Государственная программа «Повышения плодородия почв в России» не
выполняется. Необходимого закона об охране почв в России нет. Поэтому
процесс деградации почв продолжает развиваться. Исходя из того, что
деградация почв одна из самых серьезных экологических проблем нашего
времени, мы попытаемся, используя результаты региональных исследований,
рассмотреть как теоретические аспекты рекультивации деградированных и
воссоздания разрушенных почв, так и научно-практические. А именно по
каждому виду деградации почв конкретизировать рекультивационные работы и
этапы по воссозданию разрушенных почв.
По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране
окружающей среды Российской Федерации в 2002 году», из общей площади
сельскохозяйственных угодий (221 млн. га) более 130 млн. га (около 60%)
эрозионноопасны и подвержены водной и ветровой эрозии, а 40 млн. га
практически утратили плодородие. Скорость роста эродированных почв
очень велика: на пашне в среднем 400-500 тыс. га в год (Каштанов, Шишов,
Кузнецов, 2007). Ежегодные потери плодородного верхнего слоя почв на
сельскохозяйственных
угодьях
составляют
более
1,6
млрд.
т
(Государственный доклад …, 2003), то есть до 7,2 т/га. Эрозия почв является
наиболее распространенным видом деградации почв, поэтому при выделении
различных видов деградации, процесс эрозии почв отнесен к механическому
виду. Механическая форма деградации выражается в выносе тонкоилистых
частиц из поверхностных горизонтов почв под воздействием ветра либо воды
часто при участии антропогенных факторов.
В настоящей работе освещены вопросы развития эрозионных процессов на
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
территории Приморья как механическая форма деградации почв. На
основе полевых материалов рассмотрены типы механической деградации почв,
возникающие на наиболее распространенных почвах, развитых на различных
формах рельефа. Особое внимание уделено локальным очагам ярко
выраженной линейной эрозии в виде промоин, рытвин, оврагов – эрозионных
форм, не закончивших развитие и продолжающих при этом трансформировать
свой водосборный бассейн. Установлено, что характерным для этих
эрозионных форм являются значительные средние продольные уклоны
водосборов, намного превышающие поперечные. Дан прогноз развития
эрозионных процессов в зависимости от количества осадков.
Использованы материалы, полученные авторами на кафедре
почвоведения и экологии почв при работе по НИР ―Деградированные почвы
юга Дальнего Востока‖ (шифр 1-11-99Ф), а также приводятся результаты
многолетних региональных исследований по изучению эрозионных процессов
в антропогенноизмененных ландшафтах.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7
1. ПРОГРАММА, МЕТОДЫ, МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Программа и методики исследования
Программа исследований предусматривала:
- проведение почвенно-генетических исследований для выявления
характера и особенностей механической формы деградации почв;
- исследования, связанные с развитием линейных форм эрозии;
- прогноз смыва почв;
- выявление закономерностей развития механической формы деградации
почв в антропогенно- и техногенноизмененных ландшафтах;
- установление наличия коррелятивных связей между количеством осадков
за тѐплое время года, поступающим на почвенный покров водосборов, и смытым
почвенным материалом;
- составление модели прогноза смываемости мелкозѐма в тѐплый период
года.
При этом использовались следующие методы и методики:
1) При изучении процесса формирования поверхностного слоя дождевых
вод применялся метод стоковых площадок с учетом количества жидкого и
твердого стока объемным способом. Размер стоковой площадки: длина – 200 м,
ширина – 20 м (Быков, Васильев, 1972);
2) Наблюдения за ростом промоин и оврагов проводилось по методике
Государственного гидрологического института (Методические рекомендации по
учету поверхностного смыва,1975); интенсивность роста вершин оврагов
определялась методом реперов. Морфометрические показатели их замерялись
непосредственно в поле (Ивлев, Дербенцева, 1993);
3) Величина степени смытости почвенного профиля определена на
ключевых участках по методикам А.М. Дербенцевой, В.И.Ознобихина, Н.К.
Шикулы (1978); А.М. Дербенцевой (1999);
4) Наблюдения за процессами плоскостной формы эрозии, развитием
оврагов велось методом маршрутных ходов с закладкой геоморфологических
профилей;
5) В названии почв использовалась классификация почв Приморского края,
разработанная на кафедре почвоведения и экологии почв Дальневосточного
Государственного университета (1998-1999);
6) Сцепление почвенных частиц устанавливалось по формулам Ц.Е.
Мирцхулавы (1970) и Н.А. Цытовича (1973). Исследования проводились на
почвенных образцах, отобранных из гумусового горизонта трех типов
неэродированных почв в 6-ти кратной повторности. Оценка полученных при
этом результатов делались по М. С. Кузнецову (1981), а также по М.С.
Кузнецову, Г.П. Глазунову (1985);
7) Лабораторно-аналитические исследования почв выполнялись с
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8
использованием принятых в почвоведении методов;
8) Прогноз смыва почвы (мелкозема) проводился с помощью программы M
S Excel. Иллюстрированный материал готовился с помощью программы M S
Power Point.
9) В связи с пограничным положением эрозиоведения со многими
научными дисциплинами использовались методы: теоретического анализа,
географический, картографический, геоморфологический, морфометрический,
маршрутный.
1.2. Объекты исследования
Все полевые исследования проводились на ключевых участках, выбранных
на типичных для региона формах рельефа и почвах (рис.1).
Рис. 1. Карта-схема расположения ключевых участков
№1 – Новицкое, №2 – Лучегорск, №3 – Артем, №4 - Григорьевка
Ключевой участок №1 расположен в окрестностях
с. Новицкое
Партизанского района (южная часть Приморья) на склоне длиной 90 м и
крутизной 11° юго-западной экспозиции. Почва: подбелы типичные разной
степени эродированности (рис. 2). В морфологическом отношении
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9
неэродированные разности этих почв имеют следующий профиль:
А1 – А1/ А2 – А2 g – А2 В – В – ВС.
Гумусовый горизонт обычно мощностью 7-10 см, непрочнокомковатой
структуры, с мелкими корнями по всему слою. Он постепенно (через А1 / А2)
переходит в белесый горизонт А2 g мощностью 20-30 см, который имеет
пластинчато-листоватое сложение
и содержит большое количество
марганцево-железистых конкреций. Иллювиальный горизонт В имеет темнобурый цвет, призматическо-слоистую структуру. На структурных отдельностях
много белесой мучнистой присыпки; книзу еѐ количество заметно убывает и
иллювиальный горизонт плавно переходит в почвообразующую породу. В
пахотных разностях данных почв сохраняются все генетические горизонты,
свойственные целинным, но в верхней части профиля соотношение между
горизонтами меняется, так как в пахотный слой полностью входит гумусовый
горизонт и вовлекается значительная часть горизонта А1 / А2 или А2 g (при
отсутствии переходного).
Рис. 2. Морфологический профиль почв - подбелов типичных
неэродированных
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
Ключевой участок №2 находится на территории Лучегорского
угольного разреза (северная часть Приморья). В целом – это холмистая
поверхность межувальной Уссуро-Бикинской впадины. Почва лугово-дерновая
типичная на делювиальных глинах (рис. 3). Почвенный профиль состоит из
горизонтов: Апах – АВ – В1 – В2 – ВС – С. Пахотный слой мощность до 24 см
имеет темно-серый цвет, свежий, тяжелосуглинистый, комковатой структуры,
уплотнѐн, пронизан корнями растений. Переход в иллювиальный горизонт В1
(мощностью 43 см) происходит через АВ (мощностью 16 см) – влажный, серобуроватый,
тяжелосуглинистый,
слоисто-комковатый,
уплотненный,
пронизанный корнями растений. Горизонт В1 влажный, буровато-коричневый,
ореховатой структуры, оглеение в виде сизо-ржавых пятен, плотный, с
многочисленными мелкими корнями. Вторая часть иллювиального горизонта
В2 (мощностью 27 см) представлена влажным слоем, темно-бурого цвета,
глинистого гранулометрического состава, ореховатой структуры, много
железисто-марганцевых конкреций, переход в почвообразующую породу
постепенный. В слабоэродированной разности данных почв гумусовый
горизонт имеет мощность 16 см.
Ключевой участок №3 представляет собой территорию, на которой
размещены угольные шахты ―Амурская‖, ―Приморская‖, ―Дальневосточная‖,
―им. Артема‖. Почвенный покров представлен лугово-дерновыми типичными.
Это также южная часть Приморья.
Ключевой участок №4 расположен в Приханкайской равнине, Хорольское
нагорье, на прямом распаханном склоне северо-западной экспозиции, со
средними уклонами 50. Здесь развиты преимущественно буро-отбеленные
слабоэродированные и среднеэродированные почвы (рис. 4). Эти почвы имеют с
поверхности хорошо выраженный гумусовый горизонт мощностью 14-19 см. По
гранулометрическому составу они характеризуются четко выраженной
двучленностью: верхние горизонты сложены суглинками, обеднѐнными
илистыми частицами в горизонте А2g , нижние – глинами с преобладанием
фракции мелкой пыли и ила. Небольшая мощность гумусового горизонта и
уплотнение подгумусового (элювиального) горизонта (с коэффициентом
фильтрации 0,01-0,005 м/сут) способствует быстрому формированию стока во
время ливневых дождей. В такие экстремальные периоды и возникают
эрозионные формы: от промоин, рытвин до оврагов. По показателю
противоэрозионной стойкости описанные почвы недостаточно стойкие к
воздействию факторов, вызывающих эрозионные процессы.
На ключевых участках №№ 1,4 изучалась интенсивность смыва, велись
наблюдения за ростом промоин и оврагов. На ключевых участках №№2,3
проводились исследования по выявлению форм нарушенности почвенного
покрова, возникших под воздействием техногенной системы угольных шахт.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
Рис. 3. Морфологический профиль лугово-дерновой неэродированной
почвы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
Рис. 4. Морфологический профиль буро-отбеленной неэродированной
почвы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
2. К ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
На протяжении многих лет сельскохозяйственного освоения Дальнего
Востока эрозионные и дефляционные процессы на обширных территориях не
проявлялись. Локальное распространение пашни небольшими массивами,
большая облесенность и заболоченность территории обеспечивали
устойчивость природных ландшафтов от нарушения их природного
равновесия. Эрозионные процессы наблюдались лишь в долинах больших рек в
виде размывов берегов. Заметная активизация эрозионных процессов была
вызвана интенсивным освоением новых земель, что повлекло развитие
исследований по изучению процессов эрозии и дефляции. Первыми обратили
внимание на смыв и размыв поверхностных пород, описывая эти явления как
общий процесс денудации, геологи в 1893 г. Были проведены визуальные
наблюдения, отмечавшие смыв почв со склонов и намыв почвенного материала
в долинах рек, усиление интенсивности наводнений в результате распашки
почвы и вырубки леса. Н.А. Крюков (1893) и П.Ф. Унтерберг (1900, 1912) в
своих работах отметили быструю выпахиваемость почв и необходимость, в
связи с этим, введения залежной системы земледелия.
К.Д. Глинка (1910) писал о процессах размыва и перенесения почвенного
материала в различных условиях Зейской долины. В.К. Арсеньев (1949) во
время своих путешествий отмечал наличие глубоких оврагов на правом берегу
Амура. В его работах есть указания и на дефляцию: «Пески переносятся летом
водою, а зимой – ветрами. Иногда зимой можно видеть поверх снега слой
песку, который при вскрытии реки переносятся вместе со льдом на
значительные расстояния» (Арсеньев, 1949). И.И. Томашевский (1912),
исследуя юго-западную часть Зейско-Буреинского водораздела и характеризуя
рельеф, писал, что на холмах «…весь мелкоземистый материал с их
поверхности смыт и обнажаются крупнозернистые третичные пески». На
другом участке «глинистые наносы перемыты, мелкоземистый материал
частью унесен водами, часть смыт в понижения и котловины». Все
исследователи особо отмечали разрушительное действие ливней и вызываемых
ими наводнений. С 1923 г. изучение эрозионных процессов приобрело
целеустремленный характер. В это время началось широкое проведение
геологических, геоморфологических, гидрологических, лесоводственных,
почвенно-геоботанических, мелиоративно-культуртехнических исследований
на обширных пространствах Дальнего Востока, благодаря созданной широкой
сети
научно-исследовательских
учреждений,
включая
опытные
сельскохозяйственные и агрометеорологические станции, поля и заповедники.
В то время (1923) была создана геоботаническая лаборатория Переселенческого
управления, позднее, в 1932 г. - Дальневосточный филиал АН СССР. В 1935 г.
– Дальневосточный научно-исследовательский институт земледелия в г.
Владивостоке и институт животноводства в г. Хабаровске.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Вопросам эрозии почв стали уделять большое внимание
специалисты почвоведы Переселенческого управления, областных и краевых
отделов землеустройства, Гидропроекта. Но специальных исследований по
изучению эрозии почв не проводилось, хотя уже многие понимали важность
этого дела (Колосков,1924; Ивашкевич,1927; Кабанов,1928;Иозефович,1931;
Криштофович, 1932; Воробьѐв, 1935). Эти авторы обращали внимание на
развитие эрозионных процессов и дефляции почв в южной части Дальнего
Востока.
Б.Н. Городнов (1935) указывал на наличие эрозионных процессов и на
севере Дальнего Востока. Он писал: «Открытые перевалы и склоны гор близ
вершин, чаще ориентированные в сторону преобладающих зимой северовосточных ветров, подвергаются сильнейшей ветровой коррозии,
уничтожающей растительный покров и оголяющий почву, из которой частично
выдувается даже мелкозем. Весенние разливы также особенно действенны на
этих оголенных щебенчато-глинистых участках».
Систематические исследования впервые были начаты в 1940 г. на
Дальневосточной Горно-таѐжной станции им. В.Л. Комарова АН СССР Н.И.
Жиляковым и Д.А. Баландиным (1941). Они отмечали, что после полного
уничтожения леса, а также при неправильной разработке пахотных угодий,
почвы горных склонов подвергаются интенсивному разрушению. Это ведет к
выносу из неѐ ценных органических и минеральных частиц, к ухудшению еѐ
плодородия. Несколько лет спустя Н.И. Жиляков (1946) выявил зависимость
влияния различных форм склона на смыв почвы и рекомендовал внедрять
почвозащитные севообороты.
Вопросами эрозии почв много занималась почвовед М.А. Жукова (1946).
Ею была высказана интересная гипотеза о том, что некоторые черты химизма
подзолистых почв объясняются степенью эрозионного воздействия. Поэтому
она рекомендовала вводить севообороты из травянистых и лесных
почвозащитных растений. О необходимости создания лесополос для борьбы с
эрозией почв писал ботаник Б.П. Колесников (1946).
В 1943 г. изучением эрозии почв начал заниматься почвенноботанический сектор Дальневосточной научно-исследовательской базы АН
СССР. В 1944 г. Ю.А. Ливеровский по результатам проведенных им
наблюдений над формами проявления эрозии на Суйфуно-Ханкайской равнине
предложил применять в колхозах и совхозах Приморского края систему мер
борьбы с эрозией пахотных почв (Ливеровский, Колесников, 1949). В 1945 г.
А.В. Мизеров (1966) начал систематическое рекогносцировочно-полевое и
лабораторное изучение эрозионных процессов на пахотных почвах в
центральной и южной частях Приморского края, а затем – в Приамурье. Им
были установлены основные закономерности проявления плоскостной,
линейной и речной эрозии, прослежено влияние плоскостного смыва на
гранулометрический и химический составы пахотного слоя почв и урожайность
сельскохозяйственных растений. Собранные материалы позволили впервые для
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
юга Дальнего Востока установить размеры ежегодных потерь почвы и
урожая от плоскостного смыва. Были получены некоторые данные о влиянии
смыва на почвообразование, произведено районирование территории Дальнего
Востока с выделением эрозионных районов и областей. В 1945 г. А.В. Мизеров
заложил первый полевой опыт по окультуриванию смытой почвы в колхозе им.
Кирова, а в 1956-1958 гг. провел полевые наблюдения и лабораторные
исследования по эрозии почв горных склонов на острове Сахалин.
Систематизация сведений по проявлению эрозионных и дефляционных
процессов приведена А.В. Мизеровым в монографии «Эрозия почв Дальнего
Востока и острова Сахалин и меры борьбы с ней». Эта книга является первой
сводкой по эрозии почв обширного Дальневосточного края. А.В. Мизеров
подчеркивал, что эрозия пахотных почв широко развита на горных склонах
Дальнего Востока (Еврейская автономная область, Амурская область,
Хабаровский и Приморский края, о. Сахалин). Эрозионные процессы
проявляются в форме плоскостного смыва, размыва, речной, морской эрозии,
выдувания, солифлюкции, селей, ветровальной эрозии. Главной и наиболее
распространенной формой эрозионного разрушения почв внепойменных и
горных элементов рельефа является плоскостная эрозия, проявляющаяся
местами весьма интенсивно. В целом интенсивность плоскостной, ветровой и
речной эрозии на Дальнем Востоке и, в частности, на Сахалине повышена
вследствие горно-долинного рельефа, наличия окаймляющих их морских
побережий и большого количества осадков в теплую часть года.
В 1968 г. А.М. Казьмин и А.М. Черноухов в работе «Вопросы защиты
почв от водной и ветровой эрозии» отмечал, что специфика почв и климата
Дальнего Востока способствует развитию двух типов эрозии: плоскостной и
овражной, а в некоторых районах большой сред сельскому хозяйству приносит
ветровая эрозия.
В шестидесятые-семидесятые годы появляется серия работ, освещающих
развитие эрозионных процессов на Дальнем Востоке: И.П. Батраковой (1967),
В.Н. Гридасова (1967), И. Удра (1968), А.П. Ковальчук (1969, 1972), Л.В.
Мискиной (1970, 1972, 1980), В.А. Афанасьева (1972), С.В. Сущинского и А.П.
Лазарева (1972), В.П. Селедец (1973), Э.Н. Чернышевой (1973), Е.С. Зархиной
(1973, 1974, 1975, 1976, 1977, 1978, 1979, 1981, 1983) и других. Особо следует
отметить работы Е.С. Зархиной, которые проводились на территории Амурской
и Камчатской областей и на юге Хабаровского края в течение 5 лет (с 1968 по
1972 г.). Изучались процессы деградации почвенного и надземного
микроклимата на участках нерегламентированного сельскохозяйственного
освоения. В 1972-1975 гг. она провела сопряженное изучение процессов
деградации и эрозии почв. Определяла связь между микроклиматом
криогенных почв и показателями их эрозионной устойчивости. Для основных
типов почв сельскохозяйственного фонда определены показатели физической
эродируемости в наиболее освоенных частях ареала (интенсивность дефляции,
учѐт эрозионных форм в различные периоды, сравнительный анализ потерь
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
гумуса на территориях различной защищенности). В дальнейшем
большую работу по изучению эрозионных явлений, установлению
количественных и качественных критериев проводил А.Г. Воложенин (1971).
Позднее (1980-1985 гг.) Е.С. Зархина провела типизацию почв
сельскохозяйственного фонда Приамурья по эрозионной уязвимости и
составила карту типов эрозионной уязвимости (ТЭУ) почв южной части
Хабаровского края. Для целей генерального проектирования ею составлена
картограмма комплексной оценки земель по эрозионной уязвимости, выделены
пояса эрозионной напряженности климата (по максимальному проявлению
факторов - эрозии).
В.П. Каракин (1980), изучая земельные ресурсы восточной части БАМ,
разделил их по пригодности к сельскохозяйственному освоению и
устойчивости к эрозии на следующие группы: увалисто-предгорная буроземная
(практически не пригодные к сельскохозяйственному освоению из-за
неустойчивости к эрозии); равнинно-увалистая буроземная (эрозионная
устойчивость их чрезвычайно высокая к поверхностному стоку в сочетании с
высокой дефляционной уязвимостью); болотная со чрезвычайно высокой
летучестью осушенных торфов после распашки; равнинная луговая (у
неэродированных разностей сравнительная устойчивость к эрозии и
чувствительность к дефляции в сухие периоды); пойменная с дефляционной
уязвимостью и заметной чувствительностью к стоку при уклонах более 2,50.
Э.Н. Чернышева (1973) и Н.Н. Кононова (1972, 1973, 1976, 1980) в своих
работах подчеркивали, что на Сахалине особенно интенсивно проявляются
дефляция и денудация. В прибрежной зоне активны оползни и осыпи. Н.Н.
Кононова также указывает, что на Сахалине на проявление природных
процессов оказывает сильное влияние воздействие деятельности человека
(прокладка дорог, бурение нефтяных скважин, выпас скота, вырубка лесов,
пожары, строительство газо- и нефтепроводов и других сооружений), в
результате которых возникают очаги развевания, выдувания и т.д. Местами
дефляция достигает столь значительных размеров, что почвообразование
прерывается полностью.
Н.Г. Степанько (1980) отмечал, что небрежное использование земли
предприятиями промышленности и при использовании в сельском хозяйстве
Амурской области приводит к серьезным нарушениям – к ветровой и водной
деградации почв. Л.В. Мискина (1980) выявила в Среднем Приамурье
ускоренную водную эрозию почвогрунтов на территории, подвергшейся
большому антропогенному воздействию.
Изучение эрозионных процессов на Камчатке началось только в 70-х гг.,
хотя уже свыше 50 лет шел все увеличивающийся процесс расширения
пахотных угодий и промышленной рубки лесов. Сведения по эрозии почв
Камчатки носят локальный характер и исчерпываются весьма небольшим
рядом работ (Ливеровский, 1959; Дмитриев, 1970; Афанасьев, 1972, 1974, 1978;
Гавва, Грибков, 1972: Гавва, 1972, 1973; Соколов, 1973; Кратасюк, Смирнова,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
1974; Горшенин, 1974; Шелякин, 1975; Гаврющенко, Кратасюк, 1976;
Гаврющенко, 1977; Смирнова, 1977; Тупикин, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982,
1983; Ярушин, 1979; Смирнова, Кратасюк, Войтенко, 1980). В.П. Селедец
(1973) описал, что в условиях Камчатки горный рельеф, преобладание легких
песчаных и скелетных неразвитых почв, подверженных развеванию и смыву,
антропогенная деградация растительности на горных склонах связана со
смывом почв и носит катастрофический характер. О.А. Смирнова, С.Д.
Кратасюк и Л.М. Войтенко (1980) отмечают, что на юге Камчатки эрозия
становится активной даже при незначительном нарушении целостности
почвенного покрова.
В.Г. Коноваленко, М.Н. Нагибина, А.А. Степанько (1980) отмечали. Что
уничтожение лесной растительности вдоль основных транспортных
магистралей, вблизи населенных пунктов в Магаданской области привело в
некоторых местах к эрозии почв, развитию оползней и каменистых осыпей,
размыву берегов и обмелению рек, термокарстовым просадкам.
В Приморском крае большую работу по изучению эрозионных явлений,
установлению количественных и качественных критериев проводили А.Г.
Воложенин (1971); И.А. Васьков и А.М. Дербенцева (1972); А.М. Дербенцева
(1973, 1975, 1977, 1978, 1983, 1984, 1985); А.М. Дербенцева, А.Н. Дудина, В.И.
Ознобихин (1973); А.М. Дербенцева и А.П. Москаев (1973); В.И. Ознобихин и
А.М. Дербенцева (1973); Н.К. Шикула и А.М. Дербенцева (1974); А.М.
Дербенцева и В.И. Ознобихин (1975, 1978, 1979, 1983, 1985); А.М. Дербенцева
и А.К. Ковтун (1977); А.М. Дербенцева, В.И. Ознобихин, Н.К. Шикула (1978);
А.М. Дербенцева и А.А. Чикишев (1978); М.С. Гапонова, А.М. Дербенцева,
В.И. Ознобихин (1978); В.П. Амачаев, А.М. Дербенцева, Е.Н. Ничепоренко
(1978); Е.Н. Ничепоренко, А.М. Дербенцева, В.П. Амачаев, В.И. Ознобихин
(1980); А.М. Дербенцева и Е.Н. Ничепоренко (1980, 1981, 1982, 1983); А.М.
Ивлев (1980); А.М. Дербенцева, Е.Н. Ничепоренко, В.И. Ознобихин (1982,
1985); А.М. Дербенцева, Г.А. Куваева, А.Г. Жагло (1985); А.М. Ивлев, А.М.
Дербенцева (1985); А.М. Дербенцева, Н.Н. Кононова, В.И. Ознобихин (1985);
А.М. Дербенцева, Н.Н. Кононова (1985); А.Т. Терентьев, В.А. Шахворостов
(1975). Работы этих авторов не только дают
характеристику форм и
интенсивности проявления эрозионных процессов в Приморье (в основном на
сельскохозяйственных угодьях), но и изучают их особенности в зависимости от
свойств почв, механизмы, обусловливающие развитие эрозионных процессов, и
влияние деятельности человека на эти процессы и т.п.
Особое место занимают исследования А.А. Исполинова по изучению
поверхностного твердого и жидкого стоков с водораздельных участков на
пробных площадках. К сожалению, результаты его работ не опубликованы
(Мизеров, 1966).
Многие тысячи километров прошел по Приморскому и Хабаровскому
краям, Амурской области известный в нашей стране и за рубежом эрозиовед
М.Н. Заславский. В период 1939-1944 гг. он работал в системе
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
Государственного управления шоссейных дорог и участвовал в
изысканиях трасс. В 1941 г. вышла его статья по эрозионному размыву грунтов
при строительстве дорог.
Огромное значение имеют работы В.Л. Комарова (Мизеров, 1955). Свои
научные взгляды на процессы почвенной эрозии в Южно-Уссурийском крае и
на Камчатке он развивал в течение более трех десятилетий. Комаров часто
писал о геологической эрозии в виде смыва с горных хребтов Сихотэ-Алиня,
много внимания уделял процессам собственно почвенной эрозии. Для того
времени это были удивительно разносторонние и глубокие исследования.
Изучая его наследие, А.В. Мизеров отмечал, что Комаров, так или иначе
затронул вопросы из области эрозионного почвоведения. Это топография
эрозионного процесса и формы его проявления (смыв, транспортировка,
отложения), типы почвенной эрозии (дождевая, речная, овражная), вынос и
отложение эрозионным процессом солей, химия смытых и несмытых почв,
влияние плоскостного смыва на гранулометрический состав почвы,
почвообразующие процессы и динамика физических свойств смываемых почв,
почвенная классификация в связи с эрозионным смывом, защитная роль горных
и долинных лесов, практические предложения по борьбе со смывом. По
мнению В.Л. Комарова, причинами и факторами проявления эрозионных
процессов на территории юга Дальнего Востока и Камчатки являются:
уничтожение лесной растительности, вызвавшей быстрый сток поверхностных
вод, распашка почвы, лесные пожары, бури, ветер и даже поражение деревьев
различными болезнями. Для борьбы с эрозионными процессами В.Л. Комаров
считал необходимым охранять горные леса и применять залежную систему
земледелия. Главным в наблюдениях В.Л. Комарова является то, что он вскрыл
взаимосвязь процессов эрозии с динамикой растительности и почв, со всем
комплексом природных условий и на основе этого дал конкретные
практические предложения по борьбе с эрозией. Поэтому есть полное
основание считать В.Л. Комарова основоположником научных исследований
по эрозионным процессам и агролесомелиорации на Дальнем Востоке.
Дальнейшее развитие идей Комарова в этих областях знаний, на основе
широких исследований, нашло своѐ должное место лишь в советское время.
На основе массовых натурных обследований и анализа материалов
государственных служб (Дальгипрозем, Дальгипроводхоз) Е.С. Зархиной в
период 1975-1980 гг. проведен анализ эрозионных особенностей и эрозионного
состояния основных типов почв фонда сельскохозяйственного освоения в зоне
БАМ. Для осваиваемых лесных территорий с криогенными почвами ею
предложен принцип оценки потенциальной эрозионной уязвимости земель на
геоморфологической и почвенно-генетической основе. Для каждого
геоморфологического уровня и типа почв эрозионная уязвимость определяется
по максимальным показателям фактического проявления эрозионных
процессов в наиболее освоенной части ареала данного типа.
Определенный вклад внесла в обобщение, компоновку, интерпретацию
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
имеющихся материалов А.М. Дербенцева (1979). В диссертационной
работе «Эродированные почвы и эрозионное районирование Приморского
края» ею впервые рассмотрен вопрос об истории эрозиоведения, путях
становления и степени участия ученых и практиков, занимавшихся и
занимающихся изучением эрозии и дефляции почв на территории
Дальневосточного
региона.
Ею
не
только
выполнены
большие
экспериментальные работы, но она теоретически обобщила вопросы
особенности эрозии в этом регионе. В частности, она предложила
классификацию форм эрозионных и дефляционных процессов и метод расчета
стартового состояния зарождения и развития эрозии на Дальнем Востоке.
Некоторые исследователи (А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева (1996); А.М.
Дербенцева, А.Б. Евсеев, Н.Н. Кононова (1999); Е.А. Гладкова, А.М.
Дербенцева, А.Б. Евсеев (1998) и др.) занимались изучением прогноза развития
линейных форм эрозии. К настоящему времени составлена карта-схема
современной и потенциальной опасности эрозии и дефляции почв Приморья и
произведено эрозионно-дефляционное районирование почв В.И. Ознобихиным
и А.М. Дербенцевой. Созданы учебники и учебные пособия (А.М. Ивлев, А.М.
Дербенцева, 1993; А.М. Ивлев, Л.Т. Крупская, А.М. Дербенцева, 1993,1996;
А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, 2002, 2004; В.Т. Старожилов, Л.Т. Крупская,
А.М. Дербенцева и др., 2009; К.П. Березников, Н.А. Сакара, Л.Т. Крупская,
А.М. Дербенцева и др., 2009).
Методические аспекты эрозионных явлений рассмотрены в методических
разработках по определению морфологии эродированных почв (А.М.
Дербенцева, 1993; А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, 1993; В.Т. Старожилов, А.М.
Дербенцева, В.И. Ознобихин и др., 2008).
Таким образом, эрозия почв как проблема становится известной не
только кругу научных работников, но и практикам сельского хозяйства,
мелиораторам.
Изучением эрозионных процессов в бассейнах рек, помимо почвоведов,
занимались и гидрологи, которые использовали данные наблюдений
Гидрометслужбы за твердым стоков, либо провели собственные исследования.
Так стационарные наблюдения за взвешенными наносами временных и
постоянных водотоков в различных районах Дальнего Востока
организовывались разновременно. Первые наблюдения были организованы на
территории Приморского края в 1937 году в пяти пунктах, впоследствии их
организовано десять. По результатам исследований делается оценка талой
снеговой воды, талодождевой, дождевой и ледниковой как составляющих
смыва и руслового размыва. При изучении взвешенных и влекомых наносов,
количественно оценивается интенсивность развития эрозионных процессов и
величина смыва с поверхности речных водосборов. Обобщающие сведения о
стоке взвешенных наносов приводятся в работах Г.И. Шамова и Г.В. Лопатина.
Шамов Г.И. в 1949 году составил карту мутности рек всей территории СССР,
которая им была уточнена в 1956 году. На этой карте для территории Приморья
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
3
выделены две зоны мутности с величинами 25-50 и 100-250 г/м . В
1955 году Г.В. Лопатиным была опубликована карта мутности рек Советского
Союза, дополненная зонами мутности рек Сибири и Дальнего Востока с
использованием более длительных рядов наблюдений. На ней выделено также
две зоны: с мутностью менее 20 г/м3 и 50-100 г/м3. Эта карта вошла в
«Географический атлас Мира» (1964). В 1963 году М.Я. Прытковой выполнено
картирование мутности воды рек Приморья и выделены три зоны: с мутностью
менее 50, 50-100 и 100-200 г/м3. Работой по анализу и обобщению сведений по
стоку взвешенных наносов занималась А.И. Степанова. Еѐ кандидатская
диссертация посвящена исследованию условий формирования и режима стока
наносов рек бассейна Тихого океана (1971). Ею же написана глава «Сток
наносов» в книге «Ресурсы поверхностных вод СССР» (Приморье).- М.:
Гидрометеоиздат. 1971. Т.18, вып.3.
Полученные Г.И. Шамовым, Г.В. Лопатиным, М.Я. Прытковой
выводы были использованы А.И. Степановой при составлении
соответствующих карт мутности рек Приморского края. Теоретические
обоснования картографического материала изложены в работах:
- Гарцман И.Н., Карасѐв М.С., Степанова А.И. (1975)
«Индикативные свойства удельных валовых показателей речной сети и
их геологическая интерпретация»;
- Гарцман И.Н., Карасѐв М.С., Степанова А.И., Лобанова Н.И.
(1975) «Эрозионная активность рек Дальнего Востока и твердый сток в
Дальневосточные моря»;
- Степанова А.И., Карасѐв М.С., Лобанова Н.И. (1979) «Суммарный
вынос твердого стока реками Приморья в Японское море».
В связи с изданием справочника «Ресурсы поверхностных вод
СССР» выполнен анализ и обобщены материалы наблюдений за стоком
взвешенных наносов всей рассматриваемой территории. Для данного
справочника раздел «Сток наносов» с использованием материалов
наблюдений по 1966 г. составлен А.И. Степановой.
Исследованиям по твердому стоку, возникающему под
воздействием ливневых осадков, уделяли внимание Г.В. Диденко, Р.П.
Бочкарѐва (1979); В.А. Чудаева и А.И. Степанова (1980, 1980а); А.И.
Степанова, В.А. Чудаева, Н.М. Алесик (1991); Н.Н. Бортин, М.М.
Раткевич, А.И. Степанова, И.В. Курасова (1988); В.Н. Глубоков, Ф.И.
Матвеева, И.Н. Павлов, М.С. Фомин (1979). Исследуя влияние
тайфунных осадков на территорию юга Дальнего Востока, ученые
пришли к выводу о возникновении сильных наводнений под влиянием
мощных ливней и обильному сносу в водные потоки твердого
материала, вплоть до образования селевых потоков.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
Расчеты по более длинным рядам наблюдений за стоком
взвешенных наносов приведены в «Ресурсах поверхностных вод.
(Основные гидрологические характеристики») с периодом наблюдений
до 1985 г. В Гидрологических ежегодниках за 1986-2000 гг. также
приводятся результаты систематических наблюдений за твердым
стоком
наносов.
Но
в
связи
с
сокращением
сети
гидрометеорологических наблюдений к 1999 году осталось всего 2
пункта с наблюдениями за стоком наносов. Наиболее уточненные
данные по стоку воды приведены в работе Бобрик К.П., Лисиной И.А
(2001).
В настоящее время расчет параметров среднемноголетнего стока
взвешенных наносов производится по методикам с использованием
«Международного руководства по методам расчета основных гидрологических
характеристик» (1984).
Остановимся на исследованности осадков, главной составляющей
эрозионного процесса. Исследования осадков на территории Приморья
проводилось разными авторами в основном в рамках прогностических работ и
климатологических обобщений. Исследовалось общее количество осадков за
год и интенсивности осадков по периодам (теплый и холодный). Так в работе
А.А. Заниной (1958) отмечается, что неравномерное распределение осадков по
территории Приморья по сезонам года объясняется различными
циркуляционными и физико-географическими особенностями, а также
муссонным характером климата. Из источника «Климатические параметры …»,
(1979) узнаѐм, что весной малоподвижные антициклоны вызывают длительные
периоды с моросящими относительно небольшими осадками. Летом, особенно
во вторую его половину, для данной территории характерны вхождения
интенсивных южных циклонов (тайфунов), приносящих обильные дожди.
В работе В.А. Архангельской (1959) более детально изучены и описаны
особенности перемещения и эволюции западных и юго-западных циклонов в
районе Сихотэ-Алиня, влияние Сихотэ-Алиня на характер воздействия летнего
охотоморского антициклона на развитие синоптических процессов и на погоду
в прилегающих районах, деформация фронтов и влияние орографии на
распределение осадков в южном Приморье летом, а также генезис
атмосферных осадков в районе Сихотэ-Алиня. В.С. Калачикова и Е.В.
Николаева (1983) показали связь форм циркуляции на Дальнем Востоке с
избытком и дефицитом осадков в течение месяца. Для этого ими была
посчитана повторяемость форм циркуляции отдельно для экстремально
влажных и сухих месяцев и для месяцев со смешанной аномалией осадков. В
другой работе этих авторов (1983) утверждается, что большую роль в режиме
летних осадков в Приморье играют южные циклоны и тайфуны. При
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22
исследовании экстремально влажных и сухих месяцев установлено,
что в марте и апреле в два раза чаще бывает дефицит осадков, чем избыток. В
октябре отмечается небольшое превышение влажных месяцев над сухими.
Г.В. Свинухов и Т.И. Воробьева (1983) выявили критерий аномальных
месячных сумм осадков. Рассчитали среднюю повторяемость аномалий осадков
по месяцам и повторяемость месячных аномалий осадков различных значений.
Определили вероятность сохранения аномалии осадков меньше и больше
нормы в течение нескольких месяцев подряд.
А.А. Пинскер (1983) изучил режим и условия формирования значительных
и сильных дождей в Приморском крае с мая по сентябрь, а также
продолжительность значительных и сильных дождей.
По материалам наблюдений над осадками с апреля по сентябрь 1955-1964
гг. А.А. Календов (1968) рассмотрел повторяемость обложных, ливневых и
моросящих осадков в дневное и ночное время в южной части Приморского
края. Он исследовал изменение вероятности выпадения осадков в
последовательные полусутки после их первого появления и на основе
найденных закономерностей дал некоторые рекомендации к прогнозу осадков.
В.В. Крохин (1998) исследовал закон распределения и проанализировал
многолетние климатические тренды временных рядов месячных сумм осадков
по станциям юга Дальнего Востока. Провел пространственную типизацию
полей месячных сумм осадков, а также выявил информативные предикторы для
прогноза полей осадков различных классов на основании доступной
гидрометеорологической информации. В другой работе этого автора (2000)
обсуждаются вопросы подбора наилучшего преобразования, учитывающего
распределение аномалий месячных сумм осадков, а также предлагается
районирование территории по этим данным на примере территории Приморья.
На основании нормализованных с помощью преобразования «√х» данных
произведена попытка объективного районирования территории Приморского
края для сезонов года. В статье «Физико-статистический способ прогноза
месячных сумм осадков …» (Крохин, 2000) обсуждаются возможности
прогноза месячных сумм осадков для теплого времени года на примере
нескольких станций Приморья. Показана возможность прогноза аномалии сумм
осадков за месяц по станциям на основе обнаруженных значимых асинхронных
связей между значениями этих аномалий и вышеописанными предикторами с
месячной и нулевой заблаговременностью.
Т.В. Смолянкиной (2000) был проведен анализ особенностей
распределения месячных сумм осадков по 14 станциям Приморья за период с
1949 по 1993 годы. Рассмотрены циркуляционные особенности в годы со
значительными аномалиями осадков и произведено сравнение с многолетними
полями давления воздуха на уровне моря и поверхности АТ500 с целью
выявления различий между ними.
Обобщенные климатические характеристики приведены в «Справочнике
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
23
по климату СССР»: вып. 26 (1968), в котором использованы
наблюдения метеорологических станций над атмосферными осадками за
период 1891-1965 гг. по 216 станциям и постам. В справочнике количество
осадков представлено месячными суммами осадков, суммами осадков за
холодный (ноябрь-март) и теплый (апрель-октябрь) периоды и за год. Для этих
периодов даны средние величины и суммы осадков различной вероятности.
Кроме того, осадки охарактеризованы максимальной величиной за сутки.
В 1988 году выпущен «Научно-прикладной справочник по климату СССР»
(серия 3), который содержит результаты климатологической обработки
наблюдений, проведенных на 37 метеорологических станциях с длительными и
однородными рядами наблюдений. Данные в нем представлены в виде таблиц
статистических характеристик различного временного разрешения: за месяц,
сутки и по срокам. Характеристики месячного разрешения рассчитаны за годы
внутри периода 1881-1980 гг. Экстремальные данные получены за период 18811985 гг. Характеристики суточного разрешения рассчитаны за период 19361980 гг., разрешение по срокам – за период 1966-1980 гг. Так же в нем
содержатся новые климатические показатели: средние квадратические
отклонения,
коэффициенты
асимметрии,
корреляционные
функции,
характеристики
выбросов
(непрерывная
продолжительность
метеорологической величины выше или ниже заданного уровня). Эти данные
дают представление об основных закономерностях режима метеорологических
величин и позволяют перейти практически к любым прикладным
специализированным характеристикам.
Обзор литературы за все время изучения стока наносов по территории
Приморья показал, что на данной территории развиты русловая эрозия
временных водотоков, русловая эрозия постоянных водотоков – боковая и
глубинная. В результате этих процессов огромное количество эрозионного
материала в виде твердого стока по временным и постоянным водотокам
поступает в конечные бассейны – дальневосточные моря. Как видим, в течение
всего периода шло постепенное накопление материала, дающего возможность
оценить характер процессов эрозии и величины поверхностного стока. Это и
заставило ученых заняться изучением процессов эрозии на Дальнем Востоке,
выделив эта направление в самостоятельную научно-теоретическую
и
практически-прикладную проблему.
К настоящему времени составлена карта-схема современной и
потенциальной опасности эрозии и дефляции почв Приморья и произведено
эрозионно-дефляционное районирование почв В.И. Ознобихиным и А.М.
Дербенцевой, созданы учебники и учебные пособия (А.М. Ивлев, А.М.
Дербенцева, 1993; А.М. Ивлев, Л.Т. Крупская, А.М. Дербенцева, 1993,1996;
А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, 2002, 2004)
Методические аспекты эрозионных явлений рассмотрены в методических
разработках по определению морфологии эродированных почв (А.М.
Дербенцева, 1993; А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, 1993).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
24
Наступил этап использования данных о различных видах эрозии
и дефляции почв для разработки почвозащитных мероприятий. Ещѐ первые
исследователи эрозионных процессов на Дальнем Востоке указывали на
необходимость борьбы с ветровой эрозией путем полезащитного
лесоразведения (Колосков, 1924; Иозефович, 1931). В.А. Ивашкевич (1927)
обосновывал необходимость облесения прирусловой полосы водоохранного
значения в поймах рек и водораздельной части верховий водосборных
бассейнов. Большое внимание борьбе с эрозией почв уделял А.И. Качияни
(1946). Он писал о необходимости ограждения склонов нагорными канавами, о
введении в культуру трав, правильное размещение полей по рельефу и о других
мероприятиях. Т.П. Самойлов (1946), обращая внимание на борьбу с эрозией,
специально изучал влияние различных способов посадки плодово-ягодных
культур на устойчивость почв горных склонов. А.П. Селиванов (1956, 1959)
составил список почв Амурской области, нуждающихся в борьбе с эрозией.
Н.А. Качияни (1959) писал о необходимости проведения некоторых
агротехнических и лесомелиоративных мероприятий при окультуривании почв
южной части Зейско-Буреинского междуречья. В.И. Евцихевич (1959) выявил
причины проявления эрозии в условиях Хабаровского края и дал конкретные
рекомендации по борьбе с ними.
Г.Ф. Стариков (1960), изучая защитные свойства леса, пришел к выводу о
том, что противоэрозионные свойства леса не ограничиваются лишь
ослаблением силы поверхностного стока осадков. Лесная растительность,
подчеркивал он, исключает развитие процессов и ветровой эрозии почв.
Поэтому Г.Ф. Стариков настаивал на необходимости восстановления,
сохранения и улучшения лесов вдоль морских побережий и вдоль рек
советского Дальнего Востока.
Особо следует отметить и подчеркнуть принципиально важное замечание
Б.Ф. Косова (1963) о том, что приѐмы, перенесенные из Европейской зоны, в
условиях Дальнего Востока редко оправдывают себя. Поэтому он делает
важный вывод, что необходимо разрабатывать свою, региональную систему
мер, учитывающую особенности этого региона.
Своеобразие Дальнего Востока заключается в особенностях муссонного
климата и горно-долинного рельефа в сочетании с тектоническими впадинами,
что создаѐт предпосылки для активного проявления эрозионных процессов в
самых разнообразных формах. К этому следует добавить, что на этой
территории,
наряду
с
широко
распространенными
лесными
и
сельскохозяйственными угодьями, имеются и такие своеобразные ландшафты,
как морские побережья и уникальный дюнный пояс северо-запада Сахалина.
Специфика охраны этих земель освещена в работах В.С. Петренко (1980) и
Н.Н. Кононовой (1980).
Принципиально важные основы охраны сельскохозяйственных земель
высказаны А.М. Ивлевым (1980). Он подчеркивал, что в условиях Дальнего
Востока мелиоративные системы следует проектировать и создавать с учетом
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25
водного режима целостных природно-территориальных комплексов, а
не отдельных хозяйств. Особой задачей следует считать охрану почв от
экстремальных воздействий, в частности, от развития эрозионных процессов,
возникающих частично в результате стихийных бедствий, неправильного
землепользования.
Для Дальневосточного региона в 1974 г. проектными институтами
системы Гипрозем разработаны Генеральные схемы противоэрозионных
мероприятий, которые затем (1983 г.) откорректированы в соответствии с
новыми методиками и указаниями, а также в связи с реально изменившейся
эрозионно-дефляционной обстановкой за прошедший десятилетний период.
Надо сказать, что новая серия Генеральных схем не была использована
практиками сельского хозяйства и других отраслей в полную меру.
Рекомендации по борьбе с водной эрозией на Дальнем Востоке, их
теоретическое и практическое обоснование, технологические карты
лесозащитных полос приводятся в работе «Временные рекомендации по защите
почв от водной и ветровой эрозии на Дальнем Востоке» (1977), а также в
разработках А.М. Дербенцевой (1980); А.М. Дербенцевой и В.И. Ознобихина
(1983); А.М. Дербенцевай, Е.Н. Ничепоренко, В.И. Ознобихина (1980, 1982);
А.М. Дербенцевой, Н.Н. Кононовой, В.И. Ознобихина (1985); «Защита почв от
эрозии на Дальнем Востоке» (1980).
Разработке научных основ почвозащитных технологий посвятили свои
исследования А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, 1988, 1990; А.М. Ивлев, А.М.
Дербенцева, А.С. Любич, Л.А. Морякова, 1990; А.М. Дербенцева, Н.Н.
Кононова, 1990, 1997; Н.Н. Бортин, А.М. Дербенцева, 1990. Эрозионные
процессы как загрязнители окружающей среды показаны в работах Н.А.
Шабович, В.Г. Трегубова, А.М. Дербенцева (1998); А.Б. Евсеев, А.М.
Дербенцева (1998), Е.А. Гладкова, А.Б. Евсеев, А.М. Дербенцева (1998); Н.В.
Шабович, А.М. Дербенцева (1998); А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева, А.И.
Степанова (2003); А.И. Степанова, А.М. Дербенцева, Л.Т. Крупская (2006); В.Т.
Старожилов, А.М. Дербенцева, В.И. Ознобихин, Л.Т. Крупская, А.И. Степанова
(2008); Т.И. Матвеенко, А.М. Дербенцева, В.Т. Старожилов, А.И. Степанова
(2009).
Обзор литературы за все время изучения стока наносов по территории
Приморья показал, что на данной территории развиты русловая эрозия
временных водотоков, русловая эрозия постоянных водотоков – боковая и
глубинная. В результате этих процессов огромное количество эрозионного
материала в виде твердого стока по временным и постоянным водотокам
поступает в конечные бассейны – дальневосточные моря. Как видим, в течение
всего периода шло постепенное накопление материала, дающего возможность
оценить характер процессов эрозии и величины поверхностного стока. Это и
заставило ученых заняться изучением процессов эрозии на Дальнем Востоке,
выделив эта направление в самостоятельную научно-теоретическую
и
практически-прикладную проблему. Методы, применяемые в эрозиоведении,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
26
частично заимствованы из других направлений почвоведения, а также
из метеорологии, гидрологии, геоморфологии, грунтоведения, гидромеханики,
гидравлики. К специфическим методам эрозиоведения можно отнести метод
наблюдения за смывом почвы на стоковых площадках. В настоящее время
интенсивно ведутся исследования по разработке теоретических основ
эрозиоведения. При этом выделяются 4 основных направления:
- развитие теории единого эрозионно- аккумулятивного процесса;
- исследование особенностей формирования и движения взвесенесущих
водных потоков на поверхности почвы и воздушных – в приповерхностном
слое атмосферы;
- разработка теории противоэрозионной и противодефляционной
стойкости почв;
- создание экспериментально-теоретических моделей эрозии почв на
основе знания механизма процесса с учетом достижений в первых трех
направлениях.
Одновременно интенсивно развивается эмпирическое направление в
эрозиоведении, в основе которого лежит выяснение количественных
закономерностей влияния, так называемых, «факторов эрозии» (климата,
рельефа, почвы, растительности и хозяйственной деятельности человека) на
интенсивность водной и ветровой эрозии почв.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
27
3.
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ
ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ
Нормальная эрозия является практически постоянным спутником
развития всех почв. Она может проявляться в виде плоскостного смыва (сноса)
тонкоилистого материала или в виде геохимического стока.
Эрозия почв обычно начинается с поверхностного смыва почвенных
частиц, смыв может быть в виде капельной эрозии, сплошного поверхностного
смыва, в виде сплывания почвы. За смывом обычно следует размыв, который
может быть струйчатым, бороздково-струйчатым, затем образуется овраг.
Начинается же разрушение почвенных агрегатов с капельной эрозии, которая
возникает под воздействием свободно падающих капель дождя. До 30%
энергии падающая капля расходует на разрушение почвенных комочков. Вынос
частиц может происходить и под воздействием ветра на почвах, лишенных
растительного покрова, каковыми, в основном, являются пахотные почвы или
почвы агроландшафтов. Явления эрозии и дефляции могут возникать на
пастбищах, где изрежен растительный покров. Дальность переноса тонкоилистых частиц ветром зависит от силы и скорости ветра, а также от размера
частиц. И в том, и в другом случаях заметных изменений в почвах не
происходит, так как в соответствии с законом равновесия, почвенный профиль
сохраняет свою устойчивость. Поэтому нормальную эрозию, как и дефляцию
мы относим к категории понятия «деградация почв». Особое место в
нарушении нормального развития и функционирования почв занимают
процессы ускоренной эрозии. Ускоренная эрозия возникает и активно
развивается, когда количественная масса внешнего воздействия выше
критической величины устойчивости почв против разрушения. В том случае и
начинаются процессы смыва и размыва почвы, активное развитие которых и
могут привести к потере одного или нескольких генетических горизонтов.
Чтобы сохранить всеобщность использования термина «деградация почв»
в почвоведении, следует этот термин понимать (повторим!) как медленное,
постепенное ухудшение различных свойств почв, ведущих к снижению
плодородия: в содержании гумуса - дегумификация, химических свойств химическая деградация, (включая химические загрязнения), физических
свойств - физическая деградация, ухудшение биологических свойств биологическая деградация, вынос тонкоилистых частиц из поверхностных (как
правило, гумусных) горизонтов почв под влиянием ветра или поверхностного
стока - механическая деградация. Механическая деградация почв, связанная с
эрозионными процессами на территории Приморья, отмечалась многими
авторами (Рынков, 1971; Дербенцева, Ознобихин, 1975, 1978, 1985; Морякова,
1979; Короткий, 1983; Ивлев, Дербенцева, 1985; и др.).
Важную роль в развитии процессов эрозии играет климат, который
формируется под воздействием различных по генезису воздушных масс.
Следующее место среди факторов эрозии почв занимает горный и увалистый
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
28
рельеф, слабая водопроницаемость почвогрунтов, ливневый характер
летних осадков, режим рек, которые полностью зависят от осадков. К
отличительным особенностям относятся:
1) отсутствие эрозии почв от весеннего снеготаяния (по
среднемноголетним данным), так как снежный маломощный покров сходит, не
образуя эрозионно-опасных потоков воды;
2) приуроченность эрозионных процессов на период наибольшего
вегетативного развития сельскохозяйственных культур и естественной
растительности, вследствие образования мощного поверхностного стока из-за
муссонных ливней.
Немаловажную роль играет и антропогенный фактор. По уточненным
полевым, лабораторным исследованиям и литературным источникам
различными видами эрозии поражено следующее количество площадей
(табл.1).
Таблица 1
Количество земель, пораженных различными видами эрозии
( Евсеев, Васильева, Дербенцева, 1999)
Вид эрозии
Степень пораженности и площадь в тыс. га
слабая
112
средняя
30
сильная
9
Речная
Ирригационная
Струйчатая
36
24
48
7
8
10
12
5
3
Овражная
10
5
1
230
60
30
Плоскостная
∑ 320 тыс. га
Наиболее поражены различными формами эрозии сельскохозяйственные
земли. В зависимости от степени освоенности различных хозяйственных зон, к
наиболее эродированным территориям относятся Уссурийский, Спасский,
Кировский, Хорольский, Михайловский районы, к среднеэродированным Хасанский, Ханкайский, Шкотовский. Партизанский, Пограничный, к районам
со слабым проявлением эрозионных процессов относятся Дальнереченский,
Яковлевский, Анучинский, Надеждинский, Дальнегорский районы.
На территории края все почвы эрозионно уязвимы. Одни из них, такие как
бурые
лесные,
подбелы,
буро-подзолистые
подвержены
влиянию
преимущественно линейной эрозии, лугово-дерновые - плоскостной, луговые
глеевые - ирригационной, аллювиальные - речной. Степень пораженности той
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
29
или иной территории зависит от освоенности ее, то есть от ее
антропогенной нагрузки.
3.1. Влияние эрозионных процессов на некоторые физические
свойства почв
Подбелы. Из физических свойств почв в противоэрозионном отношении
структура занимает особое место. Она влияет как на впитывание вод в почву,
на поверхностный сток и смыв так и на устойчивость почв к размыву.
Неэродированные подбелы по гранулометрическому составу в верхней части
профиля относятся к легким глинам, а в средней - к тяжелым глинам. В составе
гранулометрических фракций преобладает мелкая пыль (до 26 %) и мелкий
песок (до 23 %). В верхних горизонтах количество физического песка достигает
48 %, а в нижних 31 %. Вниз по профилю увеличивается количество
физической глины (до 84 % в горизонте В). Гранулометрический состав
позволяет судить об устойчивости почв к размыванию. Общеизвестно, что
наличие значительного количества крупнопылеватой фракции уменьшает сопротивляемость почв. Высокое содержание илистой фракции, способствуя
образованию прочной структуры, увеличивает стойкость почв к эрозии. В
оценке влияния смыва на гранулометрический состав почв исследователи
имеют разное мнение. Одни считают, что с увеличением степени смытости он
облегчается, другие - что остается без изменения, третьи - что утяжеляется.
М.Н. Заславский (1964, 1979, 1987) отмечает, что на гранулометрический
состав средне - и сильноэродированных почв большое влияние оказывают
литологические особенности почвообразующих пород. В исследованных
почвах значительное содержание ила в сильноэродированных разностях не
повышает их устойчивость. Содержание водопрочных агрегатов размером
более 1 мм в пахотных горизонтах сильно эродированных почв в 1,5 - 2 раза
меньше, чем в неэродированных. По-видимому, только наличие фракции,
способной образовывать устойчивые агрегаты, является недостаточным
условием для создания прочной структуры в эродированных почвах. Резкое
ухудшение структуры подбелов объясняется вовлечением в пахотный горизонт
осветленных подпахотных горизонтов со слоистой, слабо водоустойчивой
структурой, которая при механических обработках почв рассыпается. В этом
отношении самой неблагоприятной является структура подбелов (Евсеев,
Дербенцева, 1999).
Коренное изменение гранулометрического состава почв происходит лишь
при полном смыве горизонтов А и А2g в период интенсивных ливневых
дождей. В этом случае под влиянием склонового стока пахотный слой теряет
постепенно наиболее ценные мелкозернистые частицы и водопрочные
агрегаты. Смыв горизонтов А и А2g приводит к поднятию на дневную
поверхность нижележащих горизонтов почвы и, в частности, иллювиального
горизонта В. Это поднятие довольно четко прослеживается по данным
гранулометрического состава несмытых и смытых почв. По мере увеличения
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
30
смыва горизонт В поднимается у среднесмытых до глубины 38 см
против 50 см у несмытых почв.
А. Д. Воронин и М.С. Кузнецов (1970) при установлении размываемости
различных почв вывели зависимость: интенсивность смыва находится в тесной
корреляции с отношением коэффициента дисперсности к гранулометрическому
показателю структурности. Величина, обратная этому отношению, называется
показателем противоэрозионной стойкости. Для подбелов показатель
противоэрозионной стойкости находится в интервале от 12 до 17. По оценке
данной степени почвы относятся к недостаточно стойким.
Лугово-дерновые почвы. Неэродированные лугово-дерновые почвы по
гранулометрическому составу в верхней части, как по всему профилю
среднеглинистые. В гумусовом горизонте преобладает фракция средней пыли
(до 20%), вниз по профилю содержание средней пыли уступает место мелкой
пыли (до 30%). При развитии эрозионных процессов под влиянием жидких
осадков происходит вынос прежде всего крупных частиц (размером 1,00,25мм). Лишь при сильной степени эрозии, когда смыто до 40-50см верхней
части профиля, выносятся преимущественно частицы размером 0,05-0,01мм
Поведение илистой фракции таково: в гумусовом горизонте процент еѐ
достигает 10, в нижележащем (осветлѐнном)-8, в горизонтах В1 и В2
соответственно 46 и 38, в ВС – 34, C – 26%. В лугово-дерновых почвах резкое
изменение гранулометрического состава по илистой фракции наблюдается
только у сильноэродированных разностей. Во влиянии на структуру
эродированных почв роль осадков не одинакова. Жидкие осадки уже в момент
соприкосновения с поверхностью почвы вызывают изменения в еѐ составах.
Дожди
малой
интенсивности
способствуют
временному
структурообразованию. И, наоборот, дожди высокой интенсивности вызывают
разрушение почвенных агрегатов. Небольшой слой жидких осадков не образует
поверхностный сток и смыва почв, в то время как при большом слое дождя и
высокой его интенсивности формируется поверхностный сток и происходит
смыв и размыв почв.
3.2. Противоэрозионная устойчивость почв
Понятие противоэрозионной устойчивости почв неоднозначное. Это и
способность почвы противостоять разрушающему действию водного потока, и
устойчивость их к разрушающей энергии падающих капель дождя. Различные
исследователи по-разному оценивают показатель противоэрозионной
устойчивости почв. Так, Г.И. Швебс (1974) за еѐ основу берѐт мутность водного
потока. В.Г.Пыжов (1974) предлагает в качестве такого показателя
водопрочность структуры и сопротивляемость почвы разрушающему
воздействию лишь склонового потока. Х.П. Богданов и В.В.Сластихин (1975)
противоэрозионную стойкость почв оценивают по величине отношения объѐма
поверхностного стока к массе смытой почвы. М.Г.Кузнецов (1981) считает, что
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
31
за этот показатель следует принять величину критических скоростей
водного потока – неразмывающей и размывающей. Обстоятельный анализ
основных методов оценки устойчивости почв и эрозии дан в обзоре ―Водная
эрозия почвы‖ ФАО ООН (Soil erosion…,1965), а также в работах
Н.А.Качинского (1965), М.Н.Заславского (1966) и А.С.Козьменко (1967).
Результаты по оценке степени устойчивости почв к эрозии, полученные
разными авторами, для различных почв и разными способами, оказались
близкими.
По нашему мнению, устойчивость почв к разрушению
надѐжнее
определять как силу сцеплений почвенных частиц при полной влагоѐмкости
почв, так как сопротивление почв размыву зависит от сил сцепления почвенных
частиц.
То есть мы определили стартовое состояние почв, отражающее
гидрофизические показатели, при которых почва теряет устойчивость к эрозии
(табл.2).
Таблица 2
Показатели стартового состояния почв
Почвы
Бурые лесные
Подбелы
Лугово-дерновые
Сцепление
поверхностного
слоя капиллярноводонасыщенного
грунта, кг/см2
0,05-0,11
0.12-0.20
0.21-0.29
Нормативная
усталостная
прочность на
разрыв, кг/см2
Допускаемая
(неразмывающая)
скорость течения,
м/с
0,0018-0,0038
0.0042-0.0071
0.0074-0.0102
0,23-0,25
0.27-0.30
0.30-0.33
Результаты исследования показали, что наиболее прочно связаны
частицы у почв лугово-дернового типа.
3.3. Проявление механической формы деградации почв на различных
формах рельефа
В качестве репрезентативного участка рассматривается Хорольское
нагорье, поскольку: во-первых, почвенный покров здесь типичен для 70%
площади Приморья и характеризует наиболее подверженные эрозии
разновидности почв: буро-отбеленные, лугово-дерновые. Во-вторых,
наблюдаемая однородность гранулометрического состава почвообразующих
пород в пределах почвенных геоморфологических профилей позволяет более
чѐтко выявить влияние антропогенных факторов, действующих на всей
территории края. Наибольшее количество пахотных земель расположено на
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
32
уклонах 3-5°. Рельеф с уклонами более 2° в сочетании с муссонным
климатом способствует развитию эрозионных процессов. Однако, проявляться
они начинают после действия различных антропогенных факторов. Степень
проявления эрозионных процессов на различных элементах рельефа
неодинакова.
Форма склонов. Наблюдения показали, что развитию эрозионных
процессов способствует собирательная форма водосборов. Это обычно
продольно-вытянутые и поперечно-выпуклые склоны. Продольно-выпуклые и
поперечно-выпуклые склоны работают как рассеивающие и не способствуют
развитию эрозионных процессов.
Крутизна склонов. На всех склонах почвы разной степени смытости, а
также несмытая и намытая почвы переходят одна в другую постепенно.
Например, на крутых склонах сильносмытая почва постепенно переходит в
среднесмытую, последняя – в слабосмытую, слабосмытая – в несмытую.
Несмытая почва в переходной зоне между смытой и несмытой почвами, хотя и
имеет все генетические горизонты, но также изменена эрозией. Еѐ верхний
(пахотный) горизонт А1 (Аmax) состоит из принесенных сверху смытых частей
почвы и не имеет характерных несмытому горизонту А1(Аmax) свойств.
Экспозиция склонов. Многие, чаще южные, склоны испещрены
множеством мелких (2-10см) микроэрозионных форм – бороздами, вытянутых
параллельно через несколько метров друг от друга (рис.5).
Рис.5. Микроэрозинные формы рельефа
Глубина и степень морфологической выраженности борозд обычно
увеличивается вниз по склону. На длинных склонах при господстве линейно-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
33
плоскостного
или бороздчатого стока каждая борозда глубоко
врезается в склон. Весь сток концентрируется в бороздах, что в конечном итоге
приводит к образованию оврагов (рис.6).
3.4. Механическая деградации почв в условиях техногенеза
Оценка техногенной нарушенности почв разработана на основе
определения эталонов основных типов почв, а также результатов
экологического состояния почв техногенной системы угольных шахт
территорий городов Артѐма и Лучегорска (табл.3). Оценочная шкала имеет 5
градаций, каждой из которых присвоен балл с характеристикой степени
технической нарушенности почв и почвенного покрова. Для каждого вида
воздействия определены главные параметры признаков: степень повреждения
поверхности почвы, активность проявления эрозионных процессов, характер
нарушения почв в результате инициированных гидрологических процессов.
Рис.6. Овражно-балочная сеть, образованная из бороздкового размыва
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
34
Таблица 3
Оценка техногенной нарушенности почв
Балл
оценки
Формы нарушенности
степень повреждений
механическая
поверхности почвы
рельефнопровальноплощадная
глубинная
эрозионная
отвальная
Отбелы типичные
1
Не
нарушенные
2
Слабонарушенные
3
Средненарушенные
Нет
повреждений
Параметры
Воздействие
таксона в
отсутствует
норме, см:
А0 0-2
А1 2-17
А2 17-37
Вg 37-87
С 87-127
Локальные
Разрушение
Точечные
повреждения горизонта А0 и воздействия
выражаются в горизонта А1 гидрологическ
10% от всей
до глубины 5- их процессов.
площади
14 см.
Заметная
почвенного
просадка
таксона.
почвенного
профиля,
локально
проявляются
западины.
Очаговые
Разрушение
Очаговое
повреждения горизонтов А0,
нарушение
поверхности
А1, а также до
почвенного
на 25%
глубины 25профиля в
площади почв.
35см
результате
горизонта А2.
развития
гидрологическ
ого рельефа:
просадки,
ложбины.
Морфологиче
ские
параметры
соответствуют
таксону
На терриконах
слабо
проявление
эрозионных
явлений.
Очаги смыва и
размыва
преимуществе
нно на
платообразны
х отвалах.
На отвалах,
террасах
терриконов
усиление
эрозионных
процессов до
средней
степени:
величина
смыва для
склонов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
35
кривизной до
2° не
превышает
3см/год, для
склонов 3° до 8, 4° 12см/год.
Склоны
выполаживаю
тся.
4
Разрушенные
Почвенный
При
На
Сильнодо 50%
профиль
доминировани терриконах,
нарушенные.
поверхности перемешан до
и
отвалах
почвенного
глубины 40- гидрологическ эрозионные
покрова.
50см,
их процессов
процессы
захватывая
образовались
развиты в
горизонт Вg.
котлованы,
сильной
понижения.
степени.
Техногенные
Начинают
формы
зарождаться
рельефа в виде
крупные
отвалов,
линейные
терриконов,
эрозионные
карьеров.
формы:
промоины,
овраги.
5
Сплошное ( до
Почвенный
Основу
Проявление
Деградирован
90-100% )
профиль
рельефа
механической
ные.
разрушение
разрушен
составляют
формы
Экологически поверхности.
полностью.
гидрогенные
деградации
опасные.
формы:
почв:
прогибы,
размокание
водоемы,
пород на
выположенны
склонах
е понижения.
отвалов,
Техногенные
образование
формы
конусов
рельефа
выноса и
образовались оврагообразов
в результате
ание.
выемки
горных пород
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
36
и
складирования
твердых
отходов.
Лугово-дерновые типичные.
1
Не
нарушенные.
2
Слабонарушенные.
Нет
повреждений
Локальные
повреждения
поверхности
выражаются в
10% от всей
площади
почвенного
покрова.
Очаговое
повреждение
поверхности
на 25%
площади почв.
Параметры
таксона в
норме, см:
Адерн. 0-18,
В 18-116,
С 116-150
Разрушение
горизонта
Адерн. на
глубину
2-15см
Разрушение
горизонта
Адерн. и
горизонта В
до глубины
25-30см.
3
Средненарушенные.
Разрушение
до 50%
поверхности
почвенного
покрова.
4
Сильно-
Почвенный
профиль
перемешан до
глубины 4060см.
Воздействие
отсутствует.
Морфологиче
ские
параметры
соответствуют
таксону.
Точечное
На терриконах
воздействие
слабое
гидрологическ
проявление
их процессов.
эрозионных
Заметна
явлений: идет
просадка
ленточный
почвенного
плоскостной
профиля.
смыв.
Очаговое
На отвалах,
нарушение
террасах,
почвенного
терриконах
профиля в
усиления
результате
эрозионных
развития
процессов до
гидрологичессредней
кого рельефа:
степени.
западины,
Появляется
ложбины.
эрозионный
микрорельеф:
линейные
размоины,
бороздки,
борозды.
При
На
доминировани терриконах,
и
отвалах
гидрологическ эрозионные
их процессов
процессы
образовались
развиты в
котлованы,
сильной
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
37
нарушенные.
5
Сплошное ( до
Деградирован
90-100% )
ные.
разрушение
Экологически поверхности.
опасные.
понижения.
Техногенные
формы
рельефа в виде
отвалов,
терриконов,
карьеров.
Почвенный
профиль
разрушен
полностью.
Основу
рельефа
составляют
гидрологическ
ие формы:
прогибы,
водоемы,
выположенны
е понижения.
Техногенные
формы
рельефа
образовались
в результате
выемки
горных пород
и
складирования
твердых
отходов
пустых пород.
степени.
Склоны
испещрены
множеством
эрозионных
форм:
борозды,
вытянутые
параллельно
через
несколько
метров друг от
друга.
Проявление
механической
формы
деградации
почв:
временные
ручейковые
склоновые
потоки
транспортиру
ют большой
объѐм
твердого
стока,
содержащего
токсические
вещества.
Территория
близ
терриконов
заиливается.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
38
4. ТИПЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
4.1. Эрозия почв
4.1.1. Эрозия постоянных водотоков.
В пределах территории Приморского края на всех категориях земель
развиваются различные виды эрозионных процессов: русловая эрозия
постоянных водотоков – боковая и глубинная, русловая эрозия временных
водотоков – овражная, склоновая эрозия в выветренных коренных породах и
четвертичных отложениях. При этом большую роль играют режим и сила
воздействия на русло водного потока, размывающая способность потока,
литологический состав пород, уклон русла и крутизна склона. Русловая эрозия
постоянных водотоков (рек) вызывается относительно мощными потоками с
большими глубинами, с незначительной величиной отношения размера
слагающих русло частиц к глубине потока. Это отношение определяет
величину размывающих скоростей. Размывающими являются придонные
скорости, поэтому их участие в эрозионных размывах незначительно.
Эрозионные размывания постоянными водотоками происходят обычно в
паводки, при резких изменениях режима и увеличении энергии потока таких
рек как Раздольная, Уссури, Арсеньевка, Мельгуновка, Спассовка, Илистая. В
русловой эрозии постоянных водотоков различаются виды: боковая эрозия и
глубинная эрозия. Наибольшую опасность представляет боковая эрозия,
которая интенсивно развивается на территории Раздольнинско-Приханкайской
равнины. При боковой эрозии размываются берега, происходит их обрушение,
а выходящие из берегов паводковые воды смывают гумусовый горизонт с
прилегающих пахотных площадей, выворачивают с корнем деревья (рис. 7).
Так наводнение, вызванное ливневыми дождями летом 1999 года, нанесло
непоправимый ущерб сельскому хозяйству Приморья. Почти на 1000 гектарах
оказались полностью уничтожены посевы пшеницы, ячменя, картофеля и
овощей в шести наиболее пострадавших районах южной и центральной частях
Приморья. На остальных затопленных сельскохозяйственных угодьях почва
настолько была переувлажнена, что посадки культур на них были невозможны.
На многих площадях был смыт плодородный слой почвы. Глубинная эрозия
наблюдается в пределах горных рек Аввакумовка, Киевка, Партизанская,
Икрянка, Алексеевка, Большая Уссурка, Грязная, Литовка, Ворошиловка,
Водопадная.Она ведет к увеличению вертикальной расчленѐнности территории,
снижению базисов эрозии более мелких водотоков. Характерной особенностью
русловой эрозии временных водотоков является высокая интенсивность
разрушения пород русла за счет резкого изменения условий при периодической
его увлажнении и высыхании.
4.1.2. Эрозия временных водотоков
Среди русловой эрозии временных водотоков различается: овражная
(линейная), плоскостная.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
39
Рис. 7. Обрушение берегов постоянных водотоков
Известно, что размыв и смыв почвы ухудшают еѐ физические и
гидрологические
свойства,
снижают
плодородие
и
урожайность
сельскохозяйственных культур, приводят к заилению водных источников и
пойменных земель. Эти отрицательные последствия смыва почвы присущи как
плоскостной, так и линейной эрозии. Линейная или овражная эрозия приводит
к
ряду
специфических
последствий,
таким
как
сокращение
сельскохозяйственных угодий (рис.8), иссушению территории, образованию
оползней, разрушению коммуникаций и сооружений, усложнению рельефа
местности. На площадях, занятых оврагами, полностью уничтожается
почвенный и растительный покров. Несмотря на то, что овражная форма
механической деградации почв небольшой крутизны русел, интенсивность еѐ
довольно высокая. По нашим наблюдениям рост оврагов в длину (вершиной)
достигает 1,2 м/год, в ширину наблюдался рост оврагов до 0,2м/год. При
увеличении
количества
осадков
происходит
увеличение
энергии
поверхностного стока, следовательно, и больший рост оврагов, как в длину, так
и в ширину.
Приведем пример наблюдений за развитием оврагов. Наблюдение ведется
с 1972 года на территории Приханкайской равнины, в районе села Григорьевка.
Ландшафт изрезан серией оврагов антропогенного происхождения. На данной
территории глубина местных базисов эрозии составляет от 25 до 50 м.
Современные формы овражно-балочного рельефа являются результатом
древней эрозии и служат фоном для проявления современной эрозии.
Возникновение новых эрозионных форм в виде незаравниваемых промоин и
неглубоких оврагов происходит наиболее часто при выпадении значительных и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
40
сильных ливней. Ливневая часть таких дождей характеризуется интенсивно-
Рис. 8. Линейная форма механической деградации почв
стью 5-7 мм/мин (при слое осадков более 40 мм). Отдельную негативную роль
играет
продолжительность
процесса
промерзания-оттаивания
почв,
сопровождающаяся изменением объѐма почвенной массы, пучением грунтов,
образованием микрозападинного нанорельефа. Это приводит в периоды
потепления вначале к накоплению воды на поверхности почвы, а затем
обусловливает развитие линейных размывов, перерастающих в овраги.
Наиболее продолжительные наблюдения за мутность твердого стока и
наносами в овраге осуществлялись в овраге № 4 – наиболее типичном для
большой серии оврагов территории третьего ключевого участка. Овраг
расположен на прямом распаханном склоне северо-западной экспозиции, со
средним уклоном 50. Длина оврага около 210 м, профиль тальвега
слабовыпуклый, что является следствием геологического строения:
элювиально-делювиальные отложения имеют мощность по всей длине склона
3-4 м и подстилаются гранитами. Граниты вскрываются овражным врезом на
средней частим оврага. Конус выноса оврага подрезается рекой.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
41
Для наблюдения за формированием твердого стока и
морфологическими характеристиками русла по длине оврага выбрано 3
экспериментальных участка. Участок (А) длиной 5 м расположен в верхней
части оврага, где он прорезает подстилающую породу. В пределах этого
участка происходят ежегодные переформирования русла оврага, его
углубление и изменение в плане. Участок (Б) расположен в центральной части
оврага, имеет длину 3 м и представляет собой углубление до 3 м, созданное
основанием отвершка, с шириной по дну около 1 м. Участок (В) расположен в
приустьевой части оврага, но выше зоны подтопления рекой. Длина участка
около 7 м, ширина по дну 4-5 м.
Наблюдения за твердым стоком на трѐх участках начинались с появлением
воды в вершинной части оврага, а заканчивались с прекращением поступления
поверхностного стока. Измерения величин мутности и стока в разные сезона
теплого периода года (табл. 4) показали, что мутность потока – не стабильная
величина по всему руслу оврага. Основная часть взвеси мелкозѐма,
транспортируемая овражными потоками, откладывается на конусе выноса.
Таблица 4
Средние значения мутности твердого стока в разных частях оврага,
сформированного на буро-отбеленной почве
Участок
оврага
А - верхний
Б – средний
В - нижний
Сезон
весна
лето
осень
весна
лето
осень
весна
лето
осень
Глубина потока, м / Мутность потока, г/л
0,01 / 0,47
0,07 / 2,61
0,09 / 1,86
0,02/1,10
0,07/3,02
0,08/4,61
0,05/1,18
0,10/1,52
0,12/3,18
0,04/1,73
0,05/3,01
0,09/2,93
0,04/2,54
0,09/6,33
0,09/4,16
0,07/2,23
0,11/3,07
0,14/4,96
0,02/1,09
0,07/2,54
0,08/2,12
0,06/2,24
0,06/4,07
0,10/5,28
0,08/3,20
0,12/3,12
0,16/5,02
Проведенный анализ гранулометрического состава почв водосбора оврага
(табл.5) и материала конуса выноса (табл. 6) выявил следующее. В профиле
почв водосбора преобладают фракции ила, средней и мелкой пыли. В
почвенном материале конуса выноса преобладает фракция ила и среднего
песка. Это указывает на то, что конус выноса состоит из материала горизонтов
В2 и С.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
42
Таблица 5. Гранулометрический состав буро – отбеленных почв
Горизонт
Глубин
а
взятия
образц
а, см
Aпах
Гранулометрический состав почв (%), величина
фракций, мм
1
–
0,25
0,25
0,05
0,05
0,01
0,01
–
0,005
0,005
0,001
0 – 24
3
17
24
10
7
39
56
44
В1
24 – 42
1
3
9
28
23
36
87
13
В2
42 – 58
1
5
26
8
27
33
68
32
С
58 –
100
4
5
24
24
21
22
67
33
Менее
0,001
Менее
0,01
более
0,01
Таблица 6. Гранулометрический состав наноса в конусе выноса оврага
Гранулометрический состав почв (в %),
величина фракций, мм
Глуби
на взятия
образца, см
1
–
0,25
0 – 20
0,25
–
0,05
2 26
0,05
–
0,01
13
0,01
–
0,005
14
0,005
–
0,001
12
Сумма
частиц
< 0,001 < 0,01
> 0,01
33
41
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
43
4.2. Дефляция почв
Под дефляцией почв понимается еѐ разрушение, интенсивное
перемещение и переотложение почвенных частиц под действием ветра.
Различают два вида дефляции – нормальную и ускоренную. Нормальная
дефляция не приводит к заметным разрушениям, так как последние быстро
восстанавливаются процессами почвообразования. Ускоренная дефляция
проявляется при больших скоростях, обусловлена антропогенными факторами
и приводит к деградации почв и почвенного покрова. Основными источниками
деградированности почв ветром является скорость ветра и степень
податливости почв к дефляции или состояния распыленности верхнего слоя
почвы и наличие или отсутствие пожнивных остатков. Для разных почв
пороговая (начальная) скорость, при которой происходит движение почвенных
частиц, различна: для супесчаных он равен 3-4,5 м/с, суглинистых – 5-7,
тяжелосуглинистых – 6-9. По данным Ивлева А.М., Дербенцевой А.М. (1987) в
Приморье весной в течение 20-30 дней скорость ветра составляет 5-10м/с, что
уже вызывает активное перевеивание почв. В течение 7-15 дней весной
скорость ветра достигает 15 и более м/с, что приводит к вихревой
циклонической дефляции. Порывистость и неустойчивость направлений ветров
увеличивает их перевеивающую силу. В результате многолетних наблюдений
установлено, что к сильнодефляционноопасным территориям относятся
Пограничный, Хорольский, Ханкайский районы; к среднедефляционноопасным
– Спасский, Кировский; к недефляционноопасным – Надежденский,
Пожарский, Яковлевский, Лесозаводский.
5. МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ В АНТРОПОГЕННО ИЗМЕНЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ
5.1. Прогноз развития линейных форм эрозии с использованием
пакета программ Microsoft Excel 97
Производственный опыт и экспериментальные данные показывают, что
смыв почвы ухудшает ее физические и гидрологические свойства, снижает
плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур, приводит к
заилению водных источников и пойменных земель. Эти отрицательные
последствия смыва почвы присущи как плоскостной, так и линейной формам
эрозии.
Активизация всех видов эрозии связана, прежде всего, с режимом
выпадения осадков. Общая роль осадков в развитии эрозионных процессов на
территории Приморского края выражается, прежде всего, в создании предпосылок для оформления поверхностного стока. Из всех климатических
факторов Приморья ведущим является не только характер выпадения и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
44
распределения осадков по сезонам года, но и их количество
Многолетние данные о величине суточных осадков показывают, что
значительная их часть выпадает в виде ливней. Иногда они за 1 —2 суток дают
более 50% годовой суммы осадков. Характерны частые и интенсивные дожди с
количеством осадков более 150—200 мм за сутки. Наблюдаются дожди
продолжительностью от 5 до 24 часов, однако, отдельные из них идут
несколько суток («Ресурсы поверхностных вод СССР», 1972). Наиболее часто
возникновение новых очагов эрозии происходит при выпадении значительных
и сильных дождей. Интенсивность ливневой части таких дождей обычно
превышает 1 мм/мин, при слое осадков более 30—40 мм.
Нашими многолетними исследованиями установлено, что наиболее
напряженные периоды возможного развития эрозии являются июль, август,
сентябрь. Причем, наибольшее количество осадков в июле приходится на
южную часть Приморья. В сентябре отмечено относительно равномерное
распределение осадков на территории края. В августе максимальное количество
осадков выпадает в юго-западной части Западно-Приморской равнины.
Наибольшая вероятность выпадения ливней со слоем более 30 мм характерна
для Спасского, Пограничного, Хасанского и Дальнегорского районов.
Выдающиеся ливни выпадают в период, особую опасность они представляют
для сельскохозяйственных угодий, занятых пропашными культурами.
Аккумулирующая емкость почв, при значительном предшествующем увлажнении, обеспечивает поглощение не более 25—30 мм осадков за один
дождь.Таким образом, лучший способ борьбы с эрозионными процессами —
это прогноз их дальнейшего развития и своевременное проведение
необходимых почвозащитных мероприятий.
Овражная эрозия — очень опасный процесс, влекущий за собой быстрое,
а иногда необратимое разрушение земель на больших площадях, поэтому ее
прогнозирование является одной из важнейших задач в комплексной
программе освоения новых территорий. Однако, прогнозу овражной эрозии до
сих пор уделялось недостаточно внимания. В последние годы предприняты
первые попытки определения потенциальной овражной эрозии для ее прогноза
по объему выноса твердого стока (Косов, Зорина и др., 1976), по расчету
коэффициенте вероятностей проявления эрозии на основе данных о
современном расчленении (Губанов, 1976) и ландшафтно-картографическим
методом прогноза (Константинова, 1977).
К факторам, определяющим активацию эрозии, относится энергия
поверхностного стока, которая в случае русловой эрозии постоянных водотоков
определяется величинами их расходов, а в случае русловой эрозии временных
водотоков — количеством и интенсивностью осадков. Поэтому прогноз
развития линейной эрозии делается на основе прогноза годовой суммы осадков
для каждого выделенного по режиму выпадения осадков района.
На территории исследовании практически отсутствуют длинные ряды
активизации эрозионных явлений. На основе ежегодных наблюдений за размы-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
45
вом почв, ростом оврагов получен ряд продолжительностью 14лет (с
1973 по 1986 гг.). Использование программы Прогноз позволило продлить ряды
наблюдений на предыдущие годы (с 1955 по 1972 гг.).
В качестве исходных данных для программы использовались годовое
количество осадков и суммарный смыв мелкозема для отдельных
метеостанций. Таким образом, предсказывая годовое количество осадков,
прогнозируем суммарный смыв мелкозема. Кроме того, проведено
исследование корреляции суммарного смыва мелкозема и годового количества
осадков. Результаты показали наличие тесной линейной связи между
исследуемыми величинами (кроме метеостанции Барабаш, что обусловлено
большим разбросом данных).
Полученные данные позволяют более эффективно учитывать суммарный
смыв мелкозема, например, для исследования интенсивности роста оврагов в
длину и своевременного принятия необходимых мер по борьбе с ними.
5.1.1. Постановка задачи
Прогнозирование развития линейных и плоскостной форм эрозии почв
осуществляется при помощи программы Прогноз, версия 1.
Программа может использоваться для нахождения взаимосвязи между
годовым количеством осадков и суммарным смывом мелкозема, а также
расчета коэффициентов регрессии для каждой отдельной метеостанции,
позволяющих предсказать величину суммарного смыва мелкозема на
основании предварительного прогнозирования величины годового количества
осадков. Кроме того, программа может использоваться для продления
временных рядов на предыдущие годы и построения графиков распределения
исследуемых величин во времени и зависимости друг от друга.
Условия применения. Программа разработана для пакета Microsoft Excel 97 на
базе операционных систем Microsoft Windows 95/98/2000/NT. Для обеспечения
нормальной работы программы требуется следующая минимальная
конфигурация системы:
• CPU (процессор) класса Pentium и выше
• Оперативная память 16 Мб и выше
• Наличие 3,5" дисковода
• Операционная система Microsoft Windows 95/98/2000/NT
• Microsoft Excel 97
Алгоритм работы программы
Продление временных рядов к более длительному периоду осуществляется анализом с помощью линейной регрессии зависимой переменной
(прогнозируемая характеристика, суммарный смыв мелкозема) с независимой
переменной (годовое количество осадков):
yi=bхi+b0,, где b — коэффициент регрессии; b0 —
пересечение; хi — значение i-того наблюдения независимой переменной; уi —
значение i-того наблюдения зависимой переменной;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
46
Коэффициент регрессии. Коэффициентом регрессии называется
наклон линии линейной регрессии. Наклон определяется как частное отделения
расстояния по вертикали на расстояние по горизонтали между двумя любыми
точками прямой, то есть наклон — это скорость изменения значений вдоль
прямой.
Уравнение наклона линии регрессии имеет следующий вид:
где п — количество введенных пар значений; хi — значение
независимой переменной (годовое количество осадков); уi — соответствующее
значение зависимой переменной (суммарный смыв мелкозема).
Пересечение. Пересечением называется ордината точки пересечения
линии линейной регрессии с осью У. Уравнение для точки пересечения линии
линейной регрессии имеет следующий вид:
b0 = ~у - bх ,
где х — среднее значение независимой переменной (годовое количество
осадков); ~у — среднее значение зависимой переменной (суммарный смыв мелкозема); b—коэффициент регрессии.
Корреляционный анализ. Используется для количественной оценки
взаимосвязи двух наборов данных, представленных в безразмерном виде.
Коэффициент корреляции выборки представляет собой ковариацию двух
наборов данных, деленную на произведение их стандартных отклонений:
где
ковариация, то есть среднее произведений отклонений для каждой пары
точек данных;
стандартные отклонения.
Корреляционный анализ дает возможность установить, ассоциированы ли
наборы данных по величине, то есть, большие значения из одного набора
данных связаны с большими значениями другого набора (положительная
корреляция), или, наоборот, малые значения одного набора связаны с
большими значениями другого (отрицательная корреляция), или данные двух
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
47
диапазонов никак не связаны (корреляция близка к нулю).
Величина
R-квадрат
(коэффициент
детерминированности).
Сравниваются фактические значения у и значения, получаемые из уравнения
линейной регрессии; по результатам сравнения вычисляется коэффициент
детерминированности, нормированный от 0 до 1. Если он равен 1, то имеет
место полная корреляция с моделью, т.е. нет различия между фактическим и
оценочным значениями у. В противоположном случае, если коэффициент
детерминированности равен 0, то уравнение регрессии неудачно для
предсказания значений у. Коэффициент детерминированности вычисляется по
формуле
где
уj —j-e достоверное значение зависимой переменной; уj — j-е значение
зависимой переменной, рассчитанное по методу линейной регрессии. С
помощью величины R-квадрат можно оценить точность прогноза.
5.1.2. Руководство пользователя
а) Запустить пакет Microsoft Excel 97. Обычно он находится в меню
«Пуск - Программы — Microsoft Excel».
б) Загрузить программу Прогноз v. 1. Для этого в меню «Файл —
Открыть...» выбрать «Диск 3,5" (А:)», затем указать на имя файла (Прогноз v. I
.xls), нажать кнопку «Открыть».
в) На экране появится форма «Данные», о чем говорит название на
выделенной вкладке внизу формы. Назначение данной формы — ввод
исходных данных для расчетов и построения графиков зависимостей.
г) Вводим название метеостанции в ячейку с надписью
«Метеостанция».
д) Вводим исходные данные для годового количества осадков с 1955
года по 1986 год в предназначенные поля напротив года (рис. 8).
е) Заполняем исходные данные для суммарного смыва мелкозема с 1973
года по 1986 год (рис. 9). Автоматически осуществляется продление временных
рядов, восстановление значений суммарного смыва мелкозема для периода с
1955 года по 1972 год (для этого временного интервала года выделены
красными цифрами). Продление временных рядов осуществляется методом
линейной регрессии.
ж) Верхний блок данных автоматически отобразит величины для
корреляции, коэффициент регрессии, пересечение и коэффициент
детерминированности (R-квадрат). Данные коэффициенты будут различными
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
48
для каждой метеостанции, и будут участвовать в предсказании
суммарного смыва мелкозема на последующие годы. Коэффициент
детерминированности позволяет оценить, насколько точными являются
предсказанные коэффициенты и насколько верить дальнейшим прогнозам.
з) Для того, чтобы просмотреть графический анализ регрессии,
необходимо выделить внизу вкладку « Регрессия».
и) Вкладки «Осадки» и «Суммарный смыв» содержат графики
распределения соответствующих параметров по времени.
к)
Методика прогнозирования величины суммарного смыва
мелкозема заключается в том, что заранее прогнозируется годовое количество
осадков. Затем, на вкладке «Прогноз» в поле «Предполагаемое суммарное колво осадков» вводится планируемая величина. Чуть ниже появятся значения
прогнозируемого суммарного смыва мелкозема и точность прогноза.
л) Предсказанное значение суммарного смыва мелкозема вместе со
значением планируемого годового количества осадков вводится в таблицу на
вкладке «Данные» в соответствующее году поле. Прогнозируемые данные
выделяются автоматически зеленым цветом.
м) С получением новых достоверных данных о годовом количестве
осадков и суммарном смыве мелкозема предсказанные данные постепенно
должны заменяться на достоверные, после чего программа Прогнозv. 1
автоматически произведет пересчет всех коэффициентов и внесет
соответствующие поправки в графики зависимостей.
н) По завершении сеанса работы с программой необходимо сохранить
их на дискете. Для этого выбираем пункт меню «Файл — Сохранить как...», в
строке с именем файла вводим имя, соответствующее названию метеостанции
(например, «Барабаш»), и нажимаем «Сохранить».
о) Далее выбираем пункт меню «Файл — Выход», что приведет к
закрытию пакета Microsoft Excel 97.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
49
Рис. 8. Среднегодовые количества осадков
Рис. 9. Многолетние данные по суммарному смыву мелкозема почв
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
50
5.2. Установление зависимости количества смываемого мелкозема от
осадков с применением расчета непараметрического коэффициента
корреляции Спирмена (программа «GeoStat»)
Эрозионные процессы, возникающие при выпадении осадков на
поверхность почвы, ухудшают ее физические и гидрологические свойства,
снижает плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур, приводит к
заилению водных источников и пойменных земель. Эти отрицательные
последствия смыва почвы присущи как плоскостной, так и линейной формам
эрозии. Активизация всех видов эрозии связана, прежде всего, с режимом
выпадения осадков. Общая роль осадков в развитии эрозионных процессов на
территории Приморского края выражается, прежде всего, в создании предпосылок для оформления поверхностного стока. Из всех климатических
факторов Приморья ведущим является не только характер выпадения и
распределения осадков по сезонам года, но и их количество Многолетние
данные о величине суточных осадков показывают, что значительная их часть
выпадает в виде ливней. Иногда они за 1 —2 суток дают более 50% годовой
суммы осадков. Характерны частые и интенсивные дожди с количеством осадков более 150—200 мм за сутки. Наблюдаются дожди продолжительностью от
5 до 24 часов, однако, отдельные из них идут несколько суток («Ресурсы
поверхностных вод СССР», 1972). Наиболее часто возникновение новых очагов
эрозии происходит при выпадении значительных и сильных дождей.
Интенсивность ливневой части таких дождей обычно превышает 1 мм/мин, при
слое осадков более 30—40 мм. Выдающиеся ливни выпадают в период, особую
опасность они представляют для сельскохозяйственных угодий, занятых
пропашными культурами. Аккумулирующая емкость почв, при значительном
предшествующем увлажнении, обеспечивает поглощение не более 25—30 мм
осадков за один дождь.
По шести репрезентативным для юга Дальнего Востока метеостанциям
найдена зависимость между количеством осадков в теплый период года (ряд с
1955 по 1986 гг.) и суммарным смывом мелкозема. Рассмотрим результаты по
м/с Приморская (рис.10,11):
Метеостанция Приморская
Годы
1955
1956
1957
1958
1959
1960
Сумма осадков
теплого периода (мм)
614
652
382
423
684
561
Суммарный
смыв мелкозема
(т/га)
17,1
17,3
15,5
15,8
17,6
16,7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
51
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
701
690
542
558
396
524
418
1060
370
556
816
988
427
1228
632
540
17,7
17,6
16,6
16,7
15,6
16,5
15,7
20,2
15,4
16,7
18,5
19,6
15,3
20
17,6
16,8
Метеостанция Приморская
Г
Сумма осадков теплого
периода (мм)
1
614
Суммарный смыв
мелкозема
(т/га)
17,1
1
652
17,3
1
382
15,5
1
423
15,8
1
684
17,6
1
561
16,7
1
701
17,7
1
690
17,6
1
542
16,6
1
558
16,7
1
396
15,6
1
524
16,5
1
418
15,7
1
1060
20,2
оды
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
52
1
370
15,4
1
556
16,7
1
816
18,5
1
988
19,6
1
427
15,3
1
1228
20
1
632
17,6
1
540
16,8
1
498
15,9
1
641
17,8
1
691
18,4
1
550
16,6
1
565
17,3
1
400
16,2
1
570
19,4
1
530
15,1
1
410
15,5
1
753
18,1
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
53
1400
25
1200
20
800
15
600
10
т/га
мм
1000
400
5
200
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
1965
1963
1961
1959
1957
0
1955
0
годы
осадки
смыв
Рис. 10. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
25
20
т/га
15
10
y = 0,0063x + 13,264
R2 = 0,7985
5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
мм
Рис.11. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
достоверности аппроксимации
В статистической обработке результатов был применен расчет
непараметрического коэффициента корреляции Спирмена (программа
«GeoStat»)
Проверка гипотезы о наличии корреляционной связи заключается в
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
54
расчете выборочных оценок исследуемых характеристик x, y и
оценке значимости их отличия от нуля.
Использование коэффициента корреляции Пирсона возможно только при
наличии линейной связи между переменными и нормальным распределением
значений x, y . Но эти условия выполняются далеко не всегда. С другой
стороны, в геологии и геофизики множество явлений и признаков которым
нельзя дать количественную оценку, но можно использовать порядковую
шкалу. Во всех названных случаях следует пользоваться коэффициентом
ранговой корреляции Спирмена. Расчет такого коэффициента корреляции не
требует нормальности распределения и линейной зависимости от переменных,
и он может быть применен как к количественным, так и порядковым
признакам.
Рис. 12. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га))
Идея коэффициента ранговой корреляции Спирмена заключается в том,
что все данные упорядочиваются по возрастанию переменной x , а сами
значения заменяются их рангами, затем вычисляются разностные ранги, по
которым рассчитывается коэффициент корреляции Спирмена по формуле
rs 1 6 di
n3 n
,
(1)
где – разность рангов для каждого члена выборки; n – число пар
значений ( n = 32) x, y ( x - сумма осадков теплого периода (мм), y суммарный смыв мелкозема (т/га) (рис. 12).
1.
Данные
пар
значений
упорядочиваются
по
возрастанию
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
55
переменной x .
2.
Каждому значению присваивается ранг.
3.
Если рядом числа в столбце имеют одинаковые значения, то им
присваивается средний ранг (среднее по х: 605.31 + 35.00; среднее по y : 17.09 +
0.25). Максимальный ранг не может быть больше числа пар значений x, y .
4.
Для каждой пары чисел x, y рассчитывается разность рангов (со
своим знаком).
5.
Все разности рангов суммируются, и результат подставляется в
формулу (1).
6.
Вычисленное по формуле (1) значение является ранговым
коэффициентом корреляции Спирмена (коэффициент корреляции (r): 0,929).
7.
По специальной таблице определяется критическое значение
коэффициента корреляции Спирмена rsкк (критическое значение критерия для
p = 0.05 : 0,35) для выбранного доверительного уровня a ( доверительный
интервал для r: [ 0.873 , 0.961 ] и уровень значимости для r: 0 ) и заданного
объема выборки.
Если критическое значение
rsкк критерия
Спирмена меньше чем
расчетное rs (расчетный критерий для r: 0,929), то различия считаются
статистически значимыми.
Для наибольшей достоверности статистической обработки результатов
был применен параметрический коэффициент корреляции Пирсона (программа
«GeoStat»)
Этот коэффициент применяют при решении многих геологогеофизических задач, когда исследователей интересует теснота связи между
двумя какими-либо признаками или явлениями. При анализе рассматриваются
пары значений обеих признаков, т.е. выборка представляет собой совокупность
пар значений x i , y i . Числовая мера, отражающая силу связи, носит названия
коэффициента корреляции, а методы, позволяющие оценить ее количественно –
корреляционным анализом. Обычно под термином корреляция понимают
коэффициент корреляции Пирсона, который предназначен для описания
линейной связи между количественными признаками. Его часто применяют к
любым данным, получающимся при классификации по двум признакам,
причем это делается часто совершенно неверно, т.к. для его использования
необходимо выполнение некоторых довольно-таки жестких условий.
Для обнаружения связи между парой явлений чрезвычайно полезно
использование коэффициента корреляции Пирсона, но им следует пользоваться
очень осторожно, чтобы избежать неверных выводов. Для его применимости
необходимо, чтобы выборка, составленная из пар, следовала двухмерному
нормальному закону распределения. Однако статистические критерии, по
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
56
которым можно с уверенностью судить о нормальности двухмерного
распределения, требуют серьезных вычислительных затрат и на практике
практически неприменимы. Обычно ограничиваются тем, что на величины X
и Y , из которых составлены пары, накладывают условия нормальности
распределения. В этом случае имеются достаточные основания для
использования коэффициента корреляции Пирсона. Однако, часто и это
условие не выполняется, т.к. одна из величин следует своему закону
распределения, который может сильно отличаться от нормального.
Таким образом, для применения корреляционного анализа величины X и
Y , образующие пары, должны быть распределены нормально.
Коэффициент корреляции Пирсона (обозначается буквой r )
есть
показатель связи между переменными X и Y . Он может изменяться только в
определенных ограниченных пределах: от 1 до 1 . При r 0 корреляция
отсутствует, а данные во всех строках следуют одному и тому же закону
распределения, данные в столбцах также следуют одному и тому же своему
закону распределения (как правило, распределения по строкам и столбцам не
совпадают). Если r 1 , то мы говорим, что корреляция является полной или
абсолютной. На практике это означает наличие функциональной зависимости
величин X и Y в виде соотношения, y ax b причем. a 0 . Таким
образом, при r 1 одна из величин пары не может свободно изменяться, если
известно значение другой.
Коэффициент корреляции характеризует генеральную совокупность
величин, составленную из пар значений x, y . Как и любые числовые
характеристики совокупности (например, математическое ожидание или
дисперсия) коэффициент корреляции r может быть оценен по выборочным
данным, причем, при повторной выборке мы получим несколько иную оценку
r , т.е. r следует некоторому статистическому закону распределения. Отсюда
следует, что можно ввести критерии значимости, которые будут
характеризовать значимость отличия наблюдаемой величины r от
теоретических значений.
Особо подчеркнем, что получить выборочное значение оценки
коэффициента корреляции r можно по любой выборке из пар значений x, y (даже без проверки на соответствие законам распределения), но использовать
данные корреляционного анализа можно только убедившись в нормальности
распределения величин составляющих пары.
Числовое значение коэффициента корреляции Пирсона определяется
формулой
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
xi x y i y
r
xi x
y
2
i
y
57
2
,
(2)
где x и y – выборочные оценки средних случайных величин X и
Y (среднее по х: 605.31 + 35.00; среднее по y: 17.09 + 0.25).
Формула (1) может быть переписана в виде
1
xi yi n
r
1
2 1
2 2 ,
2
x
x
y
y
i i
i i n
n
где n – объем выборки ( n = 32) .
xi y i (3)
Коэффициент корреляции рассчитывается по формуле:
r
n1 n 2
n1 n 2 .
(4)
При проверке гипотезы о наличии корреляционной связи очень важно знать,
какой вид распределения определяет поведение случайных величин, входящих
в двумерную систему. Если распределения отличаются от нормальных, то
необходимо
с
помощью
предварительных
операций
(например,
логарифмирования) преобразовать распределение к нормальному виду. Т.е.
прежде чем рассчитывать коэффициенты корреляции и делать выводы,
необходимо определить вид распределения, и, если оно не нормально, то
привести его к нормальному виду. Проверка выборок на нормальность
распределения:
X (критерий W-Шапиро-Уилкса = 16.286 > 5.992) - распределение
нормальное
Y (критерий W-Шапиро-Уилкса = 10.095 > 5.992) - распределение
нормальное)
В общем случае распределение коэффициента корреляции выражается
сложной формулой, однако в специальном случае, когда p 0 , распределение
имеет простую форму, причем выражение
t
r n2
,
(5)
1 r2
где r – коэффициент корреляции; n - число пар значений x, y ( x -
сумма осадков теплого периода (мм),
y
- суммарный смыв мелкозема (т/га))
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
58
(рис.13), по которым вычисляется r – совпадает с распределением
Стьюдента с n 2 степенями свободы. Такой случай имеет место, когда мы
хотим проверить значимость отличия от нуля наблюденного значения
коэффициента корреляции.
Рис. 13. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
1.
По одной из формул (2-4) находим значение эмпирического
коэффициента корреляции. (Коэффициент корреляции (r): 0,894)
2.
По формуле (5) вычисляем значение расчетного t r
Стьюдента. (Расчетный критерий для r: 10,902)
критерия
3.
По таблицам находим критическое t кр значение критерия
Стьюдента, соответствующе выбранному уровню значимости (обычно 0.05) и
числу степеней свободы равному n 2 . (Критическое значение критерия для p
= 0.05 : 2,043)
Уровень значимости для r: 0
Доверительный интервал для r: [ 0.812 , 0.941 ]
4.
Если t кр t r , то гипотеза о независимости значений x, y должна
быть отвергнута.
Рассмотрим результаты по м/с Дальнереченск (рис.14,15,16,17):
Метеостанция Дальнереченск
оды
Сумма
Г
периода (мм)
осадков
теплого
Суммарный смыв
мелкозема
(т/га)
1
955
659
5,1
571
4
626
4,7
1
956
1
957
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
59
1
958
404
2,1
717
5,7
505
3,3
686
5,4
565
4
559
3,9
453
2,7
592
4,3
601
4,4
544
3,7
562
3,9
569
4
457
2,7
834
7,1
630
4,7
588
4,6
679
5
425
1,7
488
1,9
521
3,6
660
5
522
3,9
750
5,4
670
2,8
430
1,7
1
959
1
960
1
961
1
962
1
963
1
964
1
965
1
966
1
967
1
968
1
969
1
970
1
971
1
972
1
973
1
974
1
975
1
976
1
977
1
978
1
979
1
980
1
981
1
982
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
60
1
983
400
5
700
4,2
670
2,1
448
0,5
1
984
1
985
1
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
8
7
6
4
т/га
5
3
2
1
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1071
1969
1967
1965
1963
1961
1959
1957
0
1955
мм
986
годы
осадки
смыв
Рис. 14. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
8
7
6
т/га
5
4
3
2
y = 0,0094x - 1,5916
R2 = 0,5235
1
0
0
200
400
600
800
1000
мм
Рис. 15. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
61
достоверности аппроксимации
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена
Рис. 16. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га))
Среднее по х : 577.66 + 19.14
Среднее по y : 3.85 + 0.25
Коэффициент корреляции (r) : 0,721
Расчетный критерий для r: 0,721
Критическое значение критерия для p = 0.05: 0,35
Уровень значимости для r: 0
Доверительный интервал для r: [ 0.540 , 0.838 ]
Коэффициент корреляции Пирсона
Рис. 17. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
Проверка выборок на нормальность распределения:
X
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 10.004 > 5.992)
- распределение
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
62
нормальное
Y
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 10.225 > 5.992) - распределение
нормальное
Среднее по х : 577.66 + 19.14
Среднее по y : 3.85 + 0.25
Коэффициент корреляции (r) : 0,724
Расчетный критерий для r : 5,741
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 2,043
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.544 , 0.840 ]
Рассмотрим результаты по м/с Барабаш (рис.18,19,20,21):
Метеостанция Барабаш
Г
оды
1
955
1
956
1
957
1
958
1
959
1
960
1
961
1
962
1
963
1
964
1
965
1
966
1
967
1
968
1
969
Сумма осадков теплого
периода (мм)
Суммарный смыв
мелкозема
(т/га)
912
4,6
814
4,1
722
3,7
605
3,1
972
4,8
698
3,6
933
4,7
702
3,6
652
3,3
658
3,4
677
3,5
691
3,5
581
3
1170
5,8
658
3,4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
63
1
970
1
971
1
972
1
973
1
974
1
975
1
976
1
977
1
978
1
979
1
980
1
981
1
982
1
983
1
984
1
985
1
986
593
3,1
826
4,2
1052
5,2
440
0,6
1162
5
505
0,9
663
4,8
525
2,3
688
4,4
674
4,3
580
3,2
500
2,9
540
3,8
760
4,9
700
3,4
450
2,7
1242
0,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
200
1
0
0
т/га
400
1985
3
1982
600
1979
4
1976
800
1973
5
1970
1000
1967
6
1964
1200
1961
7
1958
1400
1955
мм
64
годы
осадки
смыв
Рис.18. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
7
6
т/га
5
4
3
y = 0,0027x + 1,6042
R2 = 0,2048
2
1
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
мм
Рис.19. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
достоверности аппроксимации
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
65
Рис.20. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га))
Среднее по х : 729.53 + 36.92
Среднее по y : 3.57 + 0.22
Коэффициент корреляции (r) : 0,695
Расчетный критерий для r : 0,695
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 0,35
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.502 , 0.822 ]
Коэффициент корреляции Пирсона
Рис.21. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
Проверка выборок на нормальность распределения:
X
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 14.332 > 5.992)
нормальное
Y
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 19.770 > 5.992)
нормальное
Среднее по х : 729.53 + 36.92
Среднее по y : 3.57 + 0.22
Коэффициент корреляции (r) : 0,453
- распределение
- распределение
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
66
Расчетный критерий для r : 2,779
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 2,043
Уровень значимости для r : 0,009
Доверительный интервал для r : [ 0.180 , 0.660 ]
Рассмотрим результаты по м/с Астраханка (рис.22,23,24,25):
Метеостанция «Астраханка»
Годы
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
Сумма осадков
теплого периода (мм)
534
473
394
428
633
598
451
486
487
398
431
452
382
675
438
400
608
715
443
790
360
506
418
485
428
425
500
370
430
420
350
468
Суммарный
смыв мелкозема
(т/га)
7,1
6,4
5,6
5,8
8,2
7,8
6,1
6,5
6,5
5,5
5,9
6,1
5,3
8,7
6
5,5
7,9
9,1
5,4
10
5,1
6,3
5,5
6,2
5,9
7
6,4
5,1
8,6
5,9
5,4
5,8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
12
10
6
т/га
8
4
2
19 85
19 83
19 81
19 79
19 77
19 75
19 73
19 71
19 69
19 67
19 65
19 63
19 61
19 59
19 67
0
19 55
мм
67
годы
осадки
смыв
Рис.22. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
12
10
т/га
8
6
4
y = 0,0107x + 1,36
R2 = 0,8023
2
0
0
200
400
600
800
1000
мм
Рис.23. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
достоверности аппроксимации
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
68
Рис.24. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га))
Среднее по х : 480.50 + 18.69
Среднее по y : 6.52 + 0.22
Коэффициент корреляции (r) : 0,879
Расчетный критерий для r : 0,879
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 0,35
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.789 , 0.933 ]
Коэффициент корреляции Пирсона
Рис.25. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
Проверка выборок на нормальность распределения
X
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 15.718 > 5.992)
- распределение
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
69
нормальное
Y
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 15.847 > 5.992) - распределение
нормальное
Среднее по х : 480.50 + 18.69
Среднее по y : 6.52 + 0.22
Коэффициент корреляции (r) : 0,896
Расчетный критерий для r : 11,034
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 2,043
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.816 , 0.942 ]
Рассмотрим результаты по м/с Хорольск (рис.26,27,28,29):
Метеостанция Хорольск
Годы
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
Сумма осадков
теплого периода (мм)
440
601
378
369
686
577
460
521
540
491
540
465
285
762
406
424
624
791
345
761
385
444
370
437
455
692
793
412
668
532
461
621
Суммарный
смыв мелкозема
(т/га)
12
13,9
11,2
11,1
15
13,6
12,2
13
13,2
12,6
13,2
12,3
10,2
15,9
11,6
11,8
14,2
16,2
10,1
15
10,8
12,9
10,6
12,2
13,1
13,9
14,7
10,2
14,6
12,3
11
14,4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
т/га
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
1965
1963
1961
1959
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1957
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1955
мм
70
годы
осадки
смыв
Рис.26. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
18
16
14
т/га
12
10
8
6
y = 0,0113x + 6,8596
R2 = 0,8886
4
2
0
0
200
400
600
800
1000
мм
Рис.27. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
достоверности аппроксимации
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
71
Рис.28. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га)
Среднее по х : 523.00 + 24.85
Среднее по y : 12.78 + 0.30
Коэффициент корреляции (r) : 0,949
Расчетный критерий для r : 0,949
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 0,35
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.909 , 0.972 ]
Коэффициент корреляции Пирсона
Рис.29. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
72
Проверка выборок на нормальность распределения:
X
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 7.316 > 5.992) - распределение
нормальное
Y
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 9.216 > 5.992) - распределение
нормальное
Среднее по х : 523.00 + 24.85
Среднее по y : 12.78 + 0.30
Коэффициент корреляции (r) : 0,943
Расчетный критерий для r : 15,47
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 2,043
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.897 , 0.968 ]
Рассмотрим результаты по м/с Дальнегорск (рис.30,31,32,33):
Метеостанция Дальнегорск
Годы
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
Сумма осадков
теплого периода (мм)
686
910
735
711
1141
479
601
857
630
510
553
738
585
1024
537
688
932
1037
502
1027
402
690
624
590
604
939
701
692
Суммарный
смыв мелкозема
(т/га)
12,7
14,4
13
12,9
16,2
11,1
12
14
12,2
11,3
11,7
13,1
11,9
15,3
11,5
12,7
14,6
15,4
11,4
15
10,1
13,6
11,3
11,2
12
14,1
11,9
11,8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
73
1983
1984
1985
1986
1013
1147
764
714
14,3
15
12,6
12,7
1400
18
1200
16
14
1000
12
800
10
600
8
6
400
4
осадки
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
1965
1963
1961
0
1959
0
1957
2
1955
200
смыв
Рис.30. Графическое представление результатов наблюдений изменений
двух величин: суммы осадков теплого периода (мм) и суммарного смыва
мелкозема (т/га) по годам
18
16
14
12
10
8
y = 0,0073x + 7,509
R2 = 0,9231
6
4
2
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Рис.31. Сравнение пар значений: суммы осадков теплого периода (мм) и
суммарного смыва мелкозема (т/га), у – уравнение на диаграмме, R2 – величина
достоверности аппроксимации
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
74
Коэффициент ранговой корреляции Спирмена
Рис.32. Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции
Спирмена (х – сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв
мелкозема (т/га))
Среднее по х : 742.59 + 35.68
Среднее по y : 12.91 + 0.27
Коэффициент корреляции (r) : 0,945
Расчетный критерий для r : 0,945
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 0,35
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.900 , 0.970 ]
Коэффициент корреляции Пирсона
Рис. 33. Алгоритм вычисления коэффициента корреляции Пирсона (х –
сумма осадков теплого периода (мм), у – суммарный смыв мелкозема (т/га))
Проверка выборок на нормальность распределения:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
75
X
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 12.089 > 5.992)
распределение нормальное
Y
(критерий W-Шапиро-Уилкса = 6.484 > 5.992) - распределение
нормальное
Среднее по х : 742.59 + 35.68
Среднее по y : 12.91 + 0.27
Коэффициент корреляции (r) : 0,961
Расчетный критерий для r : 18,983
Критическое значение критерия для p = 0.05 : 2,043
Уровень значимости для r : 0
Доверительный интервал для r : [ 0.929 , 0.979 ]
Назначение модуля (Спирмена)
Модуль
предназначен
для
вычисления
непараметрического
коэффициента корреляции Спирмена для выборки состоящей из пар значений
x, y если распределение переменных не подчиняется нормальному закону или
если хотя бы одна из исследуемых переменных
является величиной
порядкового типа.
В случае если обе величины распределены нормально, а их тип
является числовым, то предпочтительнее при решении задач корреляционного
анализа применять обычный коэффициент корреляции Пирсона, хотя не
исключается и применения коэффициента Спирмена.
Непараметрический коэффициент корреляции Спирмена
Выявление корреляционных связей между различными свойствами
геологических объектов позволяет решать многие практические задачи
геологии.
Проверка гипотезы о наличии корреляционной связи заключается в
расчете выборочных оценок этих характеристик и оценке значимости их
отличия от нуля.
Как указывалось выше использование коэффициента корреляции
Пирсона возможно только при наличии линейной связи между переменными и
нормальным распределением значений x, y . Но эти условия выполняются
далеко не всегда. С другой стороны, в геологии и геофизики множество
явлений и признаков которым нельзя дать количественную оценку, но можно
использовать порядковую шкалу. Во всех названных случаях следует
пользоваться коэффициентом ранговой корреляции Спирмена. Расчет такого
коэффициента корреляции не требует нормальности распределения и линейной
зависимости от переменных, и он может быть применен как к количественным,
так и порядковым признакам.
Идея коэффициента ранговой корреляции Спирмена заключается в том,
что все данные упорядочиваются по возрастанию переменной x , а сами
значения заменяются их рангами, затем вычисляются разностные ранги, по
которым рассчитывается коэффициент корреляции Спирмена по формуле
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
76
rs 1 6 di
n3 n
,
(6)
где – разность рангов для каждого члена выборки; n – число пар
значений x, y .
Алгоритм вычисления рангового коэффициента корреляции Спирмена.
1.
Данные пар значений
упорядочиваются по возрастанию
переменной x .
2.
Каждому значению и присваивается ранг.
3.
Если рядом числа в столбце или имеют одинаковые значения, то
им присваивается средний ранг. Максимальный ранг не может быть больше
числа пар значений x, y .
4.
Для каждой пары чисел x, y рассчитывается разность рангов (со
своим знаком).
5.
Все разности рангов суммируются, и результат подставляется в
формулу (6).
6.
Вычисленное по формуле (6) значение является ранговым
коэффициентом корреляции Спирмена.
7.
По специальной таблице определяется критическое значение
коэффициента корреляции Спирмена
rsкк
для выбранного доверительного
уровня a и заданного объема выборки. Если объем выборки n 50 , то
используется критерий Стьюдента
ts который
rs
1 rs
n2
,
сравнивается
с
2
(7)
критическим
значением
распределения Стьюдента для числа степеней свободы
уровнем значимости a (обычно 0,05).
Если критическое значение
rsкк
по
m n2
таблице
и заданным
критерия Спирмена меньше чем
rs (или критическое значение t – критерия Стьюдента меньше чем
расчетное для случая n 50 ), то различия считаются статистически
расчетное
значимыми.
Назначение модуля (Пирсона)
Модуль предназначен для вычисления параметрического коэффициента
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
77
корреляции Пирсона для выборки, состоящей из пар значений x , y ,
при условии, что распределение обеих переменных подчиняется нормальному
закону.
Параметрический коэффициент корреляции Пирсона
При решении многих геолого-геофизических задач исследователей часто
интересует теснота связи между двумя какими-либо признаками или
явлениями.
При анализе рассматриваются пары значений обеих признаков, т.е.
выборка представляет собой совокупность пар значений x i , y i . Числовая мера,
отражающая силу связи, носит названия коэффициента корреляции, а методы,
позволяющие оценить ее количественно – корреляционным анализом. Обычно
под термином корреляция понимают коэффициент корреляция Пирсона,
который предназначен для описания линейной связи между количественными
признаками. Его часто применяют к любым данным, получающимся при
классификации по двум признакам, причем это делается часто совершенно
неверно, т.к. для его использования необходимо выполнение некоторых
довольно-таки жестких условий.
Условия применимости коэффициента корреляции Пирсона
Для обнаружения связи между парой явлений чрезвычайно полезно
использование коэффициента корреляции Пирсона, но им следует пользоваться
очень осторожно, чтобы избежать неверных выводов. Для его применимости
необходимо, чтобы выборка, составленная из пар, следовала двухмерному
нормальному закону распределения. Однако статистические критерии, по
которым можно с уверенностью судить о нормальности двухмерного
распределения, требуют серьезных вычислительных затрат и на практике
практически неприменимы. Обычно ограничиваются тем, что на величины X
и Y , из которых составлены пары, накладывают условия нормальности
распределения. В этом случае имеются достаточные основания для
использования коэффициента корреляции Пирсона. Однако, часто и это
условие не выполняется, т.к. одна из величин следует своему закону
распределения, который может сильно отличаться от нормального.
Таким образом, для применения корреляционного анализа величины X и
Y , образующие пары, должны быть распределены нормально.
Если мы в этом не уверены, то вместо корреляционного анализа с
использование коэффициента корреляции Пирсона мы можем воспользоваться
методами регрессии. или ранговым коэффициентом корреляции Спирмена.
Коэффициент корреляции Пирсона
Если мы уверены, что можем применить корреляционный анализ для
установления тесноты связи между парой величин X и Y , то следует
составить прямоугольную таблицу связи, строки которой – интервалы значений
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
78
величины X , а столбцы – Y . Каждая клетка такой таблицы содержит
количество значений (частоту), попадающих в совместный интервал величин
X иY.
Как уже указывалось выше коэффициент корреляции Пирсона
(обозначается буквой r ) есть показатель связи между переменными X и Y .
Он может изменяться только в определенных ограниченных пределах: от 1
до 1 . При r 0 корреляция отсутствует, а данные во всех строках следуют
одному и тому же закону распределения, данные в столбцах также следуют
одному и тому же своему закону распределения (как правило, распределения по
строкам и столбцам не совпадают). Если r 1 , то мы говорим, что корреляция
является полной или абсолютной. На практике это означает наличие
функциональной зависимости величин X и Y в виде соотношения, y ax b
причем. a 0 . Таким образом, при r 1 одна из величин пары не может
свободно изменяться, если известно значение другой, а данные в таблице связи
будут располагаться в ячейках, образующих прямую линию, причем
направление линии при r 1 – от левого верхнего угла к правому нижнему
углу, а при r 1 – от левого нижнего угла к правому верхнему углу.
Коэффициент корреляции характеризует генеральную совокупность
величин, составленную из пар значений x, y . Как и любые числовые
характеристики совокупности (например, математическое ожидание или
дисперсия) коэффициент корреляции r может быть оценен по выборочным
данным, причем, при повторной выборке мы получим несколько иную оценку
r , т.е. r следует некоторому статистическому закону распределения. Отсюда
следует, что можно ввести критерии значимости, которые будут
характеризовать значимость отличия наблюдаемой величины r от
теоретических значений.
Особо подчеркнем, что получить выборочное значение оценки
коэффициента корреляции r можно по любой выборке из пар значений x, y (даже без проверки на соответствие законам распределения), но использовать
данные корреляционного анализа можно только убедившись в нормальности
распределения величин составляющих пары.
Числовое значение коэффициента корреляции Пирсона определяется
формулой
r
xi x y i y
xi x
y
2
i
y
2
,
(8)
где x и y – выборочные оценки средних случайных величин X и
Формула (8) может быть переписана в виде
Y.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
79
1
xi yi n
r
1
2 1
2 2 ,
2
x
x
y
y
i i
i i n
n
где n – объем выборки.
xi y i (9)
Коэффициент корреляции рассчитывается по формуле:
r
n1 n 2
n1 n 2 .
(10)
При проверке гипотезы о наличии корреляционной связи очень важно
знать, какой вид распределения определяет поведение случайных величин,
входящих в двумерную систему. Если распределения отличаются от
нормальных, то необходимо с помощью предварительных операций (например,
логарифмирования) преобразовать распределение к нормальному виду. Т.е.
прежде чем рассчитывать коэффициенты корреляции и делать выводы,
необходимо определить вид распределения, и, если оно не нормально, то
привести его к нормальному виду.
Критерий значимости для коэффициентов корреляции
В общем случае распределение коэффициента корреляции выражается
сложной формулой, однако в специальном случае, когда p 0 , распределение
имеет простую форму, причем выражение
t
r n2
1 r2
,
(11)
n - число пар значений x, y по
которым вычисляется r – совпадает с распределением Стьюдента с n 2
где r – коэффициент корреляции;
степенями свободы. Такой случай имеет место, когда мы ходим проверить
значимость отличия от нуля наблюденного значения коэффициента
корреляции.
Алгоритм проверки гипотезы о независимости наблюдений.
- По одной из формул (6-8) находим значение эмпирического
коэффициента корреляции.
- По формуле (9) вычисляем значение расчетного t r критерия
Стьюдента.
- По таблицам находим критическое t кр значение критерия Стьюдента,
соответствующе выбранному уровню значимости (обычно 0.05) и числу
степеней свободы равному n 2 .
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
80
- Если t кр t r , то гипотеза о независимости значений
должна быть отвергнута.
x, y
5.3. Построение модели прогноза смываемости мелкозёма осадками
Исходные данные
Имеются результаты наблюдения изменений двух величин: суммы
осадков тѐплого периода (мм) и суммарного смыва мелкозѐма (т/га) по 32
годам: с 1955 по 1986 гг. Эти данные имеются по шести метеостанциям:
1) "Приморская", 2) "Дальнереченск", 3) "Барабаш", 4) "Астраханка",
5) "Хорольск", 6) "Дальнегорск".
Требуется по этим данным найти наиболее адекватную математическую
формулу, отражающую зависимость количества смываемого мелкозѐма от
осадков. Тогда, на основании этой формулы можно прогнозировать количество
смываемого мелкозѐма по прогнозируемому количеству суммы осадков
тѐплого периода года.
Сначала необходимо проанализировать имеющуюся информацию.
Сведѐм все данные в одну таблицу (табл. 7). В столбиках под номерами
1,2,3,4,5,6 запишем данные соответственно метеостанций: "Приморская",
"Дальнереченск", "Барабаш", "Астраханка", "Хорольск", "Дальнегорск". В
первой строчке, соответствующей каждому году, - сумма осадков тѐплого
периода (мм), а во второй строчке – суммарный смыв мелкозѐма (т/га).
Таблица 7
Информация по осадкам за теплый период года и количеству смываемого
мелкозема
№ п/п
Год
1
1955
2
1956
3
1957
4
1958
5
1959
6
1960
7
1961
1
614
17,1
652
17,3
382
15,5
423
15,8
648
17,5
561
16,7
701
17,1
2
659
5,1
571
4,0
626
4,7
404
2,1
717
5,7
505
3,3
686
5,4
3
912
4,6
814
4,1
722
3,7
605
3,1
972
4,8
698
3,6
933
4,7
Станции
4
534
7,1
473
6,4
394
5,6
428
5,8
633
8,2
598
7,8
451
6,1
5
440
12,0
601
13,9
379
11,2
369
11,1
686
15,0
577
13,6
460
12,2
6
686
12,7
910
14,4
735
13,0
711
12,9
1141
16,2
479
11,1
601
12,0
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
81
8
1962
9
1963
10
1964
11
1965
12
1966
13
1967
14
1968
15
1969
16
1970
17
1971
18
1972
19
1973
20
1974
21
1975
22
1976
23
1977
24
1978
25
1979
26
1980
27
1981
28
1982
29
1983
30
1984
31
1985
690
17,6
542
16.6
558
16,7
396
15,6
524
16,5
418
15,7
1060
20,2
370
15,4
556
16,7
816
18,5
988
19,6
427
15,3
1228
20,0
632
17,6
540
16,8
498
15,9
641
17,8
691
18,4
550
16,6
565
17,3
400
16,2
570
19,4
530
15,1
410
565
4,0
559
3,9
453
2,7
592
4,3
601
4,4
544
3,7
562
3,9
569
4,0
457
2,7
834
7,1
630
4,7
588
4,6
679
5,0
425
1,7
488
1,9
521
3,6
660
5,0
522
3,9
750
5,4
670
2,8
430
1,7
400
5,0
700
4,2
670
702
3,6
652
3,3
658
3,4
677
3,5
691
3,5
581
3,0
1170
5,8
658
3,4
593
3,1
826
4,2
1052
5,2
440
0,6
1162
5,0
505
0,9
663
4,8
525
2,3
688
4,4
674
4,3
580
3,2
500
2,9
540
3,8
760
4,9
700
3,4
450
486
6,5
487
6,5
398
5,5
431
5,9
452
6,1
382
5,3
675
8,7
438
6,0
400
5,5
608
7,9
715
9,1
443
5,4
790
10,0
360
5,1
506
6,3
418
5,5
485
6,2
428
5,9
425
7,0
500
6,4
370
5,1
430
8,6
420
5,9
350
521
13,0
540
13,2
491
12,6
540
13,5
465
12,3
285
10,2
762
15,9
406
11,6
424
11,8
624
14,2
791
16,2
345
10,1
761
15,0
385
10,8
444
12,9
370
10,6
437
12,2
455
13,1
692
13,9
793
14,7
412
10,2
668
14,6
532
12,3
461
857
14,0
630
12,2
510
11,3
553
11,7
738
13,1
585
11,9
1024
15,3
537
11,5
688
12,7
932
14,6
1037
15,4
502
11,4
1027
15,0
402
10,1
690
13,6
624
11,3
590
11,2
604
12,0
939
14,1
701
11,9
692
11,8
1013
14,3
1147
15,0
764
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
82
32
1986
Среднее значение
Коэффициент
корреляции
15,5
753
18,1
605
17,1
0,894
2,1
448
0,5
578
3,8
0,724
2,7
1242
0,5
730
3,6
0,453
5,4
468
5,8
480
6,5
0,896
11,0
621
14,4
523
12,8
0,943
12,6
714
12,7
743
12,9
0,961
Анализ исходных данных.
Визуальный анализ данных в табл. 7 позволяет утверждать, что по
каждой из станций имеется тенденция: большим значениям суммы осадков за
год соответствует больший суммарный (за год) смыв мелкозѐма. И
действительно, вычисленные коэффициенты линейной корреляции по этим
данным за 32 года наблюдений оказались соответственно равны:
r = 0.894 , для метеостанции "Приморская",
r = 0.724 , для метеостанции "Дальнереченск",
r = 0.695 , для метеостанции "Барабаш",
r = 0.879 , для метеостанции "Астраханка",
r = 0.943 , для метеостанции "Хорольск",
r = 0.961 , для метеостанции "Дальнегорск".
Причем, применение статистических критериев показывает, что эти
коэффициенты корреляции значимо отличаются от нуля, следовательно, сумма
осадков тѐплого периода и суммарный смыв мелкозѐма (за год) –
коррелированные величины, а это означает, что между этими величинами
существует зависимость.
Прежде, чем искать эту зависимость, следует
дополнительно проанализировать исходные данные.
Так как все рассмотренные метеостанции находятся на территории
Приморского края, т.е. достаточно близко друг к другу, то следует ожидать, что
величины суммы осадков в каждый конкретный год на этих метеостанциях
должны быть достаточно близки друг к другу. А так как суммарный смыв
мелкозѐма, вообще говоря, должен увеличиваться при увеличении суммы
осадков теплого периода, то следует ожидать, что характер связи между
суммарными смывами мелкозѐма на этих метеостанциях должен быть весьма
близким к характеру связи между суммами осадков тѐплого периода на
соответствующих метеостанциях. Для выявления характера этих связей нами
были вычислены коэффициенты линейной корреляции между величинами сумм
осадков тѐплого периода для каждой пары метеостанций; аналогично были
вычислены соответствующие коэффициенты линейной корреляции для
суммарного смыва мелкозѐма по данным с 1955 по 1986 гг.
Расчѐты производились по формуле:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
83
r
xy
32
32 32 32 xi yi xi yi i 1
i 1 i 1 2
2
2
32 xi xi 32 yi y i i 1
i 1
i 1 i 1 32
32
32
32
2
,
где:
r — коэффициент линейной корреляции;
x, y — осадки (или смыв мелкозѐма) двух конкретных станций;
x , y — значения сумм осадков тѐплого периода (или суммарные
xy
i
i
смывы мелкозѐма) за каждый конкретный год:
если i 1 , то год 1956,
если i 2 , то год 1957,
и т. д.
если i 32 , то год 1986.
Вычисленные значения этих корреляций представлены в табл. 8:
Номер
станции
1
2
3
4
5
6
1,000
0,259
0,786
0,831
0,685
0,513
1,000
0,242
0,513
0,763
0,762
0,473
0,256
1,000
0,188
0,385
0,354
0,425
2
0,242
1,000
0,507
0,517
0,299
0,426
0,786
0,188
1,000
0,724
0,585
0,517
3
0,513
0,507
1,000
0,652
0,519
0,571
0,831
0,385
0,724
1,000
0,707
0,516
4
0,763
0,517
0,652
1,000
0,817
0,693
0,685
0,724
0,585
0,707
1,000
0,667
5
0,762
0,299
0,519
0,817
1,000
0,664
0,513
0,585
0,517
0,516
0,667
1,000
6
0,473
0,426
0,571
0,693
0,664
1,000
В табл. 8 в первом столбике и в верхнем столбике записаны номера
метеостанций, а во всех остальных клетках – соответствующие коэффициенты
линейной корреляции между суммами осадков тѐплого периода (в верхней
строчке каждой клетки) и между суммарным смывом мелкозѐма (в нижней
строчке каждой клетки). Отметим, что для почти каждой пары метеостанций
значения коэффициентов линейной корреляции по осадкам и по мелкозѐму
очень близки между собой. Соответствующий коэффициент линейной
корреляции равен r = 0.722. Это ещѐ раз указывает на имеющуюся зависимость
между суммой осадков тѐплого периода и суммарным смывом мелкозѐма. Но
две пары станций дают существенное расхождение между значениями
коэффициентов корреляции по осадкам и мелкозѐму. Это №2 - №3
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
84
(«Дальнереченск» и «Барабаш») и №2 - №5 («Дальнереченск» и
«Хорольск»). Это навело на необходимость внимательно изучить исходные
данные станций №2, №3 и №5.
Так как все вычисленные коэффициенты линейной корреляции
положительны, то имеет место тенденция:
большим значениям одной
величины, вообще говоря, должны соответствовать большие значения другой
величины. А меньшим значениям одной величины должны соответствовать
меньшие значения другой величины. Но в показаниях станций №2, №3, №5
обнаружены «аномальные» годы, в которых сумма осадков тѐплого периода
существенно меньше среднего значения за 32 года, а суммарный смыв
мелкозѐма существенно больше среднего значения за 32 года по каждой из этих
станций. А также обнаружены «аномальные» годы другого типа, в которых
сумма осадков тѐплого периода существенно больше среднего значения, а
суммарный смыв мелкозѐма существенно меньше среднего значения. При
тщательном изучении исходных данных по остальным метеостанциям,
обнаружились «аномальные» годы и по другим метеостанциям (табл. 9, 10,
11,12).
Таблица 9
Метеостанция "Приморская":
Среднее значение
Осадки,мм
605
Смыв, т/га
171
Таблица 10
Метеостанция "Дальнереченск":
Средне
1981
е значение
год
Осадки,
578
670
1983 год
570
194
1983
год
400
1985
год
670
мм
Смыв,
3.8
2,8
5,0
2,1
т/га
Таблица 11
Метеостанция "Барабаш":
Осадки,мм
Смыв, т/га
Среднее значение
730
3,6
Таблица 12
Метеостанция "Астраханка":
1986 год
1242
0,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
85
Осадки,
Средне
е значение
480
1980
год
425
1983
год
430
мм
Смыв,
6,5
7,0
8,6
т/га
В чѐм причина таких аномальностей? Прежде всего, в характере
распределения выпавших осадков по времени за весь тѐплый период данного
года. Сумма осадков теплого периода за данный год могла быть ниже средней
за 32 года, но эти осадки пришлись на несколько сильных и относительно
продолжительных дождей во время тайфуна, когда почва пропитана влагой, и
новая дополнительная влага не впитывается почвой, а материализуется в
бурные потоки, что и вызывает особо сильную эрозию почв. Сумма осадков за
тѐплый период могла быть выше среднего уровня, но дожди за данный год
выпадали относительно равномерно, особо сильных дождей не было, поэтому
эрозия почв была меньше, чем можно было ожидать по линейной модели
зависимости смыва от осадков.
Итак, в дальнейшем нашем исследовании мы исключаем из рассмотрения
«аномальные» годы: для метеостанции «Приморская» - 1983 г., для
метеостанции «Дальнереченск» - 1981, 1983, 1985 годы, для метеостанции
«Барабаш» - 1986г., для метеостанции «Астраханка»1980 и 1983 годы.
Отметим, что 1983 год встречается по трѐм метеостанциям, и во всех
трѐх случаях малым (меньше среднего) значениям суммы осадков тѐплого
периода соответствуют большие суммарные значения смыва мелкозѐма за год.
Скорее всего, 1983 год характеризовался очень сильными дождями в
Приморском крае.
Выбор модели
Так как значения линейной корреляции по всем шести метеостанциям
значительно отличаются от нуля, то в качестве модели, описывающей
зависимость суммарного смыва мелкозѐма от суммы осадков тѐплого периода
за год, можно предложить линейную модель:
y=Ax+B ,
где х – сумма осадков тѐплого периода,
у – суммарный смыв мелкозѐма,
А и В – коэффициенты, которые вычисляются по методу наименьших
квадратов по исходным данным.
Применяя метод наименьших квадратов, после соответствующих
вычислений получаем прогнозную линейную модель:
Для метеостанции «Приморская»:
у = 0.0064х + 13.136
Для метеостанции «Дальнереченск»: у = 0.0123х - 3.221
Для метеостанции «Барабаш»:
у = 0.0048х + 0.194
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
86
Для метеостанции «Астраханка»:
у = 0.0134х + 0.945
Для метеостанции «Хорольск»:
у = 0.0113 х + 6.860
Для метеостанции «Дальнегорск»:
у = 0.0073х + 7.510
Наличие отрицательного свободного коэффициента в одной из этих
формул показывает, что линейная модель будет не вполне адекватной при
малых значениях суммы осадков (так как не может быть суммарный смыв
мелкозѐма отрицательным при полном отсутствии осадков). Вряд ли линейная
модель будет адекватной при больших значениях суммы осадков, так как не
может быть смыто то, что было смыто ранее.
Имеет смысл рассмотреть ещѐ две модели.
Квадратичная модель:
у = А x + B,
Логарифмическая модель:
y = Alnx + B
Применение метода наименьших квадратов даѐт следующие прогнозные
модели:
для метеостанции «Приморская»:
Квадратичная модель:
y = 0.339 x + 8.763,
Логарифмическая модель:
y = 4.314 lnx - 10.433;
Для метеостанции «Дальнереченск»:
Квадратичная модель:
y = 0.598 x - 10.418,
Логарифмическая модель:
y = 7.171 lnx – 41.574;
Для метеостанции «Барабаш»:
Квадратичная модель:
y = 0.276 x - 3.633,
Логарифмическая модель:
y = 3.806 lnx – 21.214;
Для метеостанции «Астраханка»:
Квадратичная модель:
y = 0.521 x - 4.968,
Логарифмическая модель:
y = 5.892 lnx – 29.865;
Для метеостанции «Хорольск»:
Квадратичная модель:
y = 0.527 x + 0.843,
Логарифмическая модель:
y = 5.989 lnx – 24.504;
Для метеостанции «Дальнегорск»:
Квадратичная модель:
y = 0.401 x + 2.077,
Логарифмическая модель:
y = 5.404 lnx – 22.624
Какую же модель следует предпочесть?
Какая из этих трѐх моделей, наиболее адекватно отражает зависимость
суммарного смыва мелкозѐма от суммы осадков тѐплого периода за год.
Естественно, что значения, вычисленные по модели, должны быть достаточно
близки к реальным значениям. В качестве меры близости можно предложить
сумму квадратов отклонений вычисленных значений от реальных значений
прогнозируемого признака, делѐнную на количество лет, по которым
вычислялись коэффициенты модели. Эту меру близости назовѐм средним
квадратом ошибки. В качестве меры близости значений, вычисленных по
прогнозной модели, к реальным значениям, следует выбрать средний квадрат
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
87
ошибки, умноженный на сто, и делѐнный на среднее значение
прогнозируемого признака. Тогда эта мера близости будет вычисляться по
формуле:
N
100 f xi y i i
,
N
y
2
i
i
где y f x — прогнозная модель, i – рассматриваемый год,
x i - сумма осадков тѐплого периода за рассматриваемый год, f x i суммарный смыв мелкозѐма за рассматриваемый год, вычисленный по
прогнозной модели, y i - реальный смыв мелкозѐма за рассматриваемый год,
N - количество лет, по данным которых вычислялись коэффициенты модели.
После соответствующих вычислений по этим трѐм моделям по каждой из
метеостанций мы получили значения меры близости, которые представлены в
табл. 13:
Метеостанции
Модель
1
2
3
4
5
6
Среднее
значение
Линейная
1,060
7,102
11,066
0,630
2,408
1,345
3,935
Квадратич
ная
Логарифми
ческая
0,910
6,655
10,060
0,886
2,271
1,355
3,690
0,960
6,436
9,252
1,130
2,330
1,533
3,607
Коэффицие
нт
корреляции
0,894
0,724
0,453
0,896
0,943
0,961
Данные табл. 13 показывают, что при значениях линейной корреляции
между осадками и смывом, близких к единице, качество прогноза по всем
моделям примерно одинаково. Однако, при значениях линейной корреляции,
существенно меньших единицы, качество прогноза по квадратичной и
логарифмической модели значительно лучше, чем по линейной модели. А в
среднем, по всем шести метеостанциям, самое лучшее качество прогноза
осуществляется по логарифмической модели. Причем, это качество
превосходит линейную модель примерно на 7%, а квадратичную модель –
примерно на 2%.
Оценка качество прогноза произведена по двум самым дождливым годам
(на каждой метеостанции это свои два года). Оказалось, что среднее качество
прогноза по этим шести метеостанциям по логарифмической модели
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
88
превосходит качество прогноза по линейной модели на 46%, а по
квадратичной модели – на 2%. По одному самому дождливому году эти цифры
оказались соответственно равны 277% и 41%.
Эти результаты убедительно
доказывают превосходство логарифмической модели.
Итак, годовой прогноз суммарного смыва мелкозѐма в зависимости от
ожидаемой годовой суммы осадков тѐплого периода следует осуществлять по
логарифмической модели:
y A ln x B .
Причѐм, из имеющихся данных следует исключить «аномальные» годы, а
по оставшимся данным значения коэффициентов А и В находятся с
применением метода наименьших квадратов.
Прогноз годового суммарного смыва в «аномальных» случаях на
основании только годовых суммарных данных по осадкам и смыву невозможен. Для осуществления такого прогноза необходимо иметь статистику
уровня осадков за каждый день.
ГЛОССАРИЙ
Бассейн водосборный - часть земной поверхности с толщей почв и
горными породами, откуда происходит сток в реку, речную систему, озеро или
море. Каждая река (озеро) имеет поверхностный и подземный водосборы,
границы которых, как правило, полностью не совпадают. Поверхностный
водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого
поступают воды в данную речную систему или отдельную реку (озеро, море).
Подземный водосбор образуется толщей почв и пород, из которых вода
поступает в речную сеть (озеро, море).
Бассейн речной – водосборная площадь реки с еѐ притоками.
Дефлирование почв ветром (дефляция) – физический процесс,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
89
протекающий при взаимодействии воздушного потока и поверхности
почвы
Интенсивность годового смыва почвы – различают по величине смыва,
т/га в год: незначительную – до 0,5; слабую – 0,5 - 1; среднюю – 1 – 5; сильную
– 5 – 10; очень сильную – более 10
Наносы – 1. Общее название вне зависимости от условий их
происхождения, рыхлых, четвертичных отложений на земной поверхности
(песок, гравий, галечник, глина, суглинок и пр.), покрывающих коренные
породы и часто залегающих в виде сплошного покрова. Уст. термин. 2. В узком
смысле наносами называют твердый материал, переносимый водными
потоками. По способу передвижения различают взвешенные и влекомые
наносы. Под последними понимают наиболее крупные наносы, переносимые
путѐм волочения по дну, перекатыванием либо прыжками (сальтацией).
Осадки атмосферные – продукты конденсации водяного пара жидкие и
твердые, выпадающие из облаков в виде дождя, снега, крупы, града (высокие
гидрометеоры) или осаждающиеся непосредственно из воздуха в виде росы,
инея, измороси, гололѐда и твердого налѐта (низкие гидрометеоры). Количество
их измеряется в виде слоя воды (мм), образующейся на поверхности земли за
определенный период времени (год, месяц, сутки, отдельный дождь или
снегопад и т.п.).
Отложения временных потоков – накапливаются при возникновении
кратковременных водных потоков, стекающих с гор на прилежащие равнины.
Разделяются на отложения русел главных потоков, русловые, межрусловые
отложения конусов выноса в различных его частях и т.п. Их разрез
характеризуется крайним непостоянством. Преобладают грубообломочные и
песчано-глинистые отложения. Конгломераты и галечники, состоящие из
сравнительно хорошо окатанных галек, образуются в руслах временных
потоков. Межрусловые отложения, особенно в периферической части конусов
выноса, сложены обычно плохо отсортированными алевритами и глинами со
значительной примесью песчаных частиц. Типичный цвет отложений
красноватый. В русловых отложениях часто встречается косая слойчатость
потокового или речного типа. Органические остатки обычно отсутствуют.
Паводок – кратковременное повышение уровня и расхода воды в реке
вследствие выпадения осадков. Паводок в отличие от половодья бывает
нерегулярно и зависит от времени выпадения осадков.
Поток наносов – суммарное массовое вдольбереговое перемещение
наносов в береговой зоне под действием преобладающих косонаправленных к
линии берега волнений или прибрежных течений. Это – алгебраическая сумма
отдельных подвижек обломочного материала, происходящих в периоды
волнений и штормов.
Поток осадочный, В. Попов, 1940, 1947, - часть продуктов
осадкообразования (твердых, жидких, газообразных), а иногда организмов,
которые объединяются между собой присущим им совместным движением
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
90
(перемещением) и в силу этого обособляются среди окружающего
вещества
осадочной оболочки Земли, обладающего иными условиями
движения. Примеры: поток речной, ледниковый, осыпной, морской и др. На
отдельные потоки осадочные распадается вся масса движущегося вещества
осадочной оболочки Земли. Потоки осадочные по своей форме могут быть
линейными, площадными или объемными. Делятся на типы в зависимости от
того, состоят ли они только из твердого вещества (осыпи, ледники), или же из
твердых веществ и воды, или же из твердых веществ и воздуха (эоловые
потоки). Выделяются 13 главных типов потоков осадочных, порождающих 13
монодинамических типов осадков (которым отвечают, в частности,
генетические типы континентальных отложений по Павлову: делювий,
аллювий и др.).
Поток плоскостной (пластовый) – сплошное стекание дождевых вод по
поверхности склона, производящее плоскостной смыв. В период
максимального выпадения дождей стекание происходит в виде турбулентного
плоского потока, глубиной от нескольких до 30 см. Основной агент,
вырабатывающий гидравлический профиль педимента. При уменьшении
количества воды плоский поток переходит в ручейковый поток (сток),
производящий ручейковый смыв.
Потоки мутные – термин применяется: 1) для обозначения потоков
(течений), движущихся вниз по уклону дна из-за повышенной плотности воды в
силу еѐ мутности; при таком понимании термина – син. мутьевых потоков
(течений), суспензионных потоков, турбидных течений (по Кюнену); 2) вообще
для всех потоков (течений) с мутной водой, независимо от еѐ происхождения и
происхождения мути (то есть в широком смысле слова); 3) как особый термин,
противопоставляемый термину «мутьевой». Суспензионные потоки движутся
именно из-за мутности воды, повышающей еѐ плотность (то есть являются
изначально мутными); их и следует называть мутьевыми. Другие потоки
(течения) становятся мутными в результате движения, то есть являются
вторично мутными; их не следует называть мутьевыми.
Профиль равновесия склона – слабо вогнутая линия, выработанная
плоскостным и ручейковым смывом. Слияние линейных профилей равновесия
бесконечно большого количества дождевых струй и ручьѐв ведет к
образованию вогнутого склона. Формируется в условиях относительной
стабильности базиса денудации. По Вуду и Кингу, склон имеет 4 основных
элемента (сверху): 1) восходящую выпуклую часть склона; 2) свободный фас –
обрыв, часто обнаженный; 3) осыпное подножие; 4) нисходящую, вогнутую
часть склона, включающую подножие, часто обнаженное – педимент. Наиболее
активны – свободный фас и осыпная часть, при разрушении которых склон
отступает параллельно себе, что ведет к расширению педимента до полного
замещения им всех, выше расположенных частей склона и выработке профиля
равновесия склона.
Процессы склоновые – совокупность процессов образования склонов путем
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
91
смещения рыхлого покрова или блоков коренных пород, слагающих
склон, по склону с последующей их аккумуляцией у подножия склона, или
дальнейшей транспортировкой другими агентами денудации (река, ледник,
волновая деятельность бассейна и пр.). Осуществляется по уклону под
действием силы тяжести, гравитационными движениями (перемещениями) –
путѐм обваливания, осыпания, оседания – оползания, оплывных движений,
течения – солифлюкции и плоскостного смыва.
Равнина аккумулятивная – выровненная поверхность более или менее
значительной протяженности при любой мощности аккумулятивного покрова,
но при условии, что гидрографическая сеть не вскрывает его подошву, или
цоколь. Приурочены обычно к впадинам, как платформенных (материковых и
океанских), так и орогенных областей. В некоторых случаях, например, в
результате деятельности материковых ледников, аккумуляция может
происходить и на более высоких отметках, приводя к образованию наложенных
ледниковых или мореных равнин аккумулятивных.
Размыв – 1) процесс разрушения и удаления продуктов разрушения горных
пород водными потоками, ледниками, ветрами и др. Различают размыв
наземный и размыв подводный. Признаки размыва наземного могут быть:
неровная поверхность перерыва в разрезе; трансгрессивное залегание более
молодой толщи; резкое литологическое отличие еѐ общего облика; угловое
несогласие; эрозионный врез в подстилающие слои с резкой нижней и неясной
верхней границами; следы выветривания близ поверхности несогласия;
карманы с остатками наземных отложений и продуктов выветривания с
остатками наземных и пресноводных организмов; следы выщелачивания и
доломитизации карбонатов и др. Размыв подводный (рецессия) обусловлен
деятельностью морских течений и сопровождается: бороздами течений;
знаками ряби; механически отсортированными скоплениями ракушечника;
наличием фауны, приспособленной к жизни в условиях сильных течений;
сокращенной мощи подстилающей толщи; наличием галек, а также гладких,
глянцевых, источенных фоладами и сверлящими губками обломков
окаменелостей; смешением фаун неодинакового возраста в одном слое очень
незначительной мощи и т.п. 2) В океанологии, разрушение волнами берега,
сложенного рыхлыми отложениями. Размыв качественно отличается от
абразии, при которой воздействию волн подвергаются скальные породы.
Образующийся при размыве уступ, сложенный рыхлыми отложениями, носит
название берегового откоса. Размыв является частным случаем абразии.
Расход потока твердый – суммарное количество твердого материала,
проносимого потоком за единицу времени (кг/с). Состоит из расхода
взвешенных и влекомых наносов, причем взвешенные наносы составляют
преобладающую часть (до 90% - для равнинных рек и 70-80% - для горных
рек).
Режимы движения наносов – виды движения потока, транспортирующего
осадочный
материал,
различающиеся
скоростями,
направлением,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
92
кинематической структурой и характером взаимодействия со
смежными потоками. Определяют тип слоистости в осадке. Подразделяются на
10 разновидностей, объединяемых в 3 группы. Первая группа характеризуется в
среднем однонаправленным равномерным движением потока и включает 3
режима движения наносов. Первый (гладкий) режим движения наносов –
движения
транспортирующих
масс
ламинарное,
турбулентное
–
осуществляется, начиная от максимальной несдвигающей и до первой
критической скорости. При этом происходит местное перераспределение
осадков без образования особых форм донного рельефа. Слоистость в осадках
горизонтальная, в случае волнистого рельефа – косая. Второй (грядный) режим
движения наносов осуществляется в пределах от первой до второй критической
скорости и характеризуется наличием в потоке поперечных вихрей с
горизонтальными осями, расположенными примерно на одинаковом
расстоянии друг от друга. При этом режиме движения наносов формируются и
перемещаются гряды в стрежнях потоков, на отмелях; образуются поперечные
и параболические дюны, морские поперечные формы. Слоистость в осадках
несогласная крутая косая. Третий (продольной эрозии) режим движения
наносов существует при средней скорости потока, превышающей вторую
критическую. Происходит размыв (сдув) наносов, а в случае насыщенных
потоков– накопление горизонтально-, реже косослойных осадков. Вторая
группа объединяет 4 вида режимов движения наносов, характеризующаяся
криволинейным движением потока наносов. Движение криволинейно либо в
горизонтальной плоскости (расщепляющийся или огибающий поток), либо в 3
измерениях (штопорообразный поток). Четвертый (асимметрично-косовый)
режим движения наносов существует, когда изменение направления потока
происходит в горизонтальной плоскости, при этом поток тормозится, что
сопровождается осаждением наносов. Формируются асимметричные речные,
подводно-дельтовые и морские косы. Слоистость в осадках пологая почти
согласная или согласная косая. Режим движения наносов наблюдается, когда
пара смежных огибающих потоков работает параллельно, в одном или во
встречных направлениях. Возникают симметричные формы наносов – стрелки,
смещенные речные осередки, некоторые разновидности островов. В осадках
слоистость согласная косая, чередующаяся с крутой несогласной. Шестой
(асимметрично-гривный) режим движения наносов осуществляется при
падении скорости одновременно на значительном протяжении вдоль потока,
благодаря его расщеплению или боковому торможению. Формируются
прирусловые валы, морские и речные асимметричные гривы с крутой
несогласной или согласной косой слоистостью. Седьмой (симметричногривный) режим движения наносов обусловлен наличием циркулирующих
вихрей с горизонтальными осями, вытянутыми вдоль потока. Вдоль линий
донной конвергенции 2 смежных потоков формируются симметричные гривы –
несмещенные осередки, продольные морские, дельтовые и речные
симметричные гривы, продольные дюны. Слоистость в них согласная крутая
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
93
косая, чередуется с несогласной крутой косой. Третья группа режима
движения наносов характеризуется возвратно-поступательным или ударным
действием транспортирующих масс. Эта группа включает 3 разновидности.
Восьмой (пляжный) режим движения наносов обусловлен возвратнопоступательным движением водных масс в зоне разрушения волн у уреза воды.
Формируются речные, морские, косовые и баровые пляжи с очень пологой
согласной косой слоистостью, а также береговые валы с крутой несогласной
косой слоистостью, сходной с грядной. Девятый (вальный) режим движения
наносов существует при возвратно-поступательном движении потока выносов в
условиях выработки профиля равновесия песчаного дна. Формируются
подводные валы и бары с несогласной и согласной косой слоистостью с
различной степенью крутизны слойков. В условиях десятого (ударноприбойного) режима движения наносов имеют место высокие скорости
движения потока в совокупности с ударным действием транспортирующих
масс. Формируются выбоины, борозды, дюноподобные образования
небольшого масштаба. Слоистость в осадках мульдообразная косая. Некоторые
из палеорежимов определяются по только им присущим типам косой
слоистости, другие же – по характеру их сочетания.
Река – водный поток, протекающий в долине и характеризующийся
достаточно большими размерами (от нескольких – до тысяч км). По характеру
стока различают реки постоянные и периодические, по характеру питания –
реки дождевого, снегового, ледникового, подземного и смешанного питания, по
условиям формирования – реки равнинные, горные, болотные, карстовые.
Различаются исток реки – место, откуда река вытекает, устье речное – место,
где она заканчивается: оно может быть при впадении в конечный водоѐм,
другую реку; в засушливой зоне река иногда кончается слепым устьем.
Выделяют главные реки – принимающие другие притоки, которые
относительно главной реки считаются притоками I порядка. Реки, впадающие в
приток I порядка, именуются притоками II порядка и т.д. По Философову
(1960), наоборот, главная река имеет самый большой порядок. Совокупность
всех притоков главной реки составляет речную систему.
Рельеф – совокупность всех форм земной поверхности для каждого
конкретного участка и Земли в целом. Образуется в результате взаимного
воздействия на земную кору процессов эндогенных и экзогенных. Различают
рельеф разных порядков, причем размер форм рельефа большей частью зависит
от характера сил, их создавших: 1) мегарельеф (крупнейший рельеф); 2)
макрорельеф (крупный рельеф); 3) мезорельеф (средний рельеф); 4)
микрорельеф – образованный формами, небольшими по размеру (высотой до
0,5-1,0 м, диаметром – до 10-30 м); 5) нанорельеф – карликовый. Рельеф
разделяется также по внешнему облику (морфографии), генезису
(морфологические комплексы и генетические ряды) и возрасту (генерации
рельефа).
Рельеф
техногенный
(антропогенный)
–
рельеф,
созданный
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
94
производственной деятельностью человека, как фактор от прямого
воздействия на поверхность Земли, а также рельеф «возбужденный» (по
Пиотровскому, 1961), возникновение которого вызвано человеком, косвенно
изменившим естественный процесс. К собственно рельефу техногенному
принадлежат формы денудационные (техногенные уступы, бровки техногенных
уступов, карьеры, каналы, канавы, в т.ч. ирригационные и мелиоративные,
выемки, откосы, ямы, штольни, шахты и пр.) и аккумулятивные (дамбы,
плотины, пирамиды, курганы, насыпи, раши, культурные слои, военные
укрепления и пр.). По существу все строения, созданные человеком (города и
пр.), можно рассматривать как рельеф техногенный. К рельефу и процессам,
обусловленным косвенно деятельностью человека, относятся: эрозия почв на
обрабатываемых землях – ветровая и водная, опускание территории в районах
интенсивной эксплуатации нефти, изменение береговых процессов в связи с
береговыми сооружениями, деградация мерзлоты, провалы над штольнями
(мульды оседания), образование гольвегов и оврагов вдоль дорог. В
большинстве
случаев
вызванные
человеком
процессы
являются
неблагоприятными для него, но иногда их специально вызывают, используя в
нужном направлении естественный процесс (например, строительство бун
тормозят абразию берегов и производят намыв отложений).
Скорость критическая – пульсационные составляющие скорости
движения вод, при которых зерна теряют устойчивость, приходят в движение
или прекращают движение и становятся неподвижными на дне. Являются
гидравлической характеристикой условий силового воздействия турбулентных
струй на зерна. Критические скорости течения, при которых импульсы
подъемной его силы наибольшего значения не передвигают зерна данных
диаметров и последние остаются неподвижными на дне, называются
несдвигающими (Vн). Критические скорости течения, при которых
преодолевается сопротивление частиц данных размеров и происходит
непрестанный срыв их со дна, называются срывающими (V ср). Численное
соотношение этих скоростей составляет Vср = 1,4 Vн. По закону Эри Vср
пропорциональна корню квадратному из размера зерна. Для срыва со дна зерен
размером 0,1 мм необходима Vср = 22 см/с, а для зерен фракции 1,5 мм – 30
см/с. Эмпирическая Vср для зерен всех размеров приведена Хьюльстремом
(1935).
Сток рек твердый – количество взвешенных, влекомых по дну и
растворенных веществ (в т), проносимых рекой через любое поперечное
сечение за более или менее длительный промежуток времени (декада, месяц,
сезон, год). Различают отдельно сток взвешенных, влекомых по дну наносов и
растворенных веществ. Характеризует интенсивность эрозионной деятельности
в данном речном бассейне. Величина его крупных речных систем измеряется
десятками млн. т в год.
Скорость потока – длина пути, проходимого водой в единицу времени;
измеряется в м/с или см/с:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
95
- донная – на уровне выступов шероховатостей
- мгновенная – в каждый данный момент времени в заданной точке
- начала взвешивания частиц – скорость, при которой в потоке
появляются взвешенные частицы
- начала скачка – скорость водного потока, при которой начинается
скачкообразное движение частиц
- незаиляющая – минимальная скорость потока, при которой
взвешенные частицы начинают оседать на дно
- неразмывающая – наибольшая скорость потока, при которой еще
не происходит перемещения частиц
- размывающая – та наименьшая скорость, при которой наступает
непрекращающийся срыв почвенных частиц
Эрозия почв – совокупность взаимосвязанных процессов отрыва, переноса
и отложения почвы поверхностным стоком временных водных потоков
- агротехническая – в результате применения с/х орудий для
обработки почв на склонах крутизной более 30
- ирригационная – смыв почвенного материала во время поливов
дождевальными установками, напуском по бороздам либо при заливе рисовых
чеков
- линейная (овражная) – возникает после образования промоин при
продолжающемся их углублении текущей водой
- нормальная (геологическая) – верхние слои почвы постепенно
разрушаются стекающими водами и ветром, а затем естественно
восстанавливаются за счет почвообразовательных процессов
- пастбищная – на пастбищах при отсутствии нормированного выпаса
скота
- плоскостная – сплывание вниз по склону сплошной пеленой
перенасыщенного влагой поверхностного слоя почвы
- промышленная – нарушение почв при строительстве автотрасс,
газопроводов, зданий и сооружений и т.д.
- речная и пойменная – обрушение берегов рек в период половодий,
тайфунов, а также смыв пахотных почв с пойменных и надпойменных террас
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
96
ЛИТЕРАТУРА
Архангельский В.Л. Влияние Сихотэ-Алиня на синоптические процессы и
распределение осадков. – Л.: Гидрометеоиздат, 1959.
Богданов Х.П., Сластихин В.В. Эродируемость почв Молдавии // Эрозия
почв и почвозащитное земледелие: Труды ВАСХНИЛ. - М., 1975. - С.21-23.
Бортин Н.Н., Дербенцева А.М. Антропогенная нагрузка на ландшафты
водосборов малых рек юга Дальнего Востока и влияние их на водно-земельные
ресурсы. Труды Всесоюзного НИИ агромелиорации "Лесомелиорация малых
рек". Вып.1/99. Волгоград. 1990. С.142-149.
Быков В.Д., Васильев А.В. Гидрометрия. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1977. - С.448.
Воронин А.Д., Кузнецов М.С. Опыт оценки противоэрозионной стойкости
почв // Эрозия почв и русловые процессы. - М.: Издательство Московского
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
97
университета, 1970. - вып. I.
Гладкова Е.А., Дербенцева А.М., Евсеев А.Б. Зависимость заовраженности
территории от процессов смыва и размыва почв / Материалы научной
конференции "Экономическое состояние и ресурсный потенциал естественного
и антропогенно-измененного почвенного покрова". Владивосток, 1998. С.203206.
Гладкова Е.А., Евсеев А.Б., Дербенцева А.М. Проявление эрозионных
процессов на различных формах рельефа Хорольского нагорья / Труды
Региональной конференции по актуальным проблемам морской биологии и
экологии. Владивосток, ДВГУ. 2-3 октября 1998. С.26-27.
Глубоков В.Н., Матвеева Ф.И., Павлов И.Н., Фомин М.Г. Предварительный
анализ синоптико-климатьических особенностей Приморья, способствующих
возникновению селей // Труды Дальневосточного ордена трудового красного
знамени научно-исслед. Гидрометеорологического ин-та «Сток наносов.
Лавины, гидрохимия рек. Вып. 81. Л.: Гидрометеоиздат. 1979. с. 31-39.
Глубоков В.Н., Тунеголовец Л.А., Иванченко Н.Н. Предварительный
анализ природных условий Сихотэ-Алиня с точки зрения лавинной опасности //
Труды Дальневосточного ордена трудового красного знамени научно-исслед.
Гидрометеорологического ин-та «Сток наносов. Лавины, гидрохимия рек. Вып.
81. Л.: Гидрометеоиздат. 1979. с. 56-61.
Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды
Российской Федерации в 2002 году». М.: Гос. Центр эколог. Программы, 2003.
Дербенцева А.М., Ознобихин В.И., Шикула Н.К. К разработке
морфометрической диагностики пахотных эродированных почв Приморья //
Изменение почвенного покрова Дальнего Востока в результате
сельскохозяйственного использования и мелиорации: Сборник научных трудов
Приморского сельскохозяйственного института. - Уссурийск. - 1978. - вып.52. С.462-477.
Дербенцева А.М. Районирование территории Дальнего Востока для
обоснования почвозащитных мероприятий // Сборник научных трудов
Всесоюзной организации Союзводпроект. М. 1988. С.169-176.
Дербенцева А.М. Антропогенез почвы и эрозионные процессы в условиях
муссонного климата Приморья и обоснование почвозащитных мероприятий.
Автореф. дисс. на соиск. ученой степени доктора сельскохозяйственных наук.
Харьков. 1989. С.31.
Дербенцева
А.М.
Полевые
методы
определения
морфологии
эродированных почв (методические указания). Издательство Дальневосточного
университета. Владивосток. 1993. С.16.
Дербенцева А.М., Ознобихин В.И. Опыт регионального и типологического
районирования при разработке противоэрозионных мероприятий в Приморском
крае // Труды Приморского сельскохозяйственного института. Вып.37.
Уссурийск, 1975. С.11-13.
Дербенцева А.М., Ознобихин В.И. Оврагообразование и его соотношение с
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
98
другими видами эрозии по типам местности Приморья / Изменение
почвенного покрова Дальнего Востока в результате сельскохозяйственного
использования и мелиорации. Сборник научных трудов Приморского
сельскохозяйственного института. Вып.52. - Уссурийск, 1978. С.433-437.
Дербенцева А.М., Ознобихин В.И. Изменение агрогидрологических
свойств и режимов влажности эродированных почв Приморья //
Агрометеорология:
Труды
Дальневосточного
регионального
НИИ
Госкомгидромета. Вып.124. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. С.59-68.
Дербенцева А.М., Кононова Н.Н. Дефляция как почворазрушающий
фактор на Приханкайской равнине. "География и природные ресурсы". 1990. №
2. С.79-84.
Дербенцева А.М., Кононова Н.Н. Влияние хозяйственной деятельности на
эрозионные процессы Приморья / Материалы международной конференции "III
Щукинское чтение: экологические аспекты теоретической и прикладной
геоморфологии". 16-17 мая 1995. М.: МГУ. С.123-125.
Дербенцева А.М., Ивлев А.М. Прогноз развития линейных форм эрозии с
применением пакета SAND / на примере территории Приморского края /
(методическое пособие). Издательство Дальневосточного университета.
Владивосток. 1996. С.56.
Дербенцева А.М., Кононова Н.Н. Эрозия и дефляция как составляющие
экологической оценки ландшафтов Приморского края / Материалы научной
конференции посвященной 150-летию образования географического общества
"Географические исследования на Дальнем Востоке". Владивосток. Дальнаука.
1997. С.101-103.
Дербенцева А.М., Гладкова Е.А., Евсеев А.Б. Влияние эрозионных
процессов на деградацию и разрушение почв / Труды V Всесоюзной
конференции "Экология и проблемы защиты окружающей среды". Красноярск.
28-30 апреля 1998 г.
Дербенцева А.М., Евсеев А.Б. и др. Исследование развития эрозионных
процессов в зависимости от количества осадков / Материалы научной
конференции, посвященной 115-летию Общества изучения Амурского края и
100-летию ДВГУ. Владивосток, 1999, С.91-92.
Дербенцева А.М., Евсеев А.Б., Кононова Н.Н. Исследование развития
эрозионных процессов в зависимости от количества осадков / с применением
программы Microsoft Excel /. Труды международной научной конференции
"Приморье - XXI век". 20-21 апреля 1999 г. Владивосток.
Дербенцева А.М., Ознобихин В.И., Степанова А.И., Старожилов В.Т.,
Бессарабова А.А. Особенности свойств почв в ландшафтах зон затопления
паводковыми водами (на примере Приморья). Учебное пособие. Владивосток:
Изд-во Дальневост. ун-та.- 2008.- 120 с.
Евсеев А.Б. Районирование территории Приморья по видам и степени
деградации почв / Курсовая работа. ДВГУ, кафедра почвоведения и экологии
почв, Владивосток. - 1999. С.21.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
99
Евсеев А.Б., Дербенцева А.М. Деградация и разрушение почв под
воздействием эрозионных процессов // Тез. доклада Всесоюзной конференции
"Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения".
Т.2. М. 16-18 июня 1998 г. С.8-9.
Евсеев А.Б., Дербенцева А.М. Структура эродированных отбелов // Труды
Региональной научной конференции "Почвы Российского Дальнего Востока".
Владивосток. БПИ ДВО РАН. 24 марта 1999.
Евсеев А.Б., Васильева Н.Л., Дербенцева А.М. Механическая деградация
почв // Труды Региональной научной конференции "Почвы Российского
Дальнего Востока". Владивосток. БПИ ДВО РАН. 24 марта 1999.
Занина А.А. Климат СССР. Дальний Восток, вып. 8. Л.: Гидрометеоиздат,
1958.
Заславский М.Н. Мероприятия по борьбе с эрозией и повышение
продуктивности склоновых земель в Молдавии // Защита почв от эрозии. - М.:
Колос, 1964. - С.143-170.
Заславский М.Н. Эрозия почв и земледелие на склонах. - Кишинев: Картя
Молдовеняске. 1966.
Заславский М.Н. Эрозия почв. - М.: Мысль, 1979. - С.245.
Заславский М.Н. Об интерпретации данных оценки смытости почв //
Эродированные почвы и повышение их плодородия. Новосибирск: Наука. 1987. С.11-15.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Охрана почв. Учебное пособие.
Владивосток: Издательство Дальневосточного университета. 1985. С.99.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Научные основы почвозащитных
технологий на Дальнем Востоке. Издательство Дальневосточного университета.
Владивосток. 1988. С.150.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Защита почв от эрозии на Южном Урале.
"Земледелие", 1990, № 2. С.13.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М., Любич А.С., Морякова Л.А.
Оврагообразование в Приморье и его воздействие на почвы. Издательство
Дальневосточного университета. Владивосток. 1990. С.136.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Лабораторно-практические работы по
эрозии почв. Издательство Дальневосточного университета. Владивосток. 1993.
С.94.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Система почвозащитных технологий
(методические указания). Издательство Дальневосточного университета.
Владивосток. 1993. С.29.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Охрана почв (учебное пособие).
Издательство Дальневосточного университета. Владивосток. 1993. С.94.
Ивлев А.М., Крупская Л.Т., Дербенцева А.М. Техногенное разрушение
почвенного покрова // Труды научной конференции "Научные и прикладные
вопросы мониторинга земель Дальнего Востока". Владивосток, 1993. С.94-97.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Определение степени снижения плодородия
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
100
смытых
почв
(методические
указания).
Издательство
а
Дальневосточного университета. Владивосток. 1993 . С.12.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М. Методика оценки эрозионно-опасных земель
и составление карты эрозионно-дефляционного районирования (методические
указания). Издательство Дальневосточного университета. Владивосток. 1993 б.
С.16.
Ивлев А.М., Крупская Л.Т., Дербенцева А.М. Техногенное разрушение
почв и их воссоздание (учебное пособие). Издательство Дальневосточного
университета. Владивосток. 1998. С.68.
Ивлев А.М., Дербенцева А.М., Ознобихин В.И. Эрозия, дефляция
(механическая деградация) и охрана почв. Курс лекций. Владивосток: Изд-во
Дальневост. ун-та.- 2007. – 130 с.
Калачикова В.С., Николаева Е.В. О связи основных форм циркуляции
атмосферы над Дальним Востоком с месячными аномалиями осадков в
Приморском крае, на Сахалине и Камчатке // Труды ДВНИГМИ, вып.102. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1983.
Калачикова В.С., Николаева Е.В. Особенности циркуляции над Восточной
Азией и Дальним Востоком в экстремально сухие и влажные месяцы в
Приморском крае, на Сахалине и Камчатке // Труды ДВНИГМИ, вып. 102. – Л.:
Гидрометеоиздат, 1983.
Календов А.А. Некоторые данные о повторяемости осадков в теплое
полугодие (IV-IX) в южной части Приморского края // Труды ДВНИГМИ, вып
25. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968.
Каштанов А.Н., Шишов Л.Л., Кузнецов М.М. Итоги и перспективы
исследований по эрозии и охране почв./ Эрозия почв: Науч. тр. Почв. Ин-та им.
В.В. Докучаева. М.: Почв. Ин-т им. В.В. Докучаева, 2007.- с. 20-33
Козьменко А.С. Черноземы Молдавии. - Кишинев, 1967.
Короткий А.М. Сток и геоморфологические процессы (гидрологический
аспект). Владивосток: Издательство ДВНЦ АН СССР. 1983. С.67.
Крохин В.В. Осадки на юге Дальнего Востока в теплое полугодие.
Пространственно-временное распределение, условия формирования и
автоматизированная схема долгосрочного прогноза. Автореф. дисс. на соиск.
уч. степени к.г.н. Владивосток: Дальневост. ун-т, 1998.
Крохин В.В. О некоторых способах статистической обработки данных
месячных сумм осадков // Труды ДВНИГМИ, вып. 148. С-П.: Гидрометеоиздат,
2000.
Крохин В.В. Физико-статистический способ прогноза месячных сумм
осадков с нулевой и месячной заблаговременностью для станций Приморского
края в теплое полугодие // Труды ДВНИГМИ, вып. 148. – С-П.:
Гидрометеоиздат, 2000.
Крупская Л.Т. Охрана и рациональное использование земель на горных
предприятиях Приамурья и приморья. Хабаровск: ДВО РАН. Приамурское
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
101
географическое общество, 1992.- 175 с.
Кузнецов М.С. Противоэрозионная стойкость почв. - М.: Издательство
Московского университета, 1981. - С.135.
Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия почв (конспект лекций). Ч. I. – М.:
Изд-во Моск. ун-та, 1985 – 91 с.
Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. 2-е изд.,перераб. и
доп. М.: Изд-во Моск. ун-та: Изд-во «КолосС», 2004.- 352 с.
Матвеенко Т.И., Дербенцева А.М., Старожилов В.Т., Степанова А.И.
Эколого-геохимические изменения ландшафтов при загрязнении почв
дальневосточных городов тяжелыми металлами: Учебное пособие.Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2009.- 97 с.
Методические рекомендации по учету поверхностного стока и смыва при
изучении водной эрозии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - С.88.
Морякова Л.А. Зарастание оврагов и формирование почв на их склонах //
Эрозия почв и русловые процессы. Вып.7. М.: Издательство Московского
университета, 1979. С.101-108.
Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Колос, 1970. - С.240.
Научно-прикладной справочник по климату СССР, серия 3, Многолетние
данные, части 1-6, вып. 26. – Л.: Гидрометеиздат, 1988.
Пинскер А.А. Режим значительных и сильных дождей в Примоском крае в
летний пениод // Труды ДВНИГМИ, вып. 102. –Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
Пыжов В.Г. Оценка противоэрозионной устойчивости почв методом
искусственного дождевания // Метеорология, климатология и гидрология. 1974. - Вып.10. - С.145-150.
Рынков В.С. Инженерно-геологическое районирование территории
Приморского края // Вопр. регионального инженерно-геологического изучения
территории СССР. М., 1971.
Свинухов Г.В., Воробьѐва Т.И. К вопросу об экстремальности месячных
сумм осадков на территории Приморского края, Сахалина и Камчатки // Труды
ДВНИГМИ, вып. 102. –Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
Смолянкина Т.В. Особенности распределения аномалий средней месячной
температуры воздуха и сумм осадков на станциях Приморского края и
Сахалина // Труды ДВНИГМИ, вып. 148.- Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат,
2000.
Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории европейской
части СССР и борьба с ними. Т. 2. М.: Изд-во АН СССР. 1960.-248 с.
Справочник по климату СССР, вып. 26. ч. IV. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968.
Старожилов В.Т., Дербенцева А.М., Ознобихин В.И., Крупская Л.Т.,
Степанова А.И. Ландшафтные условия развития эрозионно-денудационных
процессов юга Дальнего Востока.- Монография. – Владивосток: Изд-во
Дальневост. ун-та, 2008.- 100 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
102
Степанова А.И., Дербенцева А.М., Крупская Л.Т. Оценка
экологического состояния почв эрозионно-русловых систем юга Дальнего
Востока. Учебное пособие. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та. 2006.- 80 с.
Степанова А.И., Дербенцева А.М., Ознобихин В.И., Зимин В.В., Ткаченко
В.И. Расчет стока наносов с водосборов рек залива Петра Великого. Учебное
пособие. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та. 2008.- 90 с.
Степанова А.И., Нестерова О.В., Дербенцева А.М., Крупская Л.Т.,
Коробова И.В., Зимин В.В. Эрозионные процессы на водосборном бассейне оз.
Ханка. Учебное пособие. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та.- 2008. – 110 с.
Цытович Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа. - 2-е изд. - 1973.
С.280.
Шабович Н.В., Трегубова В.Г., Дербенцева А.М. Загрязнение вод
Богатинского водохранилища твердыми стоками прилегающих территорий /
Материалы научной конференции "Экологическое состояние и ресурсный
потенциал естественного и антропогенно-измененного почвенного покрова".
Владивосток, 1998. С.214-215.
Шабович Н.В., Дербенцева А.М. Экологические аспекты эрозионных
процессов, протекающих в Богатинском водохранилище и на прилегающей
территории / Труды Региональной конференции по актуальным проблемам
морской биологии и экологии. Владивосток. ДВГУ. 2-3 октября 1998. С.143144.
Шабович Н.В., Трегубова В.Г., Дербенцева А.М. Влияние свойств почв на
состав твердого стока / Труды Региональной конференции по актуальным
проблемам морской биологии и экологии. Владивосток. ДВГУ. 2-3 октября
1998. С.141-143.
Швебс Г.И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1974. - С.184.
Soil erosion by water / FAO. - Home. - 1965.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
4
1. ПРОГРАММА, МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 7
1.1. Программа и методики исследования
7
1.2. Объекты исследования
8
2. К ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
13
3. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ
27
3.1. Влияние эрозионных процессов на некоторые физические
свойства почв
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
103
3.2.
Противоэрозионная
устойчивость
почв
30
3.3. Проявление механической деградации почв на различных
формах рельефа
31
3.4. Механическая деградация почв в условиях техногенеза
33
4.ТИПЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
38
4.1. Эрозия почв
38
4.2. Дефляция почв
43
5. МЕХАНИЧЕСКАЯ ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ В АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ
43
5.1. Прогноз развития линейных форм эрозии с использованием пакета программ Microsoft Excel 97
43
5.1.1. Постановка задачи
45
5.1.2. Руководство пользователя
47
5.2. Установление зависимости количества смываемого
мелкозѐма от осадков с применением расчета непараметрического коэффициента корреляции Спирмена (программа «GeoStar»)
50
5.3. Построение модели прогноза смываемости мелкозѐма
осадками
77
ГЛОССАРИЙ
86
ЛИТЕРАТУРА
94
Научное издание
Евсеев Александр Борисович
Старожилов Валерий Титович
Ткаченко Владимир Иванович
Дербенцева Алла Михайловна
Степанова Алина Ивановна
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
104
ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
В ЛАНДШАФТАХ ПРИМОРЬЯ
Монография
Технический редактор Бессарабова А.А.
Компьютерная верстка
В авторской редакции
Подписано в печать 24.06.2009
Формат 60х841/16
Усл. печ. л. 6,1
Уч.-изд. л. 6,8
Тираж 300 экз.
Издательство Дальневосточного университета
690950, г. Владивосток, ул. Октябрьская, 27
Отпечатано в типографии
Издательского полиграфического комплекса ДВГУ
690950, г. Владивосток, ул. Алеутская, 56
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа