Экологическая устойчивость лесных фаций на водосборе притока реки Ашкадар

universiteta lesa. - Lesnoj vestnik. 2016. -T. 20. № 5. - S. 65-77.

6. Dubenol N.N., Kuzjmichev V.V., Le-bedev A.V. Dinamika lesnogo fonda Lesnoj opytnoj dachi RGAU-MSHA imeni K.A. Timi-ryazeva za 150 let. // Izvestiya TSHA. - 2018. -Vyp. 4. - S. 5-19.

7. Dubenok N.N., Chernyavin P.V., Le-bedev A.V. Dinamik lesov zapovednika «Ko -logrivsky les ». // Vestnik Povolzhskogo gosu-darstvennogo tehnologicheskogo universiteta. Ser.: Les. Ekologiya. Prirodopolzovanie. -2016. - № 3 (31). - S. 5-18.

8. Kurnaev S.F. Lesorastitelnoe rajoniro-vanie SSSR. - М.: Nauka, 1973. - 201 s.

9. Polevaya geobotanika. 3 t./ Äkad. nauk SSSR. Botan. in-t im. V.L. Komarova; Pod obshch. Red. [i s predisl.] Е.М. Lavren-ko i Ä.Ä. Korchagina. - М - L.: Izd-vo Äkad. Nauk SSSR. [Leningr. otd-nie], 1959-1964.

10. Smirnov V.E., Khanina L.G., Bo-brovsky M.V. Obosnovanie sistemy ekolo-go-tsenoticheskih grupp vidov rastenij lesnoj zony evropejskoj Rossii na osnove ekolog-icheskih shkal? Geobotanicheskih opisanij i statisticheskogo analiza. // Byul. MOIP. otd. Biol. - 2006. - Tom 111, Vyp.2. - S. 36-47.

11. Rabotnov T.A. Voprosy izucheniya sostava tsenopopulyatsij dlya tselej

fitotsenologii. / Problemy botaniki, Vyp. 1. -M.: Izd-vo AN SSSR, 1950. S. 84-94.

12. Uranov A.A. Voprosy izucheniya struk-tury fitotsenzov i vidovyh tsenopopulyatsij. / Sb. Tsenopopulyatsii rastenij (razvitie i vzaimo-otnoshenie). - M.: Nauka, 1977. - S. 8-20.

13. Krasnaya kniga Kostromskoj oblas-ti. - Kostroma: DPRiOOS Kostromskoj oblas-ti, KGU im. N.A. Nekrasova. 2009. - 387 c.

The material was received at the editorial office

5.04.2019 g.

Information about the authors Krinitsyn Igor Georgievich, candidate of biological sciences, associate professor, senior researcher FSBU «State nature reserve «Kologrivsky les» named after M.G. Sinitsyn, senior researcher of the Institute of botany, physiology and genetics of plants of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan; hek@rambler.ru

Lebedev Alexandr Vyacheslavovich, senior researcher FSBU «State nature reserve «Kologrivsky les» named after M.G. Sinitsyn, assistant of the department of agricultural land reclamations, forestry and land management FSBU HE RGAU-MSHA named after C.A. Timiryazev; e-mail: avl1993@mail.ru

УДК 502/504:630*91

Р.Р. ЗУБАИРОВ, Р.Ф. МУСТАФИН, З.З. РАХМАТУЛЛИН, А.Ш. ТИМЕРЬЯНОВ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Башкирский государственный аграрный университет», г. Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЛЕСНЫХ ФАЦИЙ НА ВОДОСБОРЕ ПРИТОКА РЕКИ АШКАДАР

В статье описаны процессы развития эрозии земель на водосборах. Подробно рассмотрены экологические состояние водосборов Республики Башкортостан на примере реки Ашкадар. Приведены основные характеристики лесных фаций ландшафтной катены, особенности местоположения и их свойства. Выполнены расчеты границ фаций на картах начиная от истока и до устья реки Ашкадар. Разработана программная методика определения границ фаций на примере водосбора притока реки Ашкадар, где границей между трансэлювиальной и трансаккумулятивной фацией является морфоизографа. Подробно рассмотрены площади данного водосбора с учетом наивысшей и наименьшей отметки водосбора. В статье приведены результаты расчетов коэффициента экологической устойчивости по каждой фации водосбора реки с учетом площадей угодий (леса, пастбища, пашни, водоемы и т.п.). С учетом проведенных расчетов предложено увеличивать коэффициент экологической устойчивости, необходимо проводить больше посадок широколиственных лесов, т.к. коэффициент стабильности для них самый высокий среди угодий, равный 1. Полученные данные позволяют проанализировать ситуацию как на каждой фации, так и водосбора в целом и разработать меры по повышению их экологической устойчивости, заключающиеся в оптимизации их экологической инфраструктуры и проведении природоохранных мероприятий.

Эрозия, катена, водосбор, рельеф, леса, экология, фация, устойчивость.

Введение. Интенсивность землепользования с учетом сложных природных условий приводят к развитию деградационных процессов растительности и почвенного покрова на значительных площадях региона. Масштаб разрушения почвенного покрова и растительности (древостоев) в большей степени вызван эрозионными процессами вследствие высокой степени распаханности и сниженной лесистости земельных угодий, в том числе водосборов, и в целом нарушениями структуры землепользования. Причинами возникновения и развития эрозии являются нарушение структуры землепользования, высокая распаханность и низкая лесистость земельных угодий водосборов [1, 2, 3, 4].

Для оценки экологического состояния речных бассейнов и разработки мер по его повышению необходимо рассмотреть водосборы более подробно, на уровне ландшафтной кате-ны, состоящей из сопряженных фаций (рис. 1).

Материалы и методы исследований. Сущность расчета и определение расположения границ фаций на картах затрудняется тем, что схема ландшафтной катены водосбора

изменяется от истока и до устья реки [5, 6]. Это объясняется прежде всего разнообразностью рельефа. Из-за этого ширина катены варьируется, как и размеры отдельных фаций. Нами была разработана методика определения границ фаций на примере водосбора притока реки Ашкадар, где границей между трансэлювиальной и трансаккумулятивной фацией является морфоизографа.

Рис. 1. Ландшафтная катена водосбора притока реки Ашкадар:

1, 2, 3, 4, 5 — границы сопряженных фаций

Рис. 2. Тематическая карта фаций водосбора р. Большие Балыклы

№ 3' 2019

127

Река Большие Балыклы относится к Камскому бассейновому округу. Площадь рассматриваемого водосбора реки составляет 11 510 га, периметр 50,5 км. Наивысшая и наименьшая отметки водосбора соответственно 381 м и 187 м. Длина реки, на которой расположены 3 пруда площадью зеркала 10, 22 и 48 га, 25,3 км.

Для сравнительной оценки состояния фаций на водосборе нами использован коэффициент экологической устойчивости (стабильности) [7, 8]:

1 п

к=41 тк,

4 1=1

где 4 — площадь водосбора, га; - площадь ¿-го угодья, га; К1 . - коэффициент стабильности 1-го угодья.

Для лесных угодий коэффициент стабильности:

1,0 —широколиственные леса;

0,63 - смешанные леса;

0,38 - хвойные леса;

Для остальных угодий коэффициент стабильности:

0,79 - болота, водотоки и водоемов;

0,68 - пастбища;

0,62 - луга;

0,43 - сады, лесные культуры, лесополосы;

0,14 - пашни;

0,0 - прочие земли (выходы горных пород, овраги, пески, то есть не используемые земли).

К2. - коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа водосбора.

Шкала экологической стабильности при Кс:

<0,33 - нестабильный;

0,34-0,50 - малостабильный;

0,51-0,66 - среднестабильный;

>0,66 - стабильный [8, 9].

Для проведения расчетов на тематической карте определяем площади угодий на каждой фации и определяем коэффициент экологической устойчивости на каждой фации и в целом на водосборе (табл. 1).

Таблица 1

Результаты анализа фаций притока реки Ашкадар

Фация Общая площадь Лесные угодья Пастбища Пашни Водотоки Прочее Кс

га % га % га % га % га % га %

Элювиальная 3766 32,7 541 53 102 6 2890 37 0 0 233 28 0,27

Трансэлювиальная 3641 31,6 236 23 695 41 2504 32 0 0 206 25 0,29

Трансаккумулятивная 2316 20,1 201 20 519 31 1462 19 0 0 134 16 0,33

Супераквальная 1711 14,9 44 4 383 23 1031 13 0 0 253 31 0,26

Субаквальная (Аквальная) 76 0,7 0 0 0 0 0 0 76 100 0 0 0,79

Общая 11510 100 1022 100 1699 101 7887 101 76 100 826 100 0,29

Результаты исследований. Полученные нами расчеты показывают что лесные угодья, пастбища и пашни распределены неравномерно на водосборе.

Результаты анализа показывают, что КЭУ на всех фациях, кроме аквальной ниже 0,33 (нестабильный). Для того чтобы повысить коэффициент экологической

устойчивости, необходимо увеличить количество широколиственных лесов, т.к. коэффициент стабильности для них самый высокий среди угодий и равен 1. Расчеты количества лесных угодий для обеспечения различной экологической стабильности фаций и водосбора в целом приведены ниже (табл. 2, рис. 4) [9, 10, 11].

Рис. 3. Коэффициент экологической устойчивости по фациям согласно расчетам 128 № 3' 2019

Таблица 2

Прогнозирование изменений экологической устойчивости при изменении лесистости

Фация Нестабильный

Лесные угодья,га КЭУ Лесные угодья, га Коэф. уве-лич. лесист. Лесные угодья, га Коэф. уве-лич. лесист. Лесные угодья, га Коэф. уве-лич. лесист.

Элювиальная 541 0,27 850 1,6 1600 3,0 2250 4,2

Трансэлювиальная 236 0,29 450 1,9 1150 4,9 1800 7,6

Трансаккуммулятивная 201 0,33 240 1,2 700 3,5 1100 5,5

Супераквальная 44 0,26 190 4,3 530 12 830 18,9

Общая 1022 0,29 1730 1,7 3980 3,9 5980 5,8

Угодья на водосборе при Кс = 0,29 1% _ Угодья на водосборе при Кс = 0,34

9%  Лесные угодья 15%  Пастбища 7%  Лесные 0 15% угодья ^^  Пастбища 15%  Пашни 62%

68% 9 -

Угодья на водосборе при Угодья на водосборе при

Кс = 0,51 Кс = 0,66

7% ^^^  Лесные 7%  Лесные

угодья Н \ ^^^И \ угодья

я 34%  Пастбища Пастбища

25% \

43% ^Н  Пашни Пашни

15% 15%

Рис. 4. Площади угодий на водосборе

при различных коэффициентах экологической устойчивости

Выводы

Полученные данные позволяют проанализировать ситуацию на каждой фации и водосбора в целом и сделать следующие выводы:

- элювиальная фация, которая занимает 32,7% является нестабильной, увелече-ние лесистости в 1,6 раза позволит повысить устойчивость до малостабильной, в 3 раза до среднестабильной и в 4,2 раза до стабильной;

- трансэлювиальная фация, занимающая 31,6%, является нестабильной, увелечение лесистости в 1,9 раза позволит повысить устойчивость до малостабильной, в 4,9 раза до среднестабильной и в 7,6 раза до стабильной;

- трансаккумулятивная фация, занимающая 20,1%, является нестабильной, увелечение лесистости в 1,2 раза позволит повысить устойчивость до малостабильной, в 3,5 раза до среднестабильной и в 5,5 раза до стабильной;

- супераквальная фация, занимающая 14,9%, является нестабильной, увелечение

лесистости в 4,3 раза позволит повысить устойчивость до малостабильной, в 12 раз до среднестабильной и в 18,9 раза до стабильной;

- субаквальная (аквальная) фация, состоящая из водостока и водоемов занимает незначительную площадь равной 0,7% и является стабильной;

- устойчивость водосбора реки в целом является нестабильным и увелечение лесистости в 1,7 раза или с 9% до 15% позволит повысить устойчивость до малостабильной, в 3,9 раза или с 9% до 34% до среднестабильной и в 5,8 раза или с 9% до 52% до стабильной.

Результаты анализы показывают, что большинство фаций рассматриваемого водосбора нуждаются в разработке мер по повышению экологической устойчивости, которая возможна при оптимизации экологической инфраструктуры и проведении необходимых природоохранных мероприятий.

Оптимизация экологической инфраструктуры водосбров сводится к формированию и поддержанию такого соотношения земельных угодий, которое обеспечивает целесообразное экологическое равновесие и необходимую устойчивость водосборов. Оптимизация возможна за счет перевода части пашен в пастбища или увеличения лесистости территорий. При этом коэффициент экологической устойчивости водосборов должен быть не ниже установленного уровня.

Библиографический список

1. Хафизов А.Р. Моделирование функционирования водосборов при их комплексном обустройстве. // Мелиорация и водное хозяйство. - 2010. - № 3. - С. 34-37.

2. Мустафин Р.Ф., Рахматуллин З.З., Раянова А.Р. Древесно-кустарниковая растительность при оценке устойчивости берегов рек. // Природообустройство. - 2016. -№ 5 - С. 108-114.

3. Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Габделхаков А. К. Ландшафтно-экологи-ческий анализ геосистем Бугульминско-Бе-лебеевской возвышенности (в пределах Республики Башкортостан). / Сб.: Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг. — Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. - С. 85-94.

4. Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Мустафин Р.Ф. Распространение и продуктивность сосновых насаждений в зависимости от морфометрических показателей рельефа (на примере Бугульминско-Беле-беевской возвышенности в пределах Республики Башкортостан. // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 1 (50). - С. 42-52.

5. Рыжков И.Б., Мустафин Р.Ф., Ар-сланов А.А. Оценка степени насыщенности грунтово-корневого тюфяка корнями. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2012. - № 4 - С. 31-33.

6. Состояние р. Яманелга в районе куста нефтедобывающих скважин. / Горячев В.С., Абдрахманов Р.Ф., Гареев А.М. и др. / Межведомственный сб. материалов. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2013. С. 34-36.

7. Зубаиров Р.Р., Хафизов А.Р. Технология составления карты фаций водосбора. / Сб. Организация территории: статика, динамика, управление: мат-лы XI Международной научно-практической конференции БГПУ им. М. Акмуллы. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2014. - С. 22-26.

8. Загитова Л.Р. Оценка влияния антропогенных факторов на годовой и сезонный сток в бассейне реки Белой. // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2014. - № 5. - С. 119-126.

9. Зубаиров Р. Р. Состояния водосборов степной ландшафтной группы бассейна реки

Белая. / Роль науки в развитии общества: Сб.ста-тей. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. - С. 307-310.

10. Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Латыпов Э.Р. Моделирование условий произрастания и анализ вклада факторов в формирование высокобонитетных насаждений сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в программе Maxent (на примере Бугульминско-Белебе-евской возвышенности в пределах Республики Башкортостан). // Природообустройство. — 2017. — № 3. — С. 104-111.

11. Рахматуллина И.Р., Рахматуллин З.З., Габделхаков А.К. Влияние морфометрических показателей рельефа на размещение лесообразующих древесных видов Бугульминско — Белебеевской возвышенности в пределах Республики Башкортостан). / Сб.: Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг. — Йошкар-Ола: ПГТУ, 2016. — С. 84-92.

Материал поступил в редакцию 30.01.2019 г.

Сведения об авторах Зубаиров Руслан Радикович, старший преподаватель кафедры природообустрой-ства, строительства и гидравлики, доцент, ФГБОУ ВО БашГАУ; 450001, г. Уфа, ул. 50-лет Октября, 34, rrzubairov@gmail.com

Мустафин Радик Флюсович, д.с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВО Баш ГАУ; 450001, г. Уфа, ул. 50-лет Октября, 34, mustaf-in-1976@mail.ru

Рахматуллин Загир Забирович, канд. с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ; 450001, г. Уфа, ул. 50-лет Октября, 34, zagir1983@mail.ru

Тимерьянов Азат Шамилевич, канд. с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ; 450001, г. Уфа, ул. 50-лет Октября, 34, haf628@ya.ru

R.R. ZUBAIROV, R.F. MUSTAFIN, Z.Z. RAKHMATULLIN, A.SH. TIMERYANOV

The Federal state budgetary educational institution of higher education «The Bashkir state agrarian university», Ufa, Russian Federation

ECOLOGICAL SUSTAINABILITY OF FOREST FACIES

IN THE CATCHMENT OF THE RIVER ASHKADAR TRIBUTARY

In article developments of an erosion of lands on reservoirs are described. Are in detail considered ecological a condition of reservoirs of the Republic of Bashkortostan on the example of the Ashkadar River. The main characteristics of forest fatsias of the landscape catena, feature of location and their property are given. Calculations of borders of fatsias on cards are executed beginning from a source and to the mouth of the Ashkadar River. The program technique of delimitation of fatsias on the example of a reservoir of inflow of the Ashkadar River where border between the transeluvial and transaccumulative facies is a morfoizograf is developed.

nPMPOAOOByCTPOÉCTBO

The areas of this reservoir taking into account the highest and smallest mark of a reservoir are in detail considered. Calculation results of coefficient of ecological sustainability on each facies of a reservoir of the river taking into account the areas of grounds are given in article (the woods, pastures, arable lands, reservoirs, etc.). Taking into account the carried-out calculations it is offered to increase coefficient of ecological sustainability, it is necessary to carry out more landings of the broad-leaved woods since stability coefficient for them the highest among grounds, equal 1. The obtained data allow to analyse a situation as on each facies, and a reservoir in general and to develop the measures for increase in their ecological sustainability consisting in optimization of their ecological infrastructure and holding nature protection actions.

Erosion, catena, catchment, relief, forests, ecology, facies, sustainability.

References

1. Hafizov A.R. Modelirovanie funktsion-irovaniya vodosborov pri ih kompleksnom obustrojstve. // Melioratsiyail vodnoe hozya-jstvo. - 2010. - № 3. - S. 34-37.

2. Mustafin R.F., Rakhmatullin Z.Z., Ra-yanova A.R. Drevesno-kustarnikovaya rastitel-nost pri otsenke ustojchivosti beregov rek. // Priro-doobustrojstvo. - 2016. - № 5 - S. 108-114.

3. Rakhmatullina I.R., Rakhmatullin Z.Z., Gabdelhakov A.K Landshaftno-ekologiches-ky analiz geosistem Bugulminsko-Belebeevskoj vozvyshennosti (v predelah Respubliki Bashkortostan). / Sb.: Lesnye ekosistemy v usloviyah izmeneniya klimata: boilogicheskaya pro-duktivnost i distatsionny monitoring. - Yosh-kar-Ola: PGTU, 2015. - S. 85-94.

4. Rakhmatullina I.R., Rakhmatullin Z.Z., Mustafin R.F. Rasprostranenie i produktiv-nost sosnovyh nasazhdenij v zavisimosti ot mor-fometricheskih pokazatelej reljefa (na primere Buguljminsko-Belebeevskoj v predelah Respubliki Bashkortostan). // Vestnik Izhevskoj gosudarstvennoj seljskohozyajstvennoj aka-demii. 2017. № 1 (50). - S. 42-52.

5. Ryzhkov I.B., Mustafin R.F., Ar-slanov А.А. Otsenka stepeni nasyshchen-nosti gruntovo-kornevogo tyufyaka kornya-mi. // Vestnik Rossijskoj akademii seljsko-hozyajstvennyh nauk. - 2012. - № 4 - S. 31-33.

6. Mustafin R.F. Sostoyanie r. Yamanel-ga v rajone kusta neftedobyvayushchih sk-vazhin.. / Goryachev V.S., Abdrakhmanov R.V., Gareev A.M., i dr. Mezhvedomstvenny sbornik materialov. - Ufa: RITS BashGU, 2013. S. 34-36.

7. Zubairov R.R., Khafizov A.R. Teh-nologiya sostovleniya karty fatsij vodosbora. / Sb. Organizatsiya territorii: statika, dinami-ka, upravlenie: mat-ly XI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii BGPU im. Akmully. - Ufa: Izd-vo BGPU, 2014. - S. 22-26.

8. Zagitova L.R. Otsenka vliyaniya antro-pogennyh faktorov na godovoj i sezonny stok v bassejne reki Beloj. // Vodnoe hozyajstvo

Rossii: problem, tehnologii, upravlenie. - 2014. -№ 5. - S. 119-126.

9. Zubairov R.R. Sostoyaniya vodosborov stepnoj landshaftnoj gruppy bessijna reki Belaya. / Rol nauki v razvitii obshchestva: Sbornik statej. - Ufa: RITS BashGU, 2014. - S. 307-310.

10. Rakhmatullina I.R., Rakhmatullin Z.Z., Latypov E.R. Modelirovanie uslovij proiz-rastaniya n analiz vklada faktorov v formiro-vanie vysokobonitetnyh nasazgdenij sosny oby-knovennoj (Pinus sylvestris L.) v programme (na primere Buguljminsko-Belebeevskoj vozvyshennosti v predelah Respubliki Bashkortostan). // Prirodoobustrojstvo. - 2017. - № 3. -S. 104-111.

11. Rakhmatullina I.R., Rakhmatullin Z.Z., Gabdelkhakov A.K. Vliyanie morfometrich-eskih pokazatelej reljefa na razmeshchenie le-soobrazuyushchih drevesnyh vidov Buguljmins-ko-Belebeevskoj vozvyshennosti v predelah Respubliki Bashkortostan. / Sb.: Lesnye ekosistemy v usloviyah izmeneniya klimata: biologicheskaya produktivnost i distantsionny monitoring. Yosh-kar-Ola: PGTU, 2016. - S. 84-92.

The material was received at the editorial office

30.01.2019 g.

Information about the authors Zubairov Ruslan Radikovich, senior lecturer of the Department of environmental engineering, construction and hydraulics, associate professor of the Bashkir state agrarian university, 34, 450001, Ufa, street of 50 years of October, 34, rrzubairov@gmail.com

Mustafin Radik Flyusovich, Bashkir state agrarian university, 34, 50-letiya Oktyabrya Str., 450001 Ufa; mustafin-1976@mail.ru

Rahmatullin Zagir Zabirovich, Bashkir state agrarian university, 34, 50-letiya Ok-tyabrya Str., 450001 Ufa; zagir1983@mail.ru Timeryanov Azat Shamilevich, Bashkir state agrarian university, 34, 50-letiya Ok-tyabrya Str., 450001 Ufa, haf628@ya.ru