Абразия как фактор деградации земельных ресурсов Крымского Присивашья

Учёные записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского.

Серия «География. Геология». Том 1 (67). №2. 2015 г. С. 52-58.

УДК 528.8+551.468.2:913

АБРАЗИЯ КАК ФАКТОР ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ КРЫМСКОГО ПРИСИВАШЬЯ Михайлов В.А.

Таврическая академия ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», Симферополь, Российская Федерация

E-mail: mikhailov_v@rambler.ru

Абразия берегов является важнейшим фактором деградации земельных ресурсов Крымского Присивашья. Охарактеризованы особенности развития абразионных процессов на берегах залива Сиваш, приведены значения отступания берегов, которые установлены по данным ДЗЗ. Ключевые слова: земельные ресурсы, Сиваш, Присивашье, абразия, ДЗЗ.

ВВЕДЕНИЕ

Присивашье является регионом Крымского полуострова с самой протяженной (более одной тысячи километров) и изрезанной (ингрессионной) береговой линией. Такое «приморское», вблизи мелководного залива Сиваш (Азовское море), положение обусловило важнейшее свойство ландшафтов региона -гидроморфоность, с которой связан ряд негативных природных и природно-антропогенных процессов в почвах (осолодение, подтопление, и др.) [1]. Однако, кроме этих процессов, имеющих площадное распространение, на многих участках важным фактором деградации земель является абразия. Как указывают Разумов В.В., Глушко А.Я. [2], опасность разрушения берегов заключается, главным образом, в необратимом изъятии из сельскохозяйственного землепользования прибрежных территорий со всеми находящимися на них сельскохозяйственными угодьями. Для южных приморских регионов России, наиболее развитых в сельскохозяйственном отношении, эта проблема стоит особенно остро.

Целью статьи является анализ роли абразионного фактора в деградации земельных ресурсов крымского Присивашья.

ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА

Активное развитие абразии вдоль берегов Сиваша во многом связано с геологическим строением: наибольшее распространение здесь получили четвертичные эолово-делювиальные лессовидные суглинки. Эти породы слабо сопротивляются абразии (III класс согласно классификации О.К.Леонтьева [3]), но в тоже время типичным для них является свойство «держать стенку» - образовывать вертикальный обрыв крутизной 70-90° и высотой до 10-14 м. Суглинки, покрывающие чехлом почти весь Равнинный Крым, в Присивашье залегают на морских отложениях плиоцена и имеют мощность до 20-30 м. Сложенная суглинками равнина имеет абсолютные отметки у Сиваша от 0-1 м до 15-20 м, расчленена пологими балками и немногочисленными долинами рек.

52

Разрушение берегов, сложенных такими рыхлыми породами, в отличие от скалистых берегов имеет другой механизм, и поэтому его принято называть размывом; разрушение берегов, сложенных рыхлыми связными породами (в т.ч. суглинков) Артюхов Ю. В. предложил называть делюзией (от латинских слов denudation - обнажение, lusis - смыв) [4].

Гидродинамические особенности акватории Сиваша определяются его мелководностью и вследствие этого - сгонно-нагонными явлениями. При нагонах уровень обычно повышается на несколько десятков сантиметров, а их продолжительность достигает 10-13 дней; сгонные явления, как правило, непродолжительны (2-3 дня). Максимальная величина и повторяемость нагонов чаще всего наблюдаются при ветре восточных румбов (и поэтому чаще всего они происходят в холодное время года), а сгонов - западных.

Размыв берегов Сиваша имеет сложный характер, при котором особенно велика роль периодического осушения, водонасыщения и размокания пористых суглинков при сгонах и нагонах, безвозвратный вынос мелких частиц за пределы береговой зоны. Формирующие в результате размыва активные клифы представляют собой обрывы высотой от 1-2 до 14 м, крутизной до 80-90° с небольшой (высота 0.5-1.0 м, глубина 0.3-0.5 м) волноприбойной нишей в основании. У их подножья образуется широкий и пологий бенч с маломощным чехлом ила, ракуши, детрита, водорослевого мата (Рис. 1А). В результате размыва берегов часто образуются фестоны шириной 20-30 м, с маломощным и нешироким пляжем, которые чередуются с пологими мысами (Рис. 1Б).

По плоскостям вертикальных трещин, постепенно перерастающих во рвы отседания шириной до 0.3-0.5 м, от клифа отчленяются столообразные призмы породы (осовы) длиной до 10 м и шириной 0.3-1.0 м (Рис. 1В). Подрезанные прибоем, осовы через некоторое время падают на пляж или оседают. Обрушению призм пород способствует размокание породы в приурезовой части, смачивание дождевыми и талыми водами, приводящие к нарушению связности породы и утяжелению блока. Упавшие на бенч призмы породы разбиваются на глыбы размерами 0.2-0.3 м, реже до 1 м, суммарным объемом обычно не более 10 м3 (Рис. 1Г). Глыбы суглинка размываются при сильных штормах достаточно быстро, в течение года, а более мелкие - «окатываются» до глинистых катунов. Отделенные призмы породы могут разрушаться не сместившись - в виде земляных осыпей или размываясь осадками. Широкие призмы породы часто не обрушиваются, а соскальзывают вниз, слегка запрокидываясь в сторону берега; в результате такого «микрооползня» на бровке клифа возникает небольшая ступень длиной до 7-10 м, шириной 1-1.5 м и глубиной около 0.5 м. Отступанию клифов способствуют также эрозионные (формирование оврагов), суффозионные и осыпные процессы (Рис. 1Д).

По мере развития абразионный берег может переходить в стадию равновесия: в результате аккумуляции илистого материала на бенче формируется осушка, клифы отмирают, выполаживаются и зарастают, у их основания формируются штормовые валы из ракушечного и водорослевого материала. Уменьшению скорости размыва

53

берега способствует зарастание отмелых берегов тростником, скопление на береге водорослевого мата, и даже сухих полукустарничков типа «перекати-поле».

Рис.1. Абразионные (размываемые) берега Сиваша: А - клиф высотой 14 м с бенчем, занятым ветровой осушкой; Б - фестончатый характер берега; В -отчленяющийся от клифа осов; Г - земляной обвал у подножья клифа; Д - овраг, расчленяющий активный клиф.

54

Абразионные (размываемые) берега (Рис. 2), широко распространены в Крымском Присивашье, особенно в центральной и южной его частях, которые наиболее освоены в сельскохозяйственном отношении. Вследствие этого многие участки пашни попадают в зону риска: на протяжении около 27 километров пахотные земли примыкают непосредственно (на расстоянии ближе 50 м) к береговой линии. В результате абразии отступают высокие водораздельные пространства, в результате чего происходит уменьшение площади наиболее плодородных в Присивашье темно-каштановых и лугово-каштановых почв.

— размываемые берега

о.бб скорость размыва берегов по данным ДЗЗ для ключевых участков, м/год сельскохозяйственные угодья

Рис. 2. Абразионные (размываемые) берега Сиваша в пределах Крымского полуострова и скорость их отступания по данным ДЗЗ.

Значительная степень деградации земельных ресурсов Присивашья в результате абразии связана с высокими скоростями отступания клифов.

55

Определение скоростей абразии берегов для центральной части Крымского Присивашья выполнены на основе данных ДЗЗ [5]: использовались космические снимки за 2013 г., выполненные с помощью спутника 0шскВ1М с пространственным разрешением 0.61 м/пиксель (получены из общедоступного архива данных с помощью программы SASplanet) и сканкопии аэрофотоснимков масштаба 1:25 000 за июнь-июль 1969 и 1966 гг.

Обработка и анализ материалов производилась с помощью программного комплекса АгсОК 10.0. На предварительном этапе 12 отобранных репрезентативных аэрофотоснимков с помощью опорных точек были привязаны к космическим снимкам и трансформированы. В результате визуального дешифрирования космических и аэрофотоснимков были выделены береговые линии на 23 ключевых участках. В результате сравнения береговых линий и соответствующих расчетов для ключевых участков определены средние скорости абразии [5]. Результаты расчетов приведены на рисунке 2.

Анализ полученных данных свидетельствует, что средние скорости размыва берегов для ключевых участков изменяются от 0.083 до 0.87 м/год. Значения скорости достаточно четко коррелируют с ориентацией участков побережья по странам света: наибольшие скорости характерны для берегов восточной и северовосточной ориентации, наименьшие - южной и юго-восточной. Это связано с наибольшей повторяемостью и скоростью ветров соответствующих направлений. По данным полевых наблюдений, современная деградация сельхозугодий в результате размыва происходит именно на берегах восточных румбов.

Поднятие уровня Мирового океана вследствие глобального потепления климата приведет в скором времени к усилению абразии берегов.

ВЫВОДЫ

Таким образом, абразия (размыв) берегов является значительным фактором деградации земельных ресурсов Крымского Присивашья, связанным с податливостью к разрушению четвертичных лессовидных суглинков и сгонно-нагонным режимом в заливе Сиваш. В результате абразии, наиболее значительной для побережий восточной и северо-восточной ориентации, со скоростью 0.083-0.87 м/год происходит потеря наиболее ценных для сельского хозяйства региона темно-каштановых и лугово-каштановых почв, значительные площади пашни находятся в зоне риска.

Список литературы

1. Драган Н.А. Почвенные ресурсы Крыма. Симферополь: Доля, 2004. 208 с.

2. Разумов В. В., Глушко А.Я. Деградация земель прибрежной территории субъектов юга России под воздействием абразионных процессов // Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». 2010.№ 3. С. 161-170.

3. Леонтьев О.К., Никифоров Л.Г., Сафьянов Г.А. Геоморфология морских берегов: Учебное пособие. М.: Издательство Московского университета, 1975. 357 с.

4. Артюхов Ю.В. Волновое разрушение обвальных берегов Азовского моря // Геоморфология. 1982. № 4. С. 51-58.

56

5. Михайлов В.А. Использование данных ДЗЗ для изучения берегов залива Сиваш //

Фундаментальные исследования. 2012. № 9 (часть 4). C. 831-834.

THE ABRASION AS A FACTOR OF LAND RESOURCES DEGRADATION OF THE CRIMEAN SIVASH BAY AREA Mykhailov V.A.

V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea, Russia

E-mail: mikhailov_v@rambler.ru

An abrasion because of considerable extent and irregularity of coastline is major reason of degradation of the landed resources of Crimean Sivash bay area.

Coasts of region are bounded by shallow bay Sivash (Sea of Azov), which is a complex combination of the lagoon and estuary. Sivash separated from the Sea of Azov sandy-shelly bar Arabat Spit (110 km). Coastline Sivash has a length of more than a thousand kilometers and has ingressive character (narrow bays, straits, islands, peninsulas). There are widespread accumulative raasts (bay-bars, barrier beachs, wind mud flats) and abrasion sections.

The factors of development of abrasion is: continuous distribution of loose quaternary loesslike loam that is able easily to collapse as a result of wind effected phenomena. These rocks are weakly resistant to abrasion (III class according to the classification Leontev O.K.), but may form a vertical cliff height of 10-14 m. The thickness of these rocks in the Sivash reaches 20-30 m. Folded loam plain has absolute marks from Sivash from 0-1 m to 15-20 m, dissected sloping beams and a few river valleys. When wind setup surge level is usually increased by several tens of centimeters, and their duration reaches 10-13 days; negative surge is usually of short duration (2-3 days).

Destruction of banks of bay Sivash has difficult character as a result of that the active steep are formed by a cliffs height a to 14 m, wave-cut notch and bench with a thin beach. The retreatal of coasts takes place as a result of abjunction from cliffs prisms breeds that is brought down on a beach and broken up on blocks. In its development abrasion coast can move into a stage of equilibrium: to the accumulation of silt material to benche is developed wind streak, cliffs die, they flatten out and overgrown, at their base formed storm shafts clam shell and algal material. Decrease in the rate of erosion of the coast contributes to overgrowing of the shallow shores of reeds on the shore of the accumulation of algal mats, and even dry semishrubs like «tumbleweeds».

Abrasion coasts are most widely widespread in central and south parts of Crimean Sivash bay area, that is most mastered in an agricultural relation. Hereupon many areas of plough-land during 27 kilometres of coastline get in the zone of risk. An area diminishes most fertile in Crimean Sivash bay area of Haplic Kastanozems and Gleyic Kastanozems soils. Speed of abrasion of banks determined from data of the remote sensing: satellite images 2013 (spatial resolution of 0.61 m/pixel) and airphotos 1966 and 1969 gg. scale 1:25 000. Processing and analysis of materials was made using the software package ArcGIS 10.0. The average rate of erosion of the coasts to key sites vary from 0.083 to 0.87 m/year. Most speeds are marked at banks an east and north-eastern orientation, the least -

57

south and south-east.

The decision of this problem requires complex approach.

Keywords: land resources, Sivash, Sivash bay area, abrasion, remote sensing.

References

1. Dragan N.A. Pochvennye resursy Kryma (Soil Resources of Crimea). Simferopol': Dolja (Publ.), 2004, 208 p.

2. Razumov V.V., Glushko A.Ja. Degradaciya zemel' pribrezhnoj territorii sub"ektov yuga Rossii pod vozdejstviem abrazionnyh processov (Land degradation of the coastal territory of the subjects of the south of Russia under the influence of abrasion processes). Vestnik MGOU. Serija «Estestvennye nauki»( Bulletin of MSRU RAS. Series Natural sciences), 2010, no.3. pp. 161-170 (in Russ.).

3. Leont'ev O.K., Nikiforov L.G., Safjanov G.A. Geomorfologija morskih beregov (Geomorphology coasts). M.: Izdatel'stvo Moskovskogo universiteta (Publ.), 1975, 357 p.

4. Artjuhov Ju.V. Wave destruction of collapse banks of Sea of Azov (Volnovoe razrushenie obval'nyh beregov Azovskogo morya). Geomorfologiya (Geomorphology RAS), 1982, no. 4, pp. 51-58 (in Russ.).

5. Mikhailov V. A. Use of date of remote sensing for study of coast of bay Sivash (Ispol'zovanie dannyh DZZ dlya izucheniya beregov zaliva Sivash). Fundamental'nye issledovanija (Fundamental research RAS), 2012, no. 9 (4), pp.831-834 (in Russ.).

Поступила в редакцию 17.04.2015 г.

58