Оценка роли рельефа как фактора формирования ландшафтов Северо-Восточного кавказа
ART 54681
УДК
001
З.
В. АтаевБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Атаев
З.
В.,
Братков
В.
В.,
Абдулжалимов
А.
А. Оценка роли рельефа как фактора формирования ландшафтов Северо-Восточного кавказа // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
2086–2090. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54681.htm.
Аннотация. В статье анализируются морфометрические характеристики ландшафтов низкогорно-предгорной полосы Северо-Восточного Кавказа, рассматривается их роль в формировании и пространственной дифференциации природно-территориальных комплексов региона.
Ключевые слова:
гис-технологии, северо-восточный кавказ, низкогорно-предгорная полоса, предгорье, низкогорье, нижнегорье, предгорный экотон, морфометрия, абсолютная высота, гипсометрия, крутизна склона, экспозиция склона, горизонтальное расчленение рельефа
Текст статьи
Атаев Загир Вагитович, кандидат географических наук, профессор, Дагестанский государственный педагогический университет, г. Махачкалаzagir05@mail.ru
Братков Виталий Викторович,доктор географических наук, профессор, Московский государственный университет геодезии и картографии, г. Москваvbratkov@mail.ru
Абдулжалимов Артем Александрович,аспирант кафедры физической географии, Дагестанский государственный педагогический университет, г. Махачкалаartemka05@mail.ru
Оценка роли рельефа как фактора формирования ландшафтов СевероВосточного Кавказа
Аннотация.В статье анализируются морфометрические характеристики ландшафтов низкогорнопредгорной полосы СевероВосточного Кавказа, рассматривается их роль в формировании и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов региона.Ключевые слова:СевероВосточный Кавказ, низкогорнопредгорная полоса, предгорье, низкогорье, нижнегорье, предгорный экотон, морфометрия, абсолютная высота, гипсометрия, крутизна склона, экспозиция склона, горизонтальное расчленение рельефа, ГИСтехнологии.
Рельеф признается всеми исследователями в качестве основного фактора ландшафтной дифференциации территории. В настоящее время, в связи с развитием цифровых технологий и широкой доступностью данных дистанционного зондирования, стал возможным детальная оценка рельефа как ландшафтообразующего фактора. Так, применение цифровых моделей рельефа упростило морфометрический анализ рельефа. Именно рельеф и его параметры признаются наиболее важными при выделении природнотерриториальных комплексов наиболее высоких классификационных рангов.Для выделения ПТК разного уровня и создания ландшафтной карты необходим анализ рельефа: в первую очередь, распределение высот, крутизны и экспозиции склонов. От этих факторов в горных условиях зависят тепловой и водный балансы. Они, в свою очередь оказывают непосредственное влияние на распределение почвеннорастительного покрова.Морфометрический анализ рельефа является одним из методов геоморфологических исследований, в котором количественные характеристики форм рельефа изучаются с помощью специальных измерений. Обычно измеряют абсолютную и относительную высоту отдельных форм рельефа или их комплексов, углы наклона, экспозицию склонов, площади, занятые положительными и отрицательными формами и некоторые другие [1]. Проблемам количественного описания рельефа посвящено значительное количество работ [2; 3].Морфометрический анализ рельефа сегодня осуществляется с помощью цифровой модели рельефа (ЦМР). В настоящее время началось создание ЦМР разных разрешений, которые в ГИСтехнологиях выполняют,в известной мере, функции масштабов карт [4].Анализ территории СевероВосточного Кавказа проводился с использованием пакета ArcGIS на основе ЦМР.В качестве основы были использованы результаты радиолокационной съемки Shuttle radar topographic mission (SRTM), предназначенной для построения высокоточной сети глобальной ЦМР. Ее среднеквадратическая погрешность оценивается по высоте около 16 м, а точность положения узлов трехсекундной сетки составляет около 20 м, при этом в условиях горного рельефа эти показатели становятся выше. Такая точность ЦМР соответствует для целей, поставленных в работе.Исправленный снимок SRTM с разрешением около 60 м пригоден для выполнения морфометрического анализа и построения соответствующих карт в среде ГИС. Редактирование снимка, связанное с идентификацией и последующим устранением незначительных ошибок, проведено с использованием средств пакета ArcGIS и его модуля Spatial Analyst. Эта же программа применялась при первичных расчетах и построении карт.Карта крутизны склонов (углов наклона земной поверхности) строилась с помощью функции Special Analyst и ее опции Surface analysis. Первоначально была карта была получена в растровом представлении и далее она конвертировалась в векторное. В результате конвертирования получены полигоны различной крутизны векторной карте крутизны склонов. При этом изначально строилась гипсометрическая карта с заданными высотными ступенями, затем вычислялись минимальные и максимальные уклоны и площади полигонов по высотным ступеням.Аналогичным способом строилась карта экспозиции склонов.По этой методике для территории СевероВосточного Кавказа на основе цифровых моделей рельефа были составлены гипсометрическая карта и карта крутизны склонов. Далее на эти карты были наложены тематические слои –литологияпород (геологическая), распределение климатических параметров (температуры, осадков, увлажнения –Ку), гидрографическая сеть, растительность, почвенный покров, а также имеющиеся ландшафтные карты.В геоморфологическом отношении здесь отмечается сочетание равнинного и горного рельефа, и, хотя высоты указанных хребтов не превышают 400600 м, они играют большую роль в формировании ландшафтов, являясь важными локальными климаторазделами.Предгорья как физикогеографический, или ландшафтный, экотон (по терминологии Э.Г. Коломыца [5]и В.А. Николаева [6]характеризуются набором и сочетанием как минимум 3 геоморфологических элементов: 1) хребты, представляющие собой локальные повышения на фоне равнинного рельефа и чаще всего являющиеся низкогорьями в геоморфологическом отношении (до 1000 м над уровнем моря); 2) равнинные участки, характеризующиеся незначительной крутизной (до 24), чаще всего располагающиеся между хребтами, или как минимум с одной стороны прилегающие к ним (то есть, по сути, являющиеся днищами котловин); 3) наиболее низкие хребты собственно горного сооружения Большого Кавказа, в геоморфологическом отношении относящиеся к низкогорьям, а в ландшафтом –к нижнегорьям, так как здесь начинается самый нижний высотный пояс –широколиственные леса.Столь значительная геоморфологическая «пестрота» приводит к тому, что здесь формируется своеобразный мезоклимат, отличающийся как от прилегающих равнин (меньшие скорости ветра, более стабильный снежный покров и т.п.), так и от гор (более высокие температуры и меньшее количество осадков). В результате геоморфологической «пестроты» и особенностей климата здесь формируется более широкий ряд местоположений, и, соответственно, набор физиономических типов растительности: травяной, кустарниковой и древесной, наиболее типичной для лесостепной зоны.В низкогорнопредгорных ландшафтах в результате взаимодействия гор с прилегающими равнинами возникает своеобразная предгорная зональность, относимая к парадинамической зональности регионального уровня. Зональность предгорных ландшафтов выражается в чередовании гумиднопредгорного и ариднотеневого вариантов зональности. Гумиднопредгорная зональность характерна для наветренных склонов, где смена ландшафтных комплексов происходит в результате склоновых процессов, связанных c трансформацией воздушных масс на склонах благодаря явлению предвосхождения. Ариднотеневая зональность выражена в области барьерной тени («дождевой» тени), т.е. на подветренной стороне гор, а также в сухих межгорных депрессиях и суходолах, огражденных передовыми хребтами. Чередование гумиднопредгорной и ариднотеневой зональности приводит к быстрой смене типов ландшафта на сравнительно небольших расстояниях, несмотря на то, что высотные отметки местности возрастают незначительно.Кроме предгорной зональности местами при непосредственном влиянии передовых хребтов, стоящих в виде барьера на пути движения воздушных масс, проявляется барьерновысотная зональность ландшафтов [7; 8].Задерживая насыщенные водяными парами воздушные массы и конденсируя их влагу на наветренных склонах, предгорные хребты создают своеобразный мезофильный ландшафт, резко отличающийся от территорий, находящихся в области барьерной тени.Для объективного анализа и выделения равнинной, предгорной и горной частей нами был проведен анализ морфометрических особенностей рельефа, так как указанные понятия относятся к категории геоморфологических[911].Среди большого количества морфометрических параметров наиболее подходящими для выявления ландшафтообразующей роли подходят такие, как абсолютная высота местности и крутизна поверхностей. Гипсометрический фактор приводит к дифференциации ландшафтов, а крутизна является тем критерием, по которому отграничиваются равнинные и горные ландшафты[1214].Одним из наиболее простых и достоверных критериев, по которому отделяется горная часть от равнинной, является крутизна склонов. Чаще всего признается, что при крутизне поверхностей или склонов свыше 6начинаются горы (или их предгорья).Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкам представлено в таблице 1 и рисунке 1.
Таблица 1Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкамВысоты, мПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорья, км2Менее 1002600,626010020018494,11849200400610313,6609240060043459,7416460080031046,92440800100021874,97841000120020944,71911200140022535,03014001800499111,1–1800200028546,4–20002400556512,4–24003200746516,6–3200360015553,5–360040002830,6–40005013330,1–
44940100,015810
Рис. 1. Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкам
Как видно из приведенных данных, предгорья занимают 35% от всей площади СевероВосточного Кавказа. При этом на высоты до 1000 м (низкогорья в геоморфологическом понимании) приходится 17848 км2(39,7%), 10002000 м (среднегорья) –12192 км2(27,1%), и 20003000 м –11625 км2(25,9%), и выше 3000 м –3223 км2(7,2%). То есть в геоморфологическом отношении на территории СевероВосточного Кавказа более широко представлены низкогорья и высокогорья, тогда как среднегорья занимают несколько меньшую площадь. Наибольшую площадь в низкогорьях занимают высотные отметки 200400 и 400600 м, куда входят передовые хребты (Терский и Сунженский). Что касается среднегорий, то здесь распределение территории довольно равномерное. В высокогорьях (до 3000 м) заметно повышение доли территорий с высотами от 2500 м, что можно объяснить наличием значительных поверхностей выравнивания как на Скалистом хребте, так и во Внутригорном Дагестане. Наиболее высокие части горного сооружения занимают не столь значительную территорию.Ландшафтыпредгорья, низкогорий и нижнегорий, которые поднимаются до 10001200 м заметно, до высоты до 600 м почти полностью заняты ими. Территории с отметками высот 600800 м тяготеют к предгорной части, а при дальнейшем увеличении абсолютной высоты низкогорья и предгорья постепенно переходят в собственно горное сооружение.Распределение территории в зависимости от крутизны склонов иллюстрируют таблица 2и рисунок 2.
Таблица 2Распределение территории СевероВосточного Кавказав зависимости от крутизны склоновСклоныКрутизнаПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорьяПлоские и слабонаклонные поверхности02501111,24764 (95%)*2429336,52377 (81%)4626545,91851 (70%)Покатые склоны6826495,91618 (61%)81026405,91393 (53%)1015595213,22247 (38%)1520526211,7984 (19%)Средней крутизны2025483210,8367 (8%)253042559,5134 (3%)Крутые303534727,750354026415,917404516203,66Обрывистые45507211,6250602800,61Отвесные607517~ 0,00
44940100,015810Примечание: * –доля склонов от их общей площади на территории всего СевероВосточного Кавказа
Рис. 2. Распределение территории СевероВосточного Кавказа в зависимости от крутизны склонов
На территории СевероВосточного Кавказа встречаются склоны с крутизной до 75. Поверхности с крутизной до 6занимают 10598 км2(23,6%). В геоморфологическом отношении они соответствуют равнинам. В горной части территории с такой крутизной склонов чаще всего отмечается либо в котловинах, либо это поверхности выравнивания в довольно возвышенных частях (горные плато). Склоны с разной степенью покатости (от 6 до 20) занимают наибольшую, по сравнению с другими склонами –до 16503 км2(36,7%). Следующая группа склонов –склоны средней крутизны (2030), занимают 9087 км2(20,2%). Крутые склоны (3045) занимают 7713 км2(17,2%). Обрывистые склоны (4560) занимают 1001 км2(2,2%). И, наконец, отвесные скалы (6075) занимают ничтожно малую площадь.Что касается предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов, то здесь на склоны крутизной до 10приходится более 50% аналогичных склонов, получивших распространение на всей территории СевероВосточного Кавказа. По мере увеличения крутизны склонов увеличивается доля территории, которая располагается в пределах горного сооружения Большого Кавказа. В целом в пределах предгорных ландшафтов еще сохраняется довольно значительная доля склонов, имеющих крутизну до 25, а более крутые склоны не характерны для категории предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов.Еще одной важной морфометрической характеристикой является экспозиция склонов (табл. 3).
Таблица 3Распределение территории СевероВосточного Кавказа в зависимости от экспозиции склоновЭкспозицияПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорья, км2Плоскость1740,4173 (99,4%)С(337,522,5)712015,82892 (40,6%)СВ(22,567,5)691715,42709 (39,2%)В(67,5112,5)636514,22173 (34,1%)ЮВ(112,5157,5)463510,31378 (29,7%)Ю(157,5202,5)483010,71532 (31,7%)ЮЗ(202,5247,5)462910,31423 (30,7%)З(247,5292,5)501211,21596 (31,9%)СЗ(292,5337,5)525811,71934 (36,8%)
44940100,015810
Как видно из приведенных данных, для СевероВосточного Кавказа наиболее характерными являются склоны северных румбов, суммарная доля которых составляет 42,9%, что легко объясняется положением территории на северном макросклоне Большого Кавказа. На долю склонов южных румбов приходится 31,3%. С позиции циркуляции атмосферы склоны западных румбов, которые в умеренных широтах получают максимальное количество осадков, занимают более 30% (33,2%), а восточные –около 40% (39,9%). То есть, сочетание этих факторов приводит к тому, что здесь более широко представлены местоположения, в которых отмечается некоторый недостаток тепла и влаги.Что касается предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов, то плоские поверхности абсолютно характерны лишь для предгорных ландшафтов, так как на них приходится 173 из 174 км2(99,4%). Склоны других экспозиций занимают здесь в целом площадь, пропорциональную общей (рис. 3).
Рис. 3.Встречаемость склонов разной крутизны (в %) в полосе низкогорнопредгорных ландшафтов
Следующим параметром, непосредственно связанным с рельефом, позволяющим количественно оценить его вклад в формирование ландшафтной структуры региона, является карта интенсивности солнечного излучения (радиации) (рис. 4).
Рис. 4.Распределение величины солнечного излучения по территории СевероВосточного Кавказа (в вт/м2)0,05,010,015,020,0ПЛОСКОСТЬССВВЮВЮЮЗЗСЗНа представленной карте отчетливовидно, что по распределению данного параметра низкогорнопредгорные ландшафты занимают промежуточное положение между двумя признаваемыми классами –равнинными и горными.Также яркое подтверждение того, что переходная полоса между равнинной и горной частями характеризуется контрастными («пестрыми») условиями, отражает карты густоты горизонтального расчленения рельефа. Для создания этой карты был необходим подсчет длин линий водотоков разных порядков (в нашем случае от элементарного, 1 порядка, до 11 –наиболее крупные реки). Далее были подсчитаны длины водотоков в пределах квадрата со стороной 10 км. Итоговая карта (рис. 5) была составлена путем выделения естественных групп в программе MapInfo.
Рис. 5. Карта густоты горизонтального расчленения рельефа СевероВосточного Кавказа
На рисунке 6 хорошо видно, что наибольшая контрастность и пестрота характерны как раз для предгорного экотона. В собственно горной части региона заметно постепенное увеличение эрозионного расчленения по мере увеличения абсолютной высоты. Именно эрозионное расчленение создает условия для формирования склонов разной крутизны и экспозиции. Наличие квадратов с минимальным расчленением на границе СевероВосточного Кавказа с Закавказьемсвязано с тем, что в эти «неполные» квадраты попадает лишь часть рассматриваемой территории.Таким образом, СевероВосточный Кавказ отличается большой пестротой природных условий и ландшафтов. Исторические, этнографические и археологические источники свидетельствуют, что эта территория была заселена довольно давно[15]. Современные ландшафты района характеризуются сочетанием природнотерриториальных комплексов разной степени трансформации[16]. Природные ландшафты СевероВосточного Кавказа в настоящее время охарактеризованы довольно подробно, однако вопросам современного состояния ландшафтов и степени их трансформации уделяется гораздо меньшее внимание. Предлагаемые морфометрические показатели ландшафтов горноравнинной контактной полосы СевероВосточного Кавказа позволяют не только оценитьих роль в формировании и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов региона, но также довольно хорошо иллюстрируют степень их селитебной освоенности. Следовательно, предлагаемые показатели могут также применяться и для общей оценки антропогенной нагрузки на ландшафты, в том числе и рекреационной.
Ссылкинаисточники1. Симонов Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа. –Смоленск: СГУ, 1998.–270 с.2.Спиридонов А.И. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований. –М.: Высшая школа, 1970. –458 с.3. Анисимов В.И. Морфометрический анализ рельефа. –Сочи, 1999.–321 с. 4. Погорелов А.В., ДумитЖ.А. Бассейн р. Кубани (морфологический анализ). –М.: ГЕОС, 2009. –220 с.5.КоломыцЭ.Г. Экотон как объект физикогеографических исследований // Известия АН СССР. Сер. Геогр. –1988. № 5. –С. 2436.6. Николаев В.А.Ландшафтные экотоны // Вестник Московского университета. Серия 5. География. –2003. № 6. –С. 39.7. АлибековЛ.А. Взаимодействие горных и равнинных ландшафтов (на примере Средней Азии). Автореф. дис. доктора геогр. наук. –М., 1988. –52 с.8. МаксютовФ.А. Ландшафты предгорий. –Уфа: Издво Башкирск. унта, 1980. –76 с.9. Атаев З.В. Ландшафтный анализ низкогорнопредгорной полосы СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки.–2008. № 1. –С. 5967.10. Атаев З.В. Географические особенности формирования и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов горного Дагестана // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. –2004. № 4. –С. 3539.11. Атаев З.В. Ландшафты предгорного Дагестана и вопросы их агрохозяйственной оптимизации. Автореф. дис. кандидата геогр. наук. –Воронеж: Издво ВорГУ, 2002. –27 с.12. Абдулаев К.А., Атаев З.В., Братков В.В. Современные ландшафты Горного Дагестана. –Махачкала, ДГПУ, 2011. –116 с.13. Атаев З.В., Братков В.В. Горнокотловинные ландшафты СевероВосточного Кавказа: современные климатические изменения и сезонная динамика. –Махачкала: ДГПУ, 2011. –128 с.14. Атаев З.В., Братков В.В., Гаджимурадова З.М., Заурбеков Ш.Ш. Климатические особенности и временная структура предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. –2011. № 1. –С. 9296.15. Атаев З.В., Заурбеков Ш.Ш., Братков В.В. Современная селитебная освоенность ландшафтов СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. –2010.№ 1 (10). –С. 7174.16. Мамонов А.А., Братков В.В., Атаев З.В. Оценка изменения селитебной освоенности ландшафтов контактной полосы ТерскоСулакской и Приморской низменностей Дагестана на основе данных дистанционного зондирования // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественныеиточныенауки. –2013. №1 (22).–С. 8489.
Atayev Zagir VagitovichCandidate of Geographical Sciences, Professor of Department of Physical Geography, ViceRector on Science of the Dagestan State Pedagogical Universityzagir05@mail.ru;Bratkov Vitaly ViktorovichDoctor of Geographical Sciences, Professor, Head of the Department of Geography, Moscow State University of Geodesy and Cartographyvbratkov@mail.ru;Abdulzhalimov Artem Aleksandrovichgraduate student of Departament of Physical Geography of Dagestan State Pedagogical Universityartemka05@mail.ruEVALUATION OFRELIEF ROLEAS THE FACTOR OFFORMATION OF NORTHEAST CAUCASUS LANDSCAPESAnnotation. Morphometric characteristics of landscapes are analyzed for a low mountainfoothill strip of the Northeast Caucasus; their role in formation and spatial differentiation of naturalterritorial complexes of the region is considered.Key words: the NorthEast Сaucasus, lowlandfoothill strip, foothills, lowland, foothill ecotone, morphometry, absolute height, gipsometry, slope steepness, slope exposition, horizontal partition of a relief, GIStechnologies.
Братков Виталий Викторович,доктор географических наук, профессор, Московский государственный университет геодезии и картографии, г. Москваvbratkov@mail.ru
Абдулжалимов Артем Александрович,аспирант кафедры физической географии, Дагестанский государственный педагогический университет, г. Махачкалаartemka05@mail.ru
Оценка роли рельефа как фактора формирования ландшафтов СевероВосточного Кавказа
Аннотация.В статье анализируются морфометрические характеристики ландшафтов низкогорнопредгорной полосы СевероВосточного Кавказа, рассматривается их роль в формировании и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов региона.Ключевые слова:СевероВосточный Кавказ, низкогорнопредгорная полоса, предгорье, низкогорье, нижнегорье, предгорный экотон, морфометрия, абсолютная высота, гипсометрия, крутизна склона, экспозиция склона, горизонтальное расчленение рельефа, ГИСтехнологии.
Рельеф признается всеми исследователями в качестве основного фактора ландшафтной дифференциации территории. В настоящее время, в связи с развитием цифровых технологий и широкой доступностью данных дистанционного зондирования, стал возможным детальная оценка рельефа как ландшафтообразующего фактора. Так, применение цифровых моделей рельефа упростило морфометрический анализ рельефа. Именно рельеф и его параметры признаются наиболее важными при выделении природнотерриториальных комплексов наиболее высоких классификационных рангов.Для выделения ПТК разного уровня и создания ландшафтной карты необходим анализ рельефа: в первую очередь, распределение высот, крутизны и экспозиции склонов. От этих факторов в горных условиях зависят тепловой и водный балансы. Они, в свою очередь оказывают непосредственное влияние на распределение почвеннорастительного покрова.Морфометрический анализ рельефа является одним из методов геоморфологических исследований, в котором количественные характеристики форм рельефа изучаются с помощью специальных измерений. Обычно измеряют абсолютную и относительную высоту отдельных форм рельефа или их комплексов, углы наклона, экспозицию склонов, площади, занятые положительными и отрицательными формами и некоторые другие [1]. Проблемам количественного описания рельефа посвящено значительное количество работ [2; 3].Морфометрический анализ рельефа сегодня осуществляется с помощью цифровой модели рельефа (ЦМР). В настоящее время началось создание ЦМР разных разрешений, которые в ГИСтехнологиях выполняют,в известной мере, функции масштабов карт [4].Анализ территории СевероВосточного Кавказа проводился с использованием пакета ArcGIS на основе ЦМР.В качестве основы были использованы результаты радиолокационной съемки Shuttle radar topographic mission (SRTM), предназначенной для построения высокоточной сети глобальной ЦМР. Ее среднеквадратическая погрешность оценивается по высоте около 16 м, а точность положения узлов трехсекундной сетки составляет около 20 м, при этом в условиях горного рельефа эти показатели становятся выше. Такая точность ЦМР соответствует для целей, поставленных в работе.Исправленный снимок SRTM с разрешением около 60 м пригоден для выполнения морфометрического анализа и построения соответствующих карт в среде ГИС. Редактирование снимка, связанное с идентификацией и последующим устранением незначительных ошибок, проведено с использованием средств пакета ArcGIS и его модуля Spatial Analyst. Эта же программа применялась при первичных расчетах и построении карт.Карта крутизны склонов (углов наклона земной поверхности) строилась с помощью функции Special Analyst и ее опции Surface analysis. Первоначально была карта была получена в растровом представлении и далее она конвертировалась в векторное. В результате конвертирования получены полигоны различной крутизны векторной карте крутизны склонов. При этом изначально строилась гипсометрическая карта с заданными высотными ступенями, затем вычислялись минимальные и максимальные уклоны и площади полигонов по высотным ступеням.Аналогичным способом строилась карта экспозиции склонов.По этой методике для территории СевероВосточного Кавказа на основе цифровых моделей рельефа были составлены гипсометрическая карта и карта крутизны склонов. Далее на эти карты были наложены тематические слои –литологияпород (геологическая), распределение климатических параметров (температуры, осадков, увлажнения –Ку), гидрографическая сеть, растительность, почвенный покров, а также имеющиеся ландшафтные карты.В геоморфологическом отношении здесь отмечается сочетание равнинного и горного рельефа, и, хотя высоты указанных хребтов не превышают 400600 м, они играют большую роль в формировании ландшафтов, являясь важными локальными климаторазделами.Предгорья как физикогеографический, или ландшафтный, экотон (по терминологии Э.Г. Коломыца [5]и В.А. Николаева [6]характеризуются набором и сочетанием как минимум 3 геоморфологических элементов: 1) хребты, представляющие собой локальные повышения на фоне равнинного рельефа и чаще всего являющиеся низкогорьями в геоморфологическом отношении (до 1000 м над уровнем моря); 2) равнинные участки, характеризующиеся незначительной крутизной (до 24), чаще всего располагающиеся между хребтами, или как минимум с одной стороны прилегающие к ним (то есть, по сути, являющиеся днищами котловин); 3) наиболее низкие хребты собственно горного сооружения Большого Кавказа, в геоморфологическом отношении относящиеся к низкогорьям, а в ландшафтом –к нижнегорьям, так как здесь начинается самый нижний высотный пояс –широколиственные леса.Столь значительная геоморфологическая «пестрота» приводит к тому, что здесь формируется своеобразный мезоклимат, отличающийся как от прилегающих равнин (меньшие скорости ветра, более стабильный снежный покров и т.п.), так и от гор (более высокие температуры и меньшее количество осадков). В результате геоморфологической «пестроты» и особенностей климата здесь формируется более широкий ряд местоположений, и, соответственно, набор физиономических типов растительности: травяной, кустарниковой и древесной, наиболее типичной для лесостепной зоны.В низкогорнопредгорных ландшафтах в результате взаимодействия гор с прилегающими равнинами возникает своеобразная предгорная зональность, относимая к парадинамической зональности регионального уровня. Зональность предгорных ландшафтов выражается в чередовании гумиднопредгорного и ариднотеневого вариантов зональности. Гумиднопредгорная зональность характерна для наветренных склонов, где смена ландшафтных комплексов происходит в результате склоновых процессов, связанных c трансформацией воздушных масс на склонах благодаря явлению предвосхождения. Ариднотеневая зональность выражена в области барьерной тени («дождевой» тени), т.е. на подветренной стороне гор, а также в сухих межгорных депрессиях и суходолах, огражденных передовыми хребтами. Чередование гумиднопредгорной и ариднотеневой зональности приводит к быстрой смене типов ландшафта на сравнительно небольших расстояниях, несмотря на то, что высотные отметки местности возрастают незначительно.Кроме предгорной зональности местами при непосредственном влиянии передовых хребтов, стоящих в виде барьера на пути движения воздушных масс, проявляется барьерновысотная зональность ландшафтов [7; 8].Задерживая насыщенные водяными парами воздушные массы и конденсируя их влагу на наветренных склонах, предгорные хребты создают своеобразный мезофильный ландшафт, резко отличающийся от территорий, находящихся в области барьерной тени.Для объективного анализа и выделения равнинной, предгорной и горной частей нами был проведен анализ морфометрических особенностей рельефа, так как указанные понятия относятся к категории геоморфологических[911].Среди большого количества морфометрических параметров наиболее подходящими для выявления ландшафтообразующей роли подходят такие, как абсолютная высота местности и крутизна поверхностей. Гипсометрический фактор приводит к дифференциации ландшафтов, а крутизна является тем критерием, по которому отграничиваются равнинные и горные ландшафты[1214].Одним из наиболее простых и достоверных критериев, по которому отделяется горная часть от равнинной, является крутизна склонов. Чаще всего признается, что при крутизне поверхностей или склонов свыше 6начинаются горы (или их предгорья).Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкам представлено в таблице 1 и рисунке 1.
Таблица 1Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкамВысоты, мПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорья, км2Менее 1002600,626010020018494,11849200400610313,6609240060043459,7416460080031046,92440800100021874,97841000120020944,71911200140022535,03014001800499111,1–1800200028546,4–20002400556512,4–24003200746516,6–3200360015553,5–360040002830,6–40005013330,1–
44940100,015810
Рис. 1. Распределение территории СевероВосточного Кавказа по высотным отметкам
Как видно из приведенных данных, предгорья занимают 35% от всей площади СевероВосточного Кавказа. При этом на высоты до 1000 м (низкогорья в геоморфологическом понимании) приходится 17848 км2(39,7%), 10002000 м (среднегорья) –12192 км2(27,1%), и 20003000 м –11625 км2(25,9%), и выше 3000 м –3223 км2(7,2%). То есть в геоморфологическом отношении на территории СевероВосточного Кавказа более широко представлены низкогорья и высокогорья, тогда как среднегорья занимают несколько меньшую площадь. Наибольшую площадь в низкогорьях занимают высотные отметки 200400 и 400600 м, куда входят передовые хребты (Терский и Сунженский). Что касается среднегорий, то здесь распределение территории довольно равномерное. В высокогорьях (до 3000 м) заметно повышение доли территорий с высотами от 2500 м, что можно объяснить наличием значительных поверхностей выравнивания как на Скалистом хребте, так и во Внутригорном Дагестане. Наиболее высокие части горного сооружения занимают не столь значительную территорию.Ландшафтыпредгорья, низкогорий и нижнегорий, которые поднимаются до 10001200 м заметно, до высоты до 600 м почти полностью заняты ими. Территории с отметками высот 600800 м тяготеют к предгорной части, а при дальнейшем увеличении абсолютной высоты низкогорья и предгорья постепенно переходят в собственно горное сооружение.Распределение территории в зависимости от крутизны склонов иллюстрируют таблица 2и рисунок 2.
Таблица 2Распределение территории СевероВосточного Кавказав зависимости от крутизны склоновСклоныКрутизнаПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорьяПлоские и слабонаклонные поверхности02501111,24764 (95%)*2429336,52377 (81%)4626545,91851 (70%)Покатые склоны6826495,91618 (61%)81026405,91393 (53%)1015595213,22247 (38%)1520526211,7984 (19%)Средней крутизны2025483210,8367 (8%)253042559,5134 (3%)Крутые303534727,750354026415,917404516203,66Обрывистые45507211,6250602800,61Отвесные607517~ 0,00
44940100,015810Примечание: * –доля склонов от их общей площади на территории всего СевероВосточного Кавказа
Рис. 2. Распределение территории СевероВосточного Кавказа в зависимости от крутизны склонов
На территории СевероВосточного Кавказа встречаются склоны с крутизной до 75. Поверхности с крутизной до 6занимают 10598 км2(23,6%). В геоморфологическом отношении они соответствуют равнинам. В горной части территории с такой крутизной склонов чаще всего отмечается либо в котловинах, либо это поверхности выравнивания в довольно возвышенных частях (горные плато). Склоны с разной степенью покатости (от 6 до 20) занимают наибольшую, по сравнению с другими склонами –до 16503 км2(36,7%). Следующая группа склонов –склоны средней крутизны (2030), занимают 9087 км2(20,2%). Крутые склоны (3045) занимают 7713 км2(17,2%). Обрывистые склоны (4560) занимают 1001 км2(2,2%). И, наконец, отвесные скалы (6075) занимают ничтожно малую площадь.Что касается предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов, то здесь на склоны крутизной до 10приходится более 50% аналогичных склонов, получивших распространение на всей территории СевероВосточного Кавказа. По мере увеличения крутизны склонов увеличивается доля территории, которая располагается в пределах горного сооружения Большого Кавказа. В целом в пределах предгорных ландшафтов еще сохраняется довольно значительная доля склонов, имеющих крутизну до 25, а более крутые склоны не характерны для категории предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов.Еще одной важной морфометрической характеристикой является экспозиция склонов (табл. 3).
Таблица 3Распределение территории СевероВосточного Кавказа в зависимости от экспозиции склоновЭкспозицияПлощадь, км2Площадь, %В т.ч. предгорья, км2Плоскость1740,4173 (99,4%)С(337,522,5)712015,82892 (40,6%)СВ(22,567,5)691715,42709 (39,2%)В(67,5112,5)636514,22173 (34,1%)ЮВ(112,5157,5)463510,31378 (29,7%)Ю(157,5202,5)483010,71532 (31,7%)ЮЗ(202,5247,5)462910,31423 (30,7%)З(247,5292,5)501211,21596 (31,9%)СЗ(292,5337,5)525811,71934 (36,8%)
44940100,015810
Как видно из приведенных данных, для СевероВосточного Кавказа наиболее характерными являются склоны северных румбов, суммарная доля которых составляет 42,9%, что легко объясняется положением территории на северном макросклоне Большого Кавказа. На долю склонов южных румбов приходится 31,3%. С позиции циркуляции атмосферы склоны западных румбов, которые в умеренных широтах получают максимальное количество осадков, занимают более 30% (33,2%), а восточные –около 40% (39,9%). То есть, сочетание этих факторов приводит к тому, что здесь более широко представлены местоположения, в которых отмечается некоторый недостаток тепла и влаги.Что касается предгорных, низкогорных и нижнегорных ландшафтов, то плоские поверхности абсолютно характерны лишь для предгорных ландшафтов, так как на них приходится 173 из 174 км2(99,4%). Склоны других экспозиций занимают здесь в целом площадь, пропорциональную общей (рис. 3).
Рис. 3.Встречаемость склонов разной крутизны (в %) в полосе низкогорнопредгорных ландшафтов
Следующим параметром, непосредственно связанным с рельефом, позволяющим количественно оценить его вклад в формирование ландшафтной структуры региона, является карта интенсивности солнечного излучения (радиации) (рис. 4).
Рис. 4.Распределение величины солнечного излучения по территории СевероВосточного Кавказа (в вт/м2)0,05,010,015,020,0ПЛОСКОСТЬССВВЮВЮЮЗЗСЗНа представленной карте отчетливовидно, что по распределению данного параметра низкогорнопредгорные ландшафты занимают промежуточное положение между двумя признаваемыми классами –равнинными и горными.Также яркое подтверждение того, что переходная полоса между равнинной и горной частями характеризуется контрастными («пестрыми») условиями, отражает карты густоты горизонтального расчленения рельефа. Для создания этой карты был необходим подсчет длин линий водотоков разных порядков (в нашем случае от элементарного, 1 порядка, до 11 –наиболее крупные реки). Далее были подсчитаны длины водотоков в пределах квадрата со стороной 10 км. Итоговая карта (рис. 5) была составлена путем выделения естественных групп в программе MapInfo.
Рис. 5. Карта густоты горизонтального расчленения рельефа СевероВосточного Кавказа
На рисунке 6 хорошо видно, что наибольшая контрастность и пестрота характерны как раз для предгорного экотона. В собственно горной части региона заметно постепенное увеличение эрозионного расчленения по мере увеличения абсолютной высоты. Именно эрозионное расчленение создает условия для формирования склонов разной крутизны и экспозиции. Наличие квадратов с минимальным расчленением на границе СевероВосточного Кавказа с Закавказьемсвязано с тем, что в эти «неполные» квадраты попадает лишь часть рассматриваемой территории.Таким образом, СевероВосточный Кавказ отличается большой пестротой природных условий и ландшафтов. Исторические, этнографические и археологические источники свидетельствуют, что эта территория была заселена довольно давно[15]. Современные ландшафты района характеризуются сочетанием природнотерриториальных комплексов разной степени трансформации[16]. Природные ландшафты СевероВосточного Кавказа в настоящее время охарактеризованы довольно подробно, однако вопросам современного состояния ландшафтов и степени их трансформации уделяется гораздо меньшее внимание. Предлагаемые морфометрические показатели ландшафтов горноравнинной контактной полосы СевероВосточного Кавказа позволяют не только оценитьих роль в формировании и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов региона, но также довольно хорошо иллюстрируют степень их селитебной освоенности. Следовательно, предлагаемые показатели могут также применяться и для общей оценки антропогенной нагрузки на ландшафты, в том числе и рекреационной.
Ссылкинаисточники1. Симонов Ю.Г. Морфометрический анализ рельефа. –Смоленск: СГУ, 1998.–270 с.2.Спиридонов А.И. Основы общей методики полевых геоморфологических исследований. –М.: Высшая школа, 1970. –458 с.3. Анисимов В.И. Морфометрический анализ рельефа. –Сочи, 1999.–321 с. 4. Погорелов А.В., ДумитЖ.А. Бассейн р. Кубани (морфологический анализ). –М.: ГЕОС, 2009. –220 с.5.КоломыцЭ.Г. Экотон как объект физикогеографических исследований // Известия АН СССР. Сер. Геогр. –1988. № 5. –С. 2436.6. Николаев В.А.Ландшафтные экотоны // Вестник Московского университета. Серия 5. География. –2003. № 6. –С. 39.7. АлибековЛ.А. Взаимодействие горных и равнинных ландшафтов (на примере Средней Азии). Автореф. дис. доктора геогр. наук. –М., 1988. –52 с.8. МаксютовФ.А. Ландшафты предгорий. –Уфа: Издво Башкирск. унта, 1980. –76 с.9. Атаев З.В. Ландшафтный анализ низкогорнопредгорной полосы СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки.–2008. № 1. –С. 5967.10. Атаев З.В. Географические особенности формирования и пространственной дифференциации природнотерриториальных комплексов горного Дагестана // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. –2004. № 4. –С. 3539.11. Атаев З.В. Ландшафты предгорного Дагестана и вопросы их агрохозяйственной оптимизации. Автореф. дис. кандидата геогр. наук. –Воронеж: Издво ВорГУ, 2002. –27 с.12. Абдулаев К.А., Атаев З.В., Братков В.В. Современные ландшафты Горного Дагестана. –Махачкала, ДГПУ, 2011. –116 с.13. Атаев З.В., Братков В.В. Горнокотловинные ландшафты СевероВосточного Кавказа: современные климатические изменения и сезонная динамика. –Махачкала: ДГПУ, 2011. –128 с.14. Атаев З.В., Братков В.В., Гаджимурадова З.М., Заурбеков Ш.Ш. Климатические особенности и временная структура предгорных ландшафтов СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. –2011. № 1. –С. 9296.15. Атаев З.В., Заурбеков Ш.Ш., Братков В.В. Современная селитебная освоенность ландшафтов СевероВосточного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. –2010.№ 1 (10). –С. 7174.16. Мамонов А.А., Братков В.В., Атаев З.В. Оценка изменения селитебной освоенности ландшафтов контактной полосы ТерскоСулакской и Приморской низменностей Дагестана на основе данных дистанционного зондирования // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественныеиточныенауки. –2013. №1 (22).–С. 8489.
Atayev Zagir VagitovichCandidate of Geographical Sciences, Professor of Department of Physical Geography, ViceRector on Science of the Dagestan State Pedagogical Universityzagir05@mail.ru;Bratkov Vitaly ViktorovichDoctor of Geographical Sciences, Professor, Head of the Department of Geography, Moscow State University of Geodesy and Cartographyvbratkov@mail.ru;Abdulzhalimov Artem Aleksandrovichgraduate student of Departament of Physical Geography of Dagestan State Pedagogical Universityartemka05@mail.ruEVALUATION OFRELIEF ROLEAS THE FACTOR OFFORMATION OF NORTHEAST CAUCASUS LANDSCAPESAnnotation. Morphometric characteristics of landscapes are analyzed for a low mountainfoothill strip of the Northeast Caucasus; their role in formation and spatial differentiation of naturalterritorial complexes of the region is considered.Key words: the NorthEast Сaucasus, lowlandfoothill strip, foothills, lowland, foothill ecotone, morphometry, absolute height, gipsometry, slope steepness, slope exposition, horizontal partition of a relief, GIStechnologies.
