НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОГРАФІЇ

На правах рукопису

УДК 551.4

СТЕЦЮК Володимир Васильович

СУЧАСНИЙ МОРФОГЕНЕЗ ТА РЕЛЬЄФ МОРФОКЛІМАТИЧНОЇ ЗОНИ ЯК ЕКОЛОГІЧНИЙ ЧИННИК

11.00.04 - Геоморфологія та палеогеографія

Автореферат дисертацїї на здобуття наукового ступеня

доктора географічних наук

Київ - 1998

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано на кафедрі геоморфології та палеогеографії географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Офіційні опоненти:

Д.г.-м.н., проф. АДАМЕНКО Олег Максимович, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедри

Д.г.н., проф. ЄЛІСЄЄВА Євгенія Володимирівна, Одеський державний університет імені І.І. Мечникова, професор

Д.г.н., проф. КОВАЛЬЧУК Іван Платонович, Львівський державний університет імені Івана Франка, професор

Провідна установа

Географічний факультет Харківського державного університету

Захист дисертації відбудеться "21" квітня 1999 року о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.163.02 в Інституті географії Національної Академії наук України за адресою: 252 034, Київ - 34, вул. Володимирська, 44. Конференц-зал.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Інституту географії.

Автореферат розіслано 11 березня 1999 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат географічних наук В.І. Передерій

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Дисертаційна робота є підсумком тривалих - з 1976 року по даний час - геоморфологічних досліджень автора інженерно-геоморфологічного та еколого-геоморфологічного напрямків, що об'єднуються новою проблемою - встановленням екологічної ролі рельєфу і сучасного екзогенного морфогенезу у межах морфокліматичних зон суходолу в час інтенсивної зміни навколишнього середовища господарською діяльністю.

В геоморфології вже давно спостерігається значний розрив між ступенем розвитку теоретичних уявлень цієї відносно молодої галузевої дисципліни у науках про Землю та мірою впровадження теоретичних досягнень в практику. Прикладні напрямки - розшукова та інженерна геоморфологія - не задовольняють практичні запити природовикористання повною мірою. Це випливає із невизначеності методологічного статусу цих напрямків, відносної молодості їхньої теоретичної основи та комплексного характеру методології і методики досліджень, розпорошеної і запозиченої (тобто, недостатньо оригінальної) з різних галузей геолого-географічних наук. Водночас, починають набувати важливого значення так звані “еколого-геоморфологічні” дослідження, науковий статус яких не визначено теоретико-методологічними рамками.

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ. Полягає у необхідності утвердження у прикладних геоморфологічних дослідженнях еколого-геоморфологічних досліджень. Це засвідчило б певну ідеологічну зрілість геоморфології, яка разом з іншими науками про Землю і Людину намагається внести свою частку у вирішення складних екологічних проблем людської спільноти.

Однією із найважливіших теорій і одночасно проблем геоморфології є проблема загального процесу рельєфоутворення. Його екзогенна складова (як і ендогенна) й досі не оформилася в сукупність теоретичних законів і закономірностей, що дозволили б розробити теорію екзогенного морфогенезу. Кліматична геоморфологія, досягнувши на рубежі 60-70 років значних теоретичних надбань, надалі опинилася у затінку, поступившись місцем бурхливому розвитку морфоструктурних досліджень. Проте, й останні не дали однозначної інтепретації ролі ендогенної складової у морфогенезі, а, натомість, у теоретичній геоморфології з'явилися плідні погляди системно-структурних досліджень рельєфу і морфогенезу. Виникла ситуація коли головні теоретичні надбання геоморфологічної науки опинилися в стадії незавершеності, а на цьому тлі посилювалися намагання вирішувати конкретні завдання природовикористання за допомогою геоморфологічних знань. Зокрема, з кінця 80-х років численні наукові зібрання, багато публікацій намагаються утверджувати статус нового прикладного напрямку геоморфології - екологічного.

Із зазначеного випливає основна МЕТА даної роботи, що полягає: а) у розробці теоретико-методологічних основ оцінки рельєфу та сучасних екзогенних рельєфоутворюючих процесів як екологічних чинників; б) у з'ясуванні життєздатності концепції морфокліматичної зональності рівнин суходолу для вирішення еколого-геоморфологічних проблем; в) у вирішенні конкретних теоретичних та прикладних завдань еколого-геоморфологічного характеру у різних морфокліматичних зонах; г) у формулюванні закономірностей вияву і динаміки сучасних екзогенних процесів різних морфокліматичних зон для подальшого розвитку теорії екзогенного рельєфоутворення; д) у розробці шляхів вирішення еколого-геоморфологічних проблем при різних видах господарської діяльності.

В ОСНОВУ ДИСЕРТАЦІЇ покладено результати тривалих польових інженерно-геоморфологічних та еколого-геологічних досліджень автора, проведених у регіонах з інтенсивним ступенем господарського освоєння (Північне Причорномор'я та Степовий Крим, 1976-1883 р.р.), у слабко перетвореній кріолітозоні Європейської Півночі (Великоземельська та Малоземельська тундра, 1984-1989 р.р., Центрально-Вілюйська низовина та північна частина Приленського плато, 1990 р.), у регіонах помірного господарського освоєння (траси газопроводів Котлас-Архангельськ-Мурманськ, 1991 р., Ішим - Семипалатинськ - Усть-Каменогорськ, Новосибірськ - Барнаул - Горно-Алтайськ та Барнаул - Рубцовськ, Проскокове - Ачинськ- Красноярськ, 1991-1993 р.р.). Використано також численні фондові матеріали геолого-геоморфологічного характеру та опубліковані наукові джерела.

ПОЛОЖЕННЯМИ, ЩО ВИНОСЯТЬСЯ НА ЗАХИСТ, є наступні.

1.Стан знань про рельєф та сучасні рельєфоутворюючі процеси дозволяє оцінити їхню роль у змінюваному довкіллі як потужного екологічного чинника, що через ланцюжок змін у різних компонентах природного середовища викликає його участь у загальному погіршенні екологічного стану.

2.Сучасний морфогенез у його екзогенній складовій, організований на ієрархічному рівні морфокліматичних зон Землі, служить об'єктом прогнозування (як складова частина змінюваного довкілля) при глобальних та регіональних змінах природного середовища інтенсивною господарською діяльністю. Його організація визначається періодичним законом географічної зональності та вертикальною ярусністю природних умов.

3.Характер господарської діяльності, що суттєво розрізняється у морфокліматичних зонах, обумовлює життєздатність концепції морфокліматичної зональності та інтерпретацію її як основи для

прогнозування широкомасштабних змін у самому рельєфі та в інших складниках довкілля.

4.

5.Результати конкретних теоретичних та прикладних інженерно-геоморфологічних та еколого-геоморфологічних досліджень у кріолітозоні Європейської Півночі та сухостеповій підзоні України для різних видів господарської діяльності та на прикладі інтразональних лінійних об'єктів, одержані у вигляді аналітичних та синтетичних матеріалів, свідчать про доцільність розвитку еколого-геоморфологічних досліджень теоретико-методологічного та прикладного характеру, оскільки вносять важливу частку у становлення теорії екзогенного рельєфоутворення, що розвивається на тлі системних властивостей довкілля.

6.Сформульовані закономірності вияву та динаміки сучасних екзогенних процесів досліджених фрагментів морфокліматичних зон під впливом певних видів господарської діяльності визначають відповідний і необхідний набір методик та методичних прийомів еколого-геоморфологічних досліджень у кожній морфокліматичній зоні.

7.Висновки та рекомендації щодо шляхів вирішення еколого-геоморфологічних проблем, що виникають у змінюваному довкіллі при різних видах господарської діяльності, вказують місце першочергового застосування одержаних результатів.

НАУКОВА НОВИЗНА дисертаційної роботи полягає у вирішенні наукової проблеми еколого-геоморфологічної ролі сучасного екзогенного рельєфоутворення у час інтенсивної трансформації довкілля на засадах головних теоретичних положень географічної зональності. У проведеному дослідженні ці положення репрезентовані закономірностями будови екзогенного рельєфу і сучасним морфогенезом морфокліматичних зон рівнин суходолу.

ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ результатів дослідження. Результати інженерно-геоморфологічних та еколого-геоморфологічних досліджень стали частиною змісту звітів з господарсько-договірної та бюджетної тематики, що виконувалась і

виконується в Київському університеті імені Тараса Шевченка на замовлення інституту “Укрдіпроводгосп”, Кримської геологорозвідувальної експедиції ВГО “Кримгеологія”, ВГО “Архангельськгеологія”, інституту “Союзгазпроект” (пізніше - “Укргазпроект”) за участю чи під керівництвом автора дисертації. В тому числі робота пов`язана із виконанням держбюджетної теми “Екологічна оцінка рельєфу, розробка методів прогнозування розвитку природних та техногенних геокомплексів України” (№ держреєстрації 0196 V 004619). Розробки щодо теоретико-методологічних проблем інженерної та екологічної геоморфології та методи інженерно-геоморфологічних та еколого-геоморфологічних досліджень і результати вишукувань є основою спецкурсів “Геоморфологічні проблеми екології”, “Ландшафтна індикація екзогенних геоморфологічних процесів” та входять як ілюстративні матеріали до нормативних учбових дисциплін “Загальна геоморфологія” та “Загальна геоморфологія з основами геології”. Результати роботи і пропоновані методики досліджень використовуються в учбовому процесі при виконаннні дипломних робіт.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК АВТОРА. Повний зміст першої частини дисертаційної праці апробовано у одноосібних монографіях здобувача. У змісті другої частини автор частково опирався на спільні публікації з Е. Палієнком (пункт 4.2.2. “Еколого-геоморфологічні дослідження на ключових ділянках”, пункт 5.1.1. “Штучне поповнення підземних вод у Степовому Криму”, пункт 5.2.3. “Еколого-геоморфологічне районування за умовами підтоплення”) та на спільні публікації із М. Мороховським та Ю. Сілецьким (розділ 6.1. “Еколого-геоморфологічні дослідження на трасах нафто- та газопроводів”). При використанні публікацій у тексті дисертаційної праці зроблено відповідні посилання.

АПРОБАЦІЯ роботи. Результати досліджень публікувалися, доповідалися та обговорювалися на таких наукових зібраннях, як: - Пленуми Геоморфологічної Комісії АН СРСР (м.м. Тбілісі, 1986; Казань, 1988; Волгоград, 1996; Краснодар, 1998); - VIII з'їзд Географічного Товариства СРСР (м. Київ, 1985); - V,VI та VII з'їзди Географічного Товариства України (м.м. Сімферополь, 1985; Одеса, 1990; Київ, 1995); Всесоюзні конференції "Вивчення руслових процесів для практики народного господарства" (м. Москва, 1983, 1985, 1987); - науково-технічна конференція "Картографічне забезпечення регіональних народногосподарських програм" (м. Іркутськ, 1983); - нарада "Геоморфологія науці і практиці" (Щукінські читання, м. Москва, 1985 ) та Міждержавна конференція "III Щукінські читання" (м. Москва, 1995); - IV координаційна нарада з проблеми "Вивчення руслових процесів на річках та в гирлах річок і розробка методів їхнього врахування для різних галузей народного господарства" (м. Луцьк, 1989); - III Ненецька науково-технічна конференція з використання та охорони природних ресурсів (м. Нар'ян-Мар, 1989); - Міждержавні конференції з інженерної географії (м. Володимир, 1987; м. Вологда, 1993); - наукова конференція "Географія України" (м. Львів, 1994); - Всеукраїнські геоморфологічні конференції (Київ, 1996; Львів, 1997); - IV Конгрес Міжнародної Асоціації геоморфологів (м. Болонья, Італія, 1997); - ІV з`їзд польських геоморфологів (м. Люблін, Польща, 1998).

ПУБЛІКАЦІЇ. Головні положення дисертаційної праці опубліковані у двох одноосібних монографіях (загальний обсяг - 28,5 д.а.), наукових статтях та у матеріалах вітчизняних, міждержавних та міжнародних конференцій.

СТРУКТУРА ТА ОБ'ЄМ. Дисертаційна праця складається з передмови, двох частин, що включають шість розділів, висновків, списку опрацьованої та цитованої літератури, що містить 281 назву опублікованих наукових джерел. Загальний обсяг праці складає 317 сторінок, з них текст - 270 стор., мал. - 28 стор., табл. - 19 стор.

Автор висловлює сердечну подяку колективу кафедри геоморфології та палеогеографії за товариську допомогу та підтримку при підготовці та обговоренні дисертації, усім, чиїми зауваженнями і порадами він скористався.

ЗМІСТ РОБОТИ

ЧАСТИНА I. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОМОРФОЛОГІЇ

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНІ ДЕФІНІЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОМОРФОЛОГІЇ

Екологічна геоморфологія на тлі геоморфологічних парадигм

Серед геоморфологічних парадигм, послідовно змінюючих одна одну (морфологічна, морфогенетична та морфохронологічна і, нарешті, морфодинамічна), десятиліття тому чільне місце зайняла морфодинамічна концепція, яка виростає в даний час у парадигму. Це не випадковий збіг у часі, а своєчасна і повноцінна реакція геоморфологічної теорії на насущні практичні запити сьогодення, коли рельєф та сучасний морфогенез (як і інші складники довкілля) опинилися у кризі, а, отже, змусили суб`єкта геоморфологічного пізнання реалізувати свою предметно-практичну діяльність створенням еколого-геоморфологічного напрямку геоморфології.

Головний постулат геоморфології про рельєф як результат взаємодії ендогенних та екзогенних чинників суттєво доповнюється в даний час положенням про вплив антропогенного чинника. Це загальновідоме нині положення було обгрунтоване у свій час в Україні щодо проблем раціонального природокористування (Волков, 1985), продовжує мати розвиток (Купраш, В. Палієнко, Швидкий та ін., 1993) та постулюється іншими дослідниками проблем сучасного морфогенезу. Тому, вказані три групи рельєфоутворюючих чинників беруть участь у формуванні теоретико-методологічних засад екологічної геоморфології завдяки наступним положенням.

Ендогенні чинники. У функціонуванні сучасного довкілля режим ендогенних чинників рельєфоутворення не керується глобальними законами життя географічної оболонки, можливо, лише цикли сонячної та космічної активності здатні короткочасно мобілізувати глибинні потоки теплової, електромагнітної, радіаційної активності земних надр. Тому, ця непередбачуваність динамічної складової ендогенних чинників, що діють у сучасну епоху, її оцінка щодо екологічних наслідків для сучасного морфогенезу та інших компонентів довкілля потребує подальших активних геологічних, геофізичних розвідок, в тому числі - нетрадиційних (енергоінформаційних, екстрасенсорних, біолокаційних та ін.)

На платформенних рівнинах вплив ендогенних чинників, як правило, не викликає негайних та адекватних змін у інших складниках довкілля, проте, вони можуть справляти негативний вплив на інженерні споруди (деформації лінійних об`єктів, особливо, нафто- та газопроводів, атомних електростанцій та інших об`єктів підвищеної небезпеки. Цей вплив відображається у негативних ситуаціях інженерного характеру, а його екологічна складова носить дуже опосередкований характер.

Екзогенні чинники. Їхня рельєфоутворююча роль виявляється у змінах земної поверхні та інших складників довкілля упродовж незначних проміжків часу (а часто-густо “на очах”), вони обумовлюють розвиток і перетворення рельєфу повсюдно і керуються загальними для навколишнього середовища законам функціонування - цілісності (системності), ритмічності, широтної зональності та висотної поясності. Сфера їхнього впливу є значно ширшою від впливу ендогенних чинників і представлена відомими компонентами - атмосферою, гідросферою, літосферою, біосферою, які, у свою чергу, можна інтерпретувати сукупністю складників, нижчих за рангами.

Антропогенні чинники. Їхній рельєфоутворюючий вплив упродовж декількох останніх десятиліть прямо чи опосередковано простежується майже у всіх регіонах суходолу. Передумовами і продовженням серйозного зацікавлення впливом антропогенної (передусім, техногенної) діяльності на земну поверхню стали праці Ф. Котлова (1968), П. Молодкіна (1976), Е. Палієнка (1978), О. Рубіної (1978), С. Горшкова (1982), Л. Розанова (1988, 1990), Ю. Швидкого (1985-1995), В. Фірсенкової (1990) Е.Лихачової (1993), та численних інших дослідників, які на прикладах переважно регіональних проблем техногенного морфогенезу доводять необхідність посилення уваги до впливу антропогенного чинника і різною мірою декларують життєздатність антропогенної геоморфології.

Отже, положення про рельєф як результат взаємодії ендогенних та екзогенних чинників є основоположним для вишукування теоретико-методологічних засад екологічної геоморфології, головним чином, завдяки наступним аспектам.

По-перше, цим положенням визначається еколого-геоморфологічна роль певних груп рельєфоутворюючих чинників, що мають джерелом енергії явища, на які господарська діяльність людини здатна впливати різною мірою. Екзогенні чинники є найбільш вразливими і реактивними на антропогенний тиск, здійснюваний людиною на літосферу, атмосферу, гідросферу та біосферу. Ендогенні чинники є значно інертнішими щодо реакцій на антропогенний вплив, але потужнішими у часі.

По-друге, є підстави для диференціації рельєфоутворюючого впливу ендогенних, екзогенних та антропогенних чинників у межах областей з різною геодинамічною активністю (платформенних рівнин та областей горотворення), що робить можливим розрізнення першочергової та другорядної очікуваної зміненості навколишнього середовища.

По-третє, завдяки різній активності ендогенних чинників на платформах та у геодинамічно активних областях, постає першочергове завдання з`ясування їхнього еколого-геоморфологічного значення насамперед у гірських та передгірських областях. Передумовами для цього стали праці українських геоморфологів (І. Гофштейн, 1975; Я. Кравчук, 1991; В. Палієнко, 1992; і пізніше; І. Ковальчук, 1993, 1997; О. Адаменко та Г. Рудько, 1995; Г. Рудько, 1996;).

Вчення про морфоструктуру та морфоскульптуру. Перебуваючи у ранзі концепції, за своїм змістом воно є наслідком реалізації головного, але дуже абстрактного постулату геоморфології про взаємодію ендогенних та екзогенних чинників рельєфоутворенння (ілюстрація наскрізного характеру морфогенетичної парадигми геоморфології), а його значення для еколого-геоморфологічних досліджень визначається різницею у просторово-генетичному прояві взаємодії ендогенних та екзогенних чинників.

Концепція геоморфологічних рівнів К. Маркова (1948), який, образно кажучи, розглядав суходіл Землі як чотириповерхову споруду із виразними ярусами рельєфу, утвореними переважно впливом певних екзогенних рельєфоутворюючих процесів на тлі важливих азональних чинників (вертикальні тектонічні рухи, склад і властивості гірських порід, пасивна тектоніка тощо) у просторово-часовій їхній неоднорідності, є підвалиною еколого-геоморфологічних досліджень щодо закономірностей поширення і потенціалу функціонування екзогенного рельєфоутворення.

Вчення М. Флоренсова про геоморфологічні формації (1978) також є міцним грунтом для еколого-геоморфологічних досліджень. Суть його ідеї літодинамічного потоку полягає у тому, що морфогенез на земній поверхні здійснюється завдяки постійному рухові (круговороту) речовини та енергії у геосферах, що утворюють складну систему природи Землі. У цьому процесі виявляється значимість рельєфу земної поверхні, що є межею обміну речовиною та енергією. А у образному виразі М. Флоренсова: “Природні комплекси, що вийшли із надр нашої планети та вбрані у свої легкі водно-повітряні шати, вкорінені далеко в глибини Землі та злітаючі до меж тропосфери, геоморфологічні формації...” (с. 216) вбачається стурбованість вразливістю середовища, де розвивається екзогенний морфогенез і спонукає до особливої уваги до нього у час інтенсивної зміни довкілля антропогенною діяльністю.

Таким чином, перелік важливих геоморфологічних парадигм, концепцій, поглядів, що різними своїми сторонами сприяли нашому розумінню коренів екологічної геоморфології, є досить значним, а ще може бути продовженим новітніми розвідками.

Науковий статус інженерної та екологічної геоморфології

Стурбованість суб`єкта геоморфології зростаючим тиском господарської діяльності на об`єкт її вивчення - рельєф земної поверхні призвела у свій час до появи інженерно-геоморфологічних досліджень. Морфогенетична парадигма геоморфології на практиці реалізувалася, зокрема, вивченням основних типів морфогенезу: ендогенного, екзогенного та антропогенного і встановленням їхньої ролі у вирішенні низки важливих інженерно-геоморфологічних завдань.

Термінологічні дефініції. Інженерно-геоморфологічний аналіз є системою методологічних прийомів визначення інженерних властивостей рельєфу, як об`єкта застосування господарської діяльності, дослідження структури взаємовідношень рельєфу та господарської діяльності людини, розчленування рельєфу як єдиного цілого на елементарні категорії, що по-різному впливають на його взаємодію з господарською діяльністю, класифікації понять, категорій, явищ у взаємовідносинах рельєфу та господарської діяльності.

Сенсова дефініція. Вона випливає із розгляду понять “об`єкт” та “структура” інженерно-геоморфологічного аналізу.

Ми схильні трактувати об`єкт інженерно-геоморфологічного аналізу як систему взаємовідношень сучасного та похованого рельєфу, а також рельєфоутворюючих процесів з одного боку, та господарської діяльності людини - з другого. Структура інженерно-геоморфологічного аналізу логічно поділяється на дві частини. Перша - власне аналіз, що складається із: а) встановлення зв`язків, взаємовідношень частин, складаючих об`єкт; б) вивчення ролі чинників, що обумовлюють динаміку зв`язків та взаємовідношень; в) визначення кількісних показників динаміки частин, що складають об`єкт, показників сили зв`язків, відношень. Друга - відомий процес синтезування, що складається із: а) встановлення способів регулювання зв`язків; б) прогнозу взаємовідносин та динаміки зв`язків і через них - динаміки частин, що складають об`єкт; в) класифікації одержаних результатів, районування; г) картографування зв`язків, як унаочнення результатів дослідження; д) розроблення основ моніторінгу перебігу несприятливих сучасних рельєфоутворюючих процесів.

Процедура трансформації інженерно-геоморфологічних досліджень у еколого-геоморфологічні відбувалася настільки непомітно, що геоморфологічна спільнота колишнього СРСР усвідомила це лише на перших конференціях з інженерної геоморфології (Инженерная...., 1989; Инженерная ...., 1993). “Екологізація” інженерно-геоморфологічних досліджень та інженерної геоморфології у цілому почалася очевидно одночасно із усвідомленням того, що є необхідність “забезпечити нормальне функціонування нової природно-антропогенної геоморфологічної системи, прогнозувати її наступні перетворення у процесі експлуатації та накреслити конкретні заходи по відверненню можливих небажаних явищ і по боротьбі з ними” (Спиридонов, 1982, стор. 4).

У самому змісті інженерно-геоморфологічних досліджень можна прослідкувати ті напрямки, що пізніше склали суть екологічної геоморфології. Виділення так званих “антропогенно-обумовлених” або просто “антропогенних” рельєфоутворюючих процесів, викликаних прямим тиском господарської діяльності та опосередкованим впливом змінених людиною інших компонентів довкілля, є значним кроком у трансформації інженерної геоморфології в екологічну. Вирішення заключного завдання інженерної геоморфології - вивчення антропогенно-обумовлених природних рельєфоутворюючих процесів та оцінка того впливу, який вони виявляють на сформований раніше природний рельєф і господарську діяльність, а також розроблення рекомендацій по запобіганню його небажаних, часто руйнівних наслідків - є одним із методологічних підходів сучасної екологічної геоморфології.

Наукознавчі категорії екологічної геоморфології

Об`єктом еколого-геоморфологічних досліджень слугують природно-господарські геоморфологічні системи різних рангів, що в процесі свого функціонування викликають несприятливі екологічні ситуації у довкіллі і самі зазнають впливів змінюваного навколишнього середовища.

Об'єкт має свою структуру. З одного боку в таких системах знаходяться відомі властивості рельєфу (морфолого-морфометричні, генетичні, вікові та морфодинамічні), а з іншого - різноманітні види господарської діяльності, що спонукають вияв несприятливих екологічних ситуацій в рельєфі, режимі сучасних рельєфоутворюючих процесів та в інших компонентах довкілля, на які рельєф та його змінені властивості здатні впливати негативним чином. Тому, природно-господарські системи різних рангів здавалося б мають просту двочленну структуру, проте самі основні члени цієї структури, в свою чергу, є досить складними.

Предметом еколого-геоморфологічних досліджень є різноманітні характеристики таких стосунків, що у багатьох випадках призводять до погіршення екологічних ситуацій у рельєфі та в інших компонентах природного середовища. Предметом досліджень варто вважати вичення і оцінку чинників, що стимулюють розвиток процесів рельєфоутворення, пошук взаємозалежностей між режимом рельєфоутворюючих процесів та іншими компонентами довкілля, оцінки таких залежностей і прогнозування розвитку процесів рельєфоутворення та змін у інших компонентах природи, розроблення вигляду одержуваної інформації, придатного для користування, геоморфологічна стійкість рельєфу та його елементів, геоморфологічні ризики при різних тенденціях розвитку рельєфу (як природного, так і антропогенно-обумовленого), геоморфологічні рівні міграції та акумуляції забруднюючих речовин, просторове розміщення забруднення в межах різних геоморфологічних об`єктів.

Методи еколого-геоморфологічних досліджень, попри їхню відносну молодість, вже багато в чому оформилися і заслужили визнання. До загальних методів належить, насамперед, діалектичнийзастосування якого у геоморфології диктується її головним постулатом про рельєф як результат взаємодії ендогенних та екзогенних чинників.

Спеціальні методи, мають виразні ознаки запозиченості, зумовлені системоутворюючою роллю рельєфу та сучасного морфогенезу у довкіллі. Це не є недоліком методології еколого-геоморфологічних досліджень, а систематичним наслідком розгалуженості наук про Землю та їхнім спільним завданням у даний час - зробити природне середовище і надалі можливим для існування у ньому біоти і, насамперед, існування і подальшу еволюцію людини.

Насамперед, для проведення еколого-геоморфологічних досліджень важливо володіти і розуміти суть традиційних спеціальних методів геоморфології: морфологічного, морфометричного, історико-генетичного, палеогеоморфологічного, морфодинамічного, морфотектонічного, морфоструктурного, володіти методами геоморфологічної зйомки та геоморфологічного картографування. До власне спеціальних методів еколого-геоморфологічних досліджень варто відносити такі. Аналіз чинників рельєфоутворення, що покликаний з`ясувати вплив на прояв та функціонування процесів сучасного рельєфоутворення певних причин, породжених не лише сучасним станом та тенденціями розвитку окремих компонентів довкілля, а й певними, чітко класифікованими видами господарської діяльності. Діагностичні прийоми, тобто, з`ясування причин і закономірностей, що визначають характер взаємостосунків між окремими компонентами довкілля та рельєфом і морфогенезом, а також між умовами довкілля, викликаними негативними змінами в рельєфі і морфогенезі та комфортністю існування й діяльності людини, також застосовуються в еколого-геоморфологічних дослідженнях. Такими прийомами можуть бути індикаційна діагностика з широким застосуванням дистанційних методів, спеціальні кількісні методи визначення несприятливих екологічних ситуацій (аналіз забруднень грунтів, водойм), визначення інтенсивності процесів рельєфоутворення (стаціонарні, напівстаціонарні та польові методи), різні види моделювання (лабораторне, математичне, імітаційне тощо) та інші методичні прийоми, що застосовуються у сучасних геоморфологічних дослідженнях та у дослідженнях інших компонентів довкілля. Важливою групою методів та методичних прийомів еколого-геоморфологічного аналізу є способи аргументованого передбачення майбутніх, зокрема, несприятливих напрямків розвитку рельєфу чи особливостей морфогенезу, що здатні спричинити дискомфорт довкілля - прогнозування.

Суб`єктом екологічної геоморфології як однією із сторін діяльного відношення фахівців-геоморфологів (носіїв пізнавальної діяльності) до об`єкта досліджень є зацікавлена геоморфологічна спільнота, її стурбованість назріваючою екологічною кризою і виразне розуміння значної системоутворюючої ролі рельєфу та рельєфоутворюючих процесів у функціонуванні довкілля.

КОНЦЕПЦІЯ МОРФОКЛІМАТИЧНОЇ ЗОНАЛЬНОСТІ РІВНИН СУХОДОЛУ

Ця концепція має важливе значення, завдяки таким передумовам. По-перше, морфокліматичні зони суходолу є виразниками переважаючого впливу на формування геоморфологічного габітусу певних закономірностей балансу тепла і вологи і їхніх геоморфологічних наслідків - рельєфоутворюючих процесів. Оскільки, саме вони є об`єктом вивчення “інвайронментальної геоморфології”, то увага дослідника, що працює над вирішенням еколого-геоморфологічних проблем, так чи інакше має бути зосереджена на цих глобальних закономірностях функціонування природного середовища. По-друге, зростаючий вплив господарської діяльності з часом призведе до певних змін в існуючих глобальних показниках стану атмосфери, гідросфери, літосфери і біосфери, що неминуче змінить режим функціонування рельєфоутворюючих процесів і зрозуміти зміни, що відбуватимуться у довкіллі, можна буде на основі очікуваного нового перебігу процесів екзогенного рельєфоутворення. По-третє, вирішувати назріваючі екологічні проблеми мешканцям Землі доведеться не на окремих територіях, а у довкіллі планети в цілому, тому морфокліматичні зони, простягаючись через території з різним ступенем освоєння, служитимуть єдиними просторовими категоріями рельєфу, на яких спостерігатимуться схожі реакції адаптації інших компонентів довкілля у зв'язку із зміною режиму рельєфоутворення. По-четверте, з них варто починати у майбутньому диференціацію таксонів еколого-геоморфологічного районування, переходячи до врахування при цьому спочатку зональних, а невдовзі - азональних чинників у виникненні несприятливих екологічних ситуацій, пов'язаних із динамікою сучасних рельєфоутворюючих процесів. По-п'яте, сама господарська діяльність людини значною мірою обумовлена виразними відмінами у межах морфокліматичних зон, а тому, має риси зонального характеру.

Опрацювання результатів власних досліджень у деяких морфокліматичних зонах, аналіз численних опублікованих праць щодо зональності екзогенного морфогенезу і адекватних морфоскульптур, концептуальна спрямованість пропонованого дослідження визначили позицію автора щодо життєздатності концепції морфокліматичної зональності, яку він представляє наступною таблицею (таб.1).

Таким чином, є вагомі підстави говорити про очевидну життєздатність концепції морфокліматичної зональності рельєфу земного суходолу. Це стверджується як прямими свідченнями зональності морфоскульптури Землі (широтної і висотної), зональності генетично споріднених груп екзогенних рельєфоутворюючих процесів, або існуванням зон однорідних морфогенетичних комбінацій процесів (сучасних та часу глибоких змін клімату упродовж антропогену), так і прямим використанням геоморфологічної інформації щодо морфокліматичної зональності для глобальних і регіональних ландшатних побудов.

Класифікація рівнів організації екзогенного морфогенезу

Значення процедури встановлення рівнів організації екзогенного морфогенезу полягає у тому, що цей процес наближає дослідника до визначення суттєвої риси еколого-геоморфологічних досліджень - встановлення просторових категорій рельєфу, здатних бути “середовищем виникнення” несприятливих екологічних ситуацій та розрізнення ієрархії їхнього впливу на інші компоненти довкілля. Оскільки у межах категорій рельєфу різної екзогенної організації можуть відбуватися, по-перше, різний вплив на певні компоненти довкілля, а по-друге, викликатися різні реакції пристосування на спричинений антропогенний тиск, то, керуючись принципом “від часткового до загального”, на підставі нашого досвіду можна розрізнити такі таксономічні категорії:

1.Елементарні поверхні (типу елементарних межиріч - схилів - днищ, тощо) як елементи обмеження щляхів міграції потоків речовини у процесі морфогенезу.

2.Морфолітогенетичні системи, які доцільно поділяти на:

-генетично однорідні поверхні, в утворенні яких бере участь один рельєфоутворюючий процес - делювіальний, зсувний, обвально-осипний на схилах, пролювіальний у днищах ярів та балок, площовий змив на слабконахилених межиріччях, просідання та подоутворення на плоских межиріччях, лійкоутворення над закарстованими масивами, еолова денудація та акумуляція на поверхнях котловин видування, дюнних та барханних полях тощо.

-генетичні типи рельєфу, утворені комплексом генетично споріднених рельєфоутворюючих процесів, серед яких один виступає домінуючим. Це - комбіновані перетворені схилові поверхні (наприклад - гиртопи Молдавії), абразійно-зсувні та абразійно-обвальні схили узбережь крупних водосховищ, озер та морів, схили струмкової ерозії та делювіального змиву, днища річкових долин із процесами руслового, заплавного переформування та слабких денудаційно-акумулятивних процесів на поверхнях терас тощо.

3. Зональні системи генетичних комплексів у числі яких є:

- ніваційні геоморфолого-кліматичні системи - ділянки земної поверхні арктичної та антарктичної природних зон із поширенням локальних льодовикових утворень чи сніжників, де панують процеси морозного вивітрювання, альтипланації (супроводжуваної розвитком денудаційних чи акумулятивних шлейфів) у поєднанні із суто гляціальними процесами (локальне поширення моренних гряд) тощо.

- флювіальні басейнові системи - детально дефініційовані і класифіковані у монографії І. Ковальчука (1997);

- кріогенні літокліматичні системи - вони одержали назву за специфічним станом рельєфоутворюючої товщі гірських порід (багаторічна мерзлота) зі своєрідною їхньою сезонною динамікою.

-гляціальні палеогеоморфолого-кліматичні системи, що охоплюють, за деякими винятками, практично повністю області поширення останніх четвертинних зледенінь, представлені характерними літолого-генетичними комплексами гірських порід, на яких своєрідно функціонують екзогенні рельєфоутворюючі процеси - від схилових до еолових.

- ерозійні оролітокліматичні системи, що властиві районам поширення лесових порід, які легко руйнуються. Тут активна пластика рельєфу поєднується зі специфічними кліматичними умовами (переважання зливового характеру випадання опадів). Це не повністю степова природна зона, а лише ті її регіони, де спостерігається сусідство височин та низовин, наявність численних схилових поверхонь, тобто, передумови розвитку активних ерозійних процесів.

- еолові (аридні) літокліматичні системи, що поширені у межах аридної морфокліматичної зони у районах із переважаючим поширенням дрібноуламкових вивітрілих літологічних відмін (жорства, пісок, пил), здатних реагувати на постійні і сильні вітрові потоки, властиві пустелям.

- елювіальні вологотропічні літосистеми - являють собою ділянки інтенсивного фізико-хімічного та біологічного вивітрювання, властивого регіонам зі значною кількістю опадів і сталими високими температурами. Займають фрагменти природної зони вологих екваторіальних лісів, проте повністю зону не охоплюють, зважаючи на її незначне поширення і розповсюдження тут гірських геосистем, де домінування елювіальних процесів не є таким виразним, а натомість з`являються схилові, флювіальні та ін. процеси.

4.Морфокліматичні зони суходолу, тобто значні ділянки земної поверхні, у межах яких специфічні кліматичні умови (глобальні закономірності балансу тепла і вологи), а відтак - рельєфоутворюючі процеси утворюють адекватні системи геоморфологічного ландшафту (у розумінні - вигляду).

ПРИРОДНО-ГОСПОДАРСЬКІ ГЕОМОРФОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ МОРФОКЛІМАТИЧНИХ ЗОН

Класифікації господарської діяльності щодо сучасного рельєфу та морфогенезу

На даний час класифікації рельєфу, генетично обумовленого діяльністю людини, вибудовані на різних критеріях, кожен із яких, очевидно, обраний автором у зв`язку із намаганням розв`язати певну проблему. Підсумовуючи результати аналізу головних класифікаційних показників, Л. Розанов (1990) розрізняє генетичний принцип, за яким побудовано класифікацію А. Девдаріані (1954) та О. Спиридонова (1967), морфогенетичний, обраний П. Молодкіним (1973 і пізніше), вид впливів, згідно чого класифікувався антропогенний рельєф В. Бондарчуком (1949), Ф. Котловим (1963), Е. Палієнком (1978), К. Уоллворком (1979), Ф. Ердьоші (1982), С. Горшковим (1982), Т. Денисовою ( 1984), А. Махоріним (1985), характер впливів, що більш до вподоби Ю. Чемекову (1972), І. Геллерту та М. Піотровському (1976), О. Спиридонову (1985), об`єднані вид та характер впливів Ф. Котлов (1970, 1981), Ф. Мільков (1974), Л. Граве (1986) та ін.

Головні риси змін довкілля у досліджених морфокліматичних зонах

Розрізнені і охарактеризовані для кріолітозони Східно-Європейської рівнини та для підзони сухих степів Причорноморської низовини види господарської діяльності та конкретні інженерні заходи, що викликають ланцюжкові реакції адаптації у певних складниках довкілля, мають виразні зональні відміни і, по-різному, оцінюють ступінь антропогенно-обумовлених змін окремих компонентів довкілля (зокрема, об`єкта досліджень екологічної геоморфології - рельєфу та сучасних рельєфоутворюючих процесів) зазначених регіонів.

Геокріолітозона Східно-Європейської рівнини. Для неї головними видами господарської діяльності та конкретними інженерними заходами є наступні.

1.Утворення штучних водойм-охолоджувачів теплових електростанцій, шламонагромаджувачів вибуреної породи та промивочних розчинів, водойм-охолоджувачів целюлозно-паперових комбінатів та інших промислових об`єктів.

2.Видобування корисних копалин кар`єрним способом - призводить до розвитку соліфлюкційних процесів, аномального танення багаторічномерзлої товщі у стінках кар`єрів, наступного обвалювання, осипання та опливання гірських порід та термоерозії.

3.Житлово-промислове будівництво - викликає термопросідання на багаторічномерзлих грунтах, соліфлюкцію на схилах. Крім безпосереднього негативного впливу на рельєф, цей вид господарської діяльності викликає значну соціальне напруження, оскільки, безпосередньо стосується умов життя людини.

4.Будівництво автомобільних щляхів без надійної термоізоляції мерзлої товщі гравійно-галечниковою сумішшю. Призводить до протанення багаторічномерзлої товщі, утворення термокарстових лійок.

5.Спорудження магістральних трубопроводів. Призводить до яружної термоерозії, просадочних утворень (сліпих ярів, лійок із наступним можливим пучінням та утворенням нальодів).

6.Неорганізоване (незарегульоване) скидання бурових стоків шахтних та промислових вод. Породжує лінійну термоерозію, яроутворення. У природних водоймах змінюється характер евтрофікації, і, відповідно, термічний режим водойм.

7.Високотемпературні технологічні процеси, що викликають утворення термокарстових лійок, канав, котловин, улоговин, чаш протанення під інженерними спорудами. До них відносяться впливи теплових полів під крупними цивільними та промисловими спорудами, прокладання теплових комунікацій у багаторічномерзлій товщі, інші, переважно непрофесійно сплановані і здійснювані заходи.

8.Механічне знищення рослинного покриву та видалення покрівлі діяльного шару викликає просідання пухких порід, виникнення ерозійно-термокарстових форм, деформацій поверхні, яроутворення.

9.Пересування механізмів та транспортних засобів по бездоріжжю у районах розшуків корисних копалин, уздовж трас лінійних об`єктів тощо спричинює виникнення темоерозії, яроутворення, термокарсту, розвіювання піщаних арен (“яреїв”).

10. Аварії на нафтових та газових родовищах, супроводжувані багатомісячними (багаторічними) пожежами, призводять до аномального розмерзання багаторічно-мерзлої товщі, утворення глибоких та значних у діаметрі воронок.

11.Підземні ядерні випробування та технологічні вибухи (спорудження підземних нафто- та газосховищ) призводять до утворення тріщин та просідання поверхні, виникнення грифонів викиду нафти й газу.

12. Геотермічні впливи, спрямовані на заморожування грунтів, підземних вод, що викликають пучіння поверхні і наступну деформацію підвалин та фундаментів інженерних споруд. Застосовуються украй рідко, переважно, при необхідності термінової ліквідації небажаних явищ в особливо відповідальних господарських видах діяльності (стратегічні військові об'єкти).

13.Спорудження численних військово-повітряних баз на протяжному державному кордоні колишнього СРСР. Ці заходи не призводять до значного перетворення земної поверхні і не викликають значного посилення рельєфоутворюючих процесів у кріолітозоні, проте, відомі випадки аномальної агградації багаторічномерзлої товщі у вертикальному перерізі, завдяки систематичному звільненню злітно-посадочних смуг від снігового покриву і адекватному посиленню впливу низьких температур на верхню частину геологічного розрізу.

Підзона сухих степів України.

1.Значні масштаби розорювання (суцільна розораність) сільськогосподарських угідь та інші агротехнічні заходи - викликають, як правило, площинну та лінійну ерозію, дефляцію.

2.Зрошувальні меліорації - сприяють іригаційній ерозії та подекуди викликають просадки у лесових породах.

3.Наявність потужних водосховищ, береги яких зазнають розмиву та абразійно-акумулятивного переформування. Створення таких водойм є цілком зональним явищем, бо покликане забезпечити зрошення підзони сухих степів, проте, його наслідки (саме берегові процеси) явище азональне і веде до переробки берегів, утворення обширних мілководь, їхнього заростання і появи нової флори та іхтіофауни, зміни режиму інфільтрації та інших змін у різних складниках довкілля.

4.Існування долинних водосховищ - зміни нормальних підпорних рівнів спричиняють активне переформування русел у нижніх б`єфах.

5.Створення мережі магістральних зрошувальних каналів - супроводжується деформаціями їхніх відкосів та яроутворенням на схилах.

6.Екскавація гірських порід та корисних копалин відкритим способом - викликає зсувні, обвальні, осипні, опливні, ерозійні процеси, сприяє посиленому розвантаженню водоносних горизонтів.

7.Підземне будівництво, газифікація вугілля, термогенне виплавлення та вилуговування корисних копалин - ведуть до формування провалів, мульд просідання, зсувоутворення.

8.Зрошення земель - спричинює гідратаційне набрякання та пучіння глинистих порід та підняття земної поверхні.

9.“Мокрі” технологічні процеси, втрати води із водогінних та каналізаційних мереж - викликають просідання поверхні та зсувоутворення на схилах у районах поширення лесових порід.

10.Створення водосховищ на малих ріках - супроводжується їхнім замулюванням, підвищенням поверхні дна річок у зоні підпору, регресивною акумуляцією вище зони підпору у вигляді островів, осередків. Прилягаючі низовинні території піддаються підтопленню, що викликає відповідні зміни у інших компонентах довкілля - грунтово-рослинному покриві, видовому складі флори та фауни.

11.Вирубування лісів та розорювання земель - сприяють басейновій площовій ерозії, лінійній ерозії та обумовлюють посилення позаруслової акумуляції. Такі випадки у зоні сухих степів не мають значного поширення, проте, не можуть виключатися із переліку видів господарської діяльності.

ЧАСТИНА II. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ МОРФОКЛІМАТИЧНИХ ЗОН

ГОСПОДАРСЬКА ДІЯЛЬНІСТЬ У КРІОЛІТОЗОНІ ТА ЇЇ ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ

Крупномасштабним геоморфологічним картографуванням ключових ділянок, що мало метою мінімізувати негативний вплив процесу глибокого свердлування на нафту й газ, встановлено, що у вирішенні виникаючих еколого-геоморфологічних проблем на дослідженій території вирішальну роль відіграють аналіз просторового розміщення поверхневих літологічних комплексів, визначення ступеню враженості поверхні антропогенно-обумовленими (особливо, мерзлотними) екзогенними рельєфоутворюючими процесами, дослідження мікроморфологічних особливостей поверхні як арени поверхневого стоку і змиву забруднюючих речовин, геоморфолого-гідрохімічний контроль стану тундрових водойм і порівняння гідрохімічних показників у “фонових” та забруднених водоймах.

Дослідження ключових ділянок кріолітозони дали змогу навести рекомендації по використанню крупномасштабних еколого-геоморфологічних досліджень для зменшення несприятливого впливу на довкілля.

Значна доля негативних наслідків для середовища і людини може бути усуненою в тих випадках, коли планування заходів по освоєнню Півночі здійснюється на основі точної інформації про можливі наслідки того чи іншого виду природовикористання. Дослідженнями встановлено, що використання такої інформації можливе двома шляхами.

1. Аналіз спеціальних карт сучасного стану природного середовища (рельєфу та сучасних рельєфоутворюючих процесів, специфічних кріогенних процесів, інженерно-геологічних та інженерно-геоморфологічних умов, стану оленячих пасовиськ, поширенню вразливих ландшафтів тощо), звідки стає зрозумілим ступінь можливого навантаження на певні компоненти довкілля.

2.

Перший із зазначених видів одержання та використання інформації для розробки оптимальних методів освоєння природних ресурсів та охорони довкілля базується на аналізі та інтерпретації серії спеціальних карт єдиного масштабу.

Другий вид одержання інформації та здійснення її врахування при плануванні стратегії і тактики проведення робіт по використанню природних ресурсів й охороні довкілля - використання спеціально створеної карти еколого-геоморфологічного районування дослідженої території, одержаної шляхом синтезу серії спеціальних карт.

Головним положенням про еколого-геоморфологічне районування території Большеземельської та Малоземельської тундри є обгрунтоване уявлення провідної ролі рельєфу, рельєфоутворюючих процесів і клімату у формуванні складних самоорганізованих зв`язків між компонентами довкілля. Так, проаналізовані головні категорії рельєфу дослідженої території вказують на наявність таких зв`язків:

а) геологічна структура - морфологія та морфометрія рельєфу; б) тектонічний режим - наявність або відсутність чохла морських осадів зі своєрідною морфологією; в) гіпсометричне