Формирование леса

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Границы природных зон  являются теми участками, где с наибольшей степенью интенсивности протекают  процессы денудации и аккумуляции. Вблизи таких границ наблюдается  максимальное несоответствие между  формами рельефа, созданными в условиях одной природной зоны и характерными для этих условий, и рельефом, характерным для другой зоны. Чем резче природные границы, тем сильнее несоответствие между их рельефом и тем интенсивнее протекают вблизи таких границ геоморфологические процессы.

Иногда предполагают, что  роль ландшафтных границ, в частности  верхней границы леса, незначительна, поскольку эта граница обладает высокой динамичностью. Эти представления  находятся в противоречии с палеогеографическими реконструкциями древних ландшафтных  зон и нуждаются в уточнении  для каждого региона [Ананьев, Симонов, Спиридонов, 1992, С. 87-88].

Цель исследования: изучение геоморфологических особенностей формирования лесов Нижневартовского района.

Объект: леса Нижневартовского района.

Предмет: выявление геоморфологических особенностей формирования лесов Нижневартовского района.

Задачи:

1. Рассмотреть теоретические основания исследуемой проблемы.
2. Закрепить теоретические знания.
3. Рассмотреть методы изучения на региональном уровне.

Методы исследования: аналитический, статистический, обобщение.

Практическая  значимость: Полученные результаты исследования могут быть использованы также преподавателями и студентами, обучающимися по естественнонаучному направлению.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Геолого-геоморфологическое строение территории

Палеозойский  фундамент представлен сильно метаморфизированными глинистыми и глинисто-слюдистыми сланцами. Комплекс осадочных пород сложен континентальными, прибрежно-морскими и морскими отложениями, а в самой верхней части - ледникового, водно-ледникового, аллювиально-речного и озерного происхождения. Палеогеновые отложения представлены преимущественно глинами, опоками и диатомитами, относящимися к палеоцену, эоцену и олигоцену. В составе верхнего олигоцена преобладают пески континентального происхождения. Выше палеогеновых отложений наслаиваются озерные и аллювиально-озерные толщи миоцена и плиоцена, которые четко ограничиваются широкими погребенными понижениями озерно-речной сети второй половины третичного времени. Отложения четвертичного периода обусловлены преимущественно процессами оледенения, морскими трансгрессиями и их последствиями [Состояние.., 2006, С. 95]. 

Отложения I надпойменной террасы в долине р. Обь формировались в два этапа [Волков, 1984, С. 79-85]. На раннем этапе сформировалась основная часть площадки террасы и уступ тылового шва. Этот этап охарактеризован датой 12750л. н. [Зыкин, Зыкина, Орлова, 2000, С. 208-228], которая соответствует позднеледниковью и именно на этот период приходится морская ингрессия (13-11 тыс. л. н.). Значительные по площади участки сложены отложениями I террасы в долинах р. Вах и всех основных притоков р. Обь.

Ложе аллювия  постепенно погружается в западном направлении от абсолютных отметок 20-25 до 22-10м. В этом же направлении погружается и кровля аллювия (соответственно 50-52 и 44-46м). Практически повсеместно аллювий I террасы подстилается аллювиальными песками нижнечетвертичного возраста. Исключение составляют восточная часть территории и долины левобережных притоков р. Обь, где рассматриваемые отложения налегают непосредственно на различные свиты палеогена.

В долине р. Обь I надпойменная терраса характеризуется двумя типами разрезов. Первый тип разреза прослеживается преимущественно по левобережью и характеризуется отчетливым двухчленным строением. В основании разреза здесь залегает толща русловых песков мощностью 10 - 15м. Русловые пески преимущественно мелкие, в нижних частях толщи со значительной примесью песков средней крупности, часто пылеватые, кварцевые, с немногочисленными растительными остатками и обломками древесины. Пылеватостъ значительно увеличивается вверх по разрезу. Русловые фации со сложным фациальным переходом перекрываются толщей пойменных супесей и суглинков, окрашенных в характерные буроватые тона. Супеси преимущественно пылеватые, суглинки легкие, пылеватые, обогащенные растительными остатками, местами обнаруживают неясную горизонтальную слоистость, подчеркнутую тонкими песчаными слойками или полосками намывного растительного детрита. Нередко супесчано-суглинистые разности замещают друг друга по простиранию. Мощность пойменной фации достигает в долине р. Обь 10-15м. Общая мощность аллювиальных отложений I надпойменной террасы составляет 30-35м.

К голоцену относится формирование аллювия поймы и болотных отложений на поверхности междуречий и надпойменных террас. Аллювиальные отложения поймы в пределах исследуемой территории пользуются чрезвычайно широким распространением в долинах рек Обь, Вах и их многочисленных притоков.

На большей  части своего распространения пойменные отложения подстилаются аллювиальными песками нижнечетвертичного возраста. Вне пределов погребенной пра-долины они налегают непосредственно на породы палеогена. В долинах мелких притоков пойменные отложения, как правило, залегают на отложениях тех террас, в которые врезаны поймы.

Повсеместно пойменные  отложения достаточно четко стратифицируются на русловые и пойменные фации, тогда как старичная фация играет резко подчиненную роль.

Вверх по разрезу на большей части территории долины р. Обь русловые фации перекрываются пачкой пойменных пылеватых супесей и легких пылеватых суглинков, окрашенных в характерные буроватые тона и содержащих многочисленные растительные остатки, реже линзы намывного торфа. Часто встречаются тонкие прослойки и линзы пылеватых песков. Мощность пойменной фации крайне непостоянна и колеблется от 1 м до 10-12м (Ивашкина, территории г. Нижневартовска, д. Вампугол), часто они выклиниваются (нежилой п. Лекрысово). Следует отметить, что в долинах мелких притоков р. Обь, и в меньшей степени р. Вах, состав пойменных русловых фаций существенно грубеет, а роль супесчано-суглинистых осадков заметно сокращается. Болотные отложения в пределах исследованной территории широко распространены. Они развиты на всех элементах рельефа, образуя крупнейшие болотные массивы, причем наибольшие их площади приурочены к I и II надпойменным террасам. В возрастном спектре формирование болот относится к голоцену.

Первые признаки начала болотообразования в районе северной части субширотного отрезка р. Обь по радиоуглеродному методу датируются сроком 10585±80 лет назад. Развитие болот характеризуется периодичностью [Болота..., 2000]. Исключительно благоприятные условия для возникновения и развития болот, создавшиеся в голоцене, отсутствие каких-либо серьезных препятствий этому процессу в пределах рассматриваемой нами территории способствовали возникновению болотных биогеоценозов на обширных пространствах. Этот процесс интенсивно продолжается и в настоящее время. На сегодняшний день ежегодно происходит увеличение заболоченных территорий.

2. Климат

Климат района резко континентальный, отмечается суровой продолжительной  зимой с сильными ветрами и  коротким, но теплым летом. Среднемесячная температура января - 22 градуса, июля + 16,9 градусов. В зимнее время преобладают юго-западные и южные ветра; летом - северные и северо-восточные. В среднем 200 дней в году наблюдается устойчивый снежный покров; средняя высота снежного покрова на незащищенных участках достигает 70 сантиметров, на защищенных - 85 сантиметров. Максимальная глубина промерзания почвы на открытых местах суходола при оголенной от снега поверхности до 290 сантиметров, под снежным покровом до 110 сантиметров, на болотах до 70 сантиметров. Район относится к влажному климату. Среднегодовое количество осадков составляет 625 миллиметров, основное количество осадков выпадает в теплое время года; среднегодовая влажность воздуха - 75% [Состояние…, 2004, С. 32-33].

3. Почвенный покров

Особенности климата Нижневартовского района, растительный покров оказывают существенное влияние на почвообразовательный процесс. Опад хвойных лесов отличается малой зольностью, низким содержанием оснований, что в условиях его медленного разложения приводит к образованию очень кислого гумуса, отличающегося высокой дисперсностью, подвижностью и резким преобладанием фульвокислот. Такой фульватный гумус, воздействуя на минеральную часть почвы и, прежде всего, самых верхних слоев, разрушает первичные минералы и способствует выносу образующихся соединений в нижележащие горизонты.

Основными условиями почвообразования являются:

• ограниченное поступление в почву или быстрое разложение малозольных органических остатков;
• образование в процессе гумификации группы агрессивных фульвокислот и подвижных гуминовых кислот;
• бедность материнских пород основаниями;
• периодический или постоянный промывной режим и вынос из почвы продуктов почвообразования [Ершов, 1997].

На территории Нижневартовского района преобладают два ведущих процесса почвообразования: гумусообразование и оглеение; оподзоливание.

Специфика биоклиматической обстановки приводит к образованию  подзолистых почв с характерной  обедненостью щелочноземельными основаниями, ненасыщенностью почвенного поглощающего комплекса, кислой реакцией среды. Эти почвы имеют хорошо дифференцированный на генетические горизонты профиль с четким выделением подзолистого горизонта, обогащенного кремнекислотой и иллювиального – с относительным накоплением соединений железа и алюминия. В формировании почв этой группы основная роль принадлежит свободным фульвокислотам, значительно преобладающим в составе гумуса.

Несколько иной характер приобретают  почвы в условиях ясно проявляющегося переувлажнения. Они развиваются  под заболоченными лесами. В данных почвах наряду с хорошо выраженными  признаками подзолообразования появляются признаки оглеения в виде сизых и ржаво-охристых пятен, железистых и железисто-марганцевых конкреций. Им также свойственны кислая реакция, потечность гумуса гуматно-фульватного состава, скопления кремнезема в верхнем горизонте и накопление полуторных окислов в нижней части профиля [Добровольский, 1987].

Аллювиальные почвы на территории Нижневартовского района формируются на пойменных террасах и обновляются приносом с паводковыми водами свежих аллювиальных наносов и отложением их на поверхности.

4. Растительный мир

Территория Нижневартовского района расположена в северной и средней подзоне таежных лесов.

Земли лесного фонда составляют 11,4 млн. га и распределяются по следующим категориям, представленных на рисунке 1 и рисунке 2.

Рис.1 Распределение лесов по категориям земель

Рис. 2 Лесные земли (га)

В подзоне северной тайги редкостойные леса состоят в основном из лиственницы и ели, хотя встречаются кедр и сосна. Под их покровом на глеево-подзолистых и мерзлотно-таежных почвах растут лишайники и зеленые мхи, характерные и для других подзон. Широко распространены кустарники: водянка, багульник, голубика, карликовая береза. Среди ландшафтов этой подзоны преобладают сфагновые (верховые) болота, часто с сосной (рямы).

В подзоне средней тайги преобладают темнохвойные породы деревьев - ель, пихта, кедр. Такой лес называют урманом. Подзолистые и болотные почвы, распространенные в этой подзоне, покрыты зелеными мхами; здесь обильно растет брусника и черника.

Много здесь вторичных  темнохвойно-сосново-мелколиственных лесов. На песчаных пространствах широко распространены сосновые лишайниковые леса. В северной части подзоны встречается лиственница. В долинах рек развита луговая растительность.

Особенностью почвенно-растительного  покрова района является то, что  его зональность сильно нарушается очень широким распространением болотных типов почв и растительности. Развитию болот способствуют такие  природные факторы: осадков выпадает больше, чем испаряется, выравненность  территории, длительное сезонное промерзание  почвогрунтов, слабый сток и др. До 38% земель лесного фонда покрыто болотами 1 - 3 типов мощностью от 1 до 12 м, с преобладанием верховых болот. А почвы 36% земель лесного фонда избыточно увлажнены [Состояниe…, 2004, С. 79-80].

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Во время выполнения контрольной  работы были использованы различными методами, такими как:

1. Аналитический  метод исследования - научный  метод решения проектных и  плановых задач, получивший   широкое   развитие в горном деле и состоящий в создании математических моделей производственных затрат по кругу исследуемых процессов и последующем анализе этих моделей на минимум  (максимум)  с целью выявления оптимальных значений качественных или количественных параметров горного предприятия. Математическая модель    может   быть строго детерминированной    и    математико-статистической. В настоящее время применяются  методы  математического    программирования и сетевого анализа.
2. Статистические методы - методы анализа статистических данных. Выделяют методы прикладной статистики, которые могут применяться во всех областях научных исследований и любых отраслях народного хозяйства, и другие статистические методы, применимость которых ограничена той или иной сферой. Имеются в виду такие методы, как статистический приемочный контроль, статистическое регулирование технологических процессов, надежность и испытания, планирование экспериментов.
3. Обобщение - продукт мыслительной деятельности, форма отражения общих признаков и качеств явлений действительности. Процесс познавательный, приводящий к выделению и означиванию относительно устойчивых свойств внешнего мира. Простейшие виды обобщения реализуются уже на уровне восприятия, проявляясь как константность восприятия.  Виды его соответствуют видам мышления. Наиболее изучены обобщения в форме значений слов. Обобщение также выступает как средство мыслительной деятельности. На уровне человеческого мышления, обобщение опосредуется применением общественно выработанных орудий - приемов деятельности познавательной и знаков.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Земли лесного фонда

Лесной фонд округа находился  в совместном ведении Российской Федерации и субъекта РФ - Ханты-Мансийского  автономного округа - Югры. На долю лесов ХМАО приходиться 4,43%, это можно увидеть на рисунке 3.

Рис. 3 Доля лесов субъектов Российской федерации от общероссийской, %

Лесорастительное районирование  создает природную (экологическую) основу для изучения лесного покрова, для специализации всего комплекса  лесоводственно-хозяйственных мероприятий по использованию лесов, их восстановлению после сплошных рубок, пожаров и других разрушающих воздействий, а также для мероприятий по повышению продуктивности лесных земель. Границы районов достаточно стабильны, их положение и конфигурация определяются естественными рубежами и масштабом генерализации составленных схем районирования. Для округа принята следующая иерархия таксономических единиц: лесорастительная страна, лесорастительная провинция, лесорастительная зона и подзона, лесорастительный район.

Территория ХМАО входит в  состав двух лесорастительных стран: Уральской горной и Западно-Сибирской равнинной (рис. 4).

Рис. 4 Лесорастительное районирование ХМАО

Уральская горная лесорастительная страна (У).

В пределах ХМАО расположен восточный макросклон северной части Уральского хребта и его предгорий. Территория слабо заселена и изучена. Здесь выделены две лесорастительные зоны: на Крайнем Севере узкая полоса зоны горной лесотундры с горными предтундровыми редколесьями (А) и зона горной тайги, подзоны северотаежных лесов (Б).

Зона горной лесотундры и предтундровых редколесий (А). 

Лесная растительность не поднимается выше 400-500 м н.у.м. Верхняя граница леса изменчива, более высоко редколесья поднимаются по глубоким долинам рек. Преобладают горные редколесья из лиственницы сибирской, березы извилистой, в южной части распространены ель сибирская и кедр сибирский. Климат суровый, среднегодовая температура ниже -4°, вегетационный период около трех месяцев с низкими температурами и с частым возвратом холодов, большая скорость суровых арктических ветров, устойчивая реликтовая и многолетняя мерзлота почва грунтов, слабое развитие почв, обилие каменистых россыпей - все это неблагоприятно отражается на древесной растительности.

Подзона горных северотаежных лесов (Б).

Улучшение к югу вдоль  Урала климатических условий  определяет появление настоящих  таежных лесов со специфической  таежной флорой. В горы леса поднимаются  до 600-700 м н.у.м. Лесистость территории доходит до 70-80%. Нижний пояс гор, предгорья и прилегающие равнины заняты преимущественно сосновыми лесами, значительна площадь ельников с примесью пихты. Широко распространены производные березовые леса с подростом темнохвойных пород по старым гарям. Для верхнего лесного пояса гор характерны лиственничные и пихтовые редколесья и криволесья из березы извилистой. Выше границы леса начинается горная тундра. Во всех случаях широко представлен лишайниково-кустарничковый покров (кустарнички: багульник, водяника, толокнянка, брусника, ива полярная, карликовая береза и другие виды). Эти ландшафты используются в качестве горных оленьих пастбищ.

Западно-Сибирская равнинная лесорастительная страна (ЗС).

Наиболее характерной  особенностью Западно-Сибирской равнины является четко выраженная широтная зональность во всех природных компонентах, физико-географических процессах и явлениях. На равнине выделяется весь классический спектр широтных географических зон северного полушария Земли: от зоны арктических пустынь до степной зоны на юге. Так, например, сумма наиболее эффективных для вегетации температур на юге в 2-4 раза больше, чем на Крайнем Севере.

Подзона северной тайги (Б).

Общая ширина полосы северной тайги колеблется в пределах 300-500 км. Она занимает южную часть Приуральской (I), Приобской (Белогорской) (II), Надым-Пуровской (III) и Тазовско-Енисейской (IV) провинций ледниковой и водно-ледниковой равнины. Основу растительного покрова образуют сфагновые болота верхового типа и заболоченные леса. Площадь болот в северной тайге ХМАО достигает 10,8 млн. га, что составляет 63% от покрытой лесом площади, или около 36% общей площади лесных земель. Просматриваются тенденции к дальнейшему заболачиванию лесов. Это естественный процесс, и препятствуют ему только пожары либо резкие изменения в гидрологическом режиме земель. Способствует заболачиванию строительство насыпных дорог и нефтегазопроводов. Лесной покров подзоны представлен сосновыми, елово-кедровыми, еловыми и березовыми лесами. По данным палинологических исследований, лиственница, береза, ель и лесотундровые группировки растительности появились здесь в раннем голоцене (8-10 тыс. лет назад), кедр в виде примеси в составе елово-березовых лесов — во второй половине среднего голоцена (4-5 тыс. лет назад), а его роль как эдификаторного вида определилась, вероятно, в начале позднего голоцена (2-2,5 тыс. лет назад).

Леса занимают наиболее дренированные  ландшафты, они мозаично размещены  в пространстве или вытянуты неширокими лентами вдоль пойм рек. Плоские водоразделы обычно заболочены и безлесны. Более компактны лесные массивы в районах резко очерченных возвышенностей (Северо-Сосьвинские увалы, Люлим-Вор, Кондо-Сосьвинский водораздел, правобережье Оби ниже Ханты-Мансийска). Сомкнутость полога древостоев средняя. Для подзоны характерно наличие в покрове почти всех типов леса северных кустарничков (водяника, багульник, голубика), которые произрастают здесь, как и в более северных районах, на минеральных субстратах. Эта особенность, а также южная граница распространения ольхи кустарниковой (ольховника) и глубокое проникновение тундровых группировок растительности по междуречьям до правобережья Оби на ее широтном отрезке течения и послужили основанием для проведения южной границы подзоны. Она проходит с востока на запад по правому берегу р. Вах, затем р. Оби, по правому берегу р. Назыма, отклоняется к северу по течению р. Оби, затем пересекает Люлим-Вор и уходит на запад до Уральского хребта, пересекая его южнее г. Денежкин Камень. Граница подзоны проведена нами значительно южнее (особенно в Зауралье), чем на геоботанической карте СССР (1954), и в более поздних работах.

Подзона средней тайги (B).

Подзона охватывает лесные массивы бассейнов Конды, Нижнего Иртыша и левобережья широтного отрезка Оби. Она занимает северную часть Кондо-Тавдинской (V) и Обь-Иртышской (VI) лесорастительных провинций, генезис территорий которых связан с накоплением осадков древнего приледникового бассейна и аллювиальных осадков широких долин названных рек. Природу этой подзоны лаконично можно определить как более благополучную во всех отношениях по сравнению с предыдущей. Заболоченность территории в среднем около 40%; особенно велики массивы болот в левобережье нижнего течения Конды и Иртыша, а также на Обь-Иртышском водоразделе, где заозеренность и заболоченность доходят до 80-90%. Общая площадь болот около 7 млн. га. Преобладают сфагновые болота верхового типа, преимущественно грядово-мочажинного комплекса, но около 20-30% болотных массивов принадлежат к переходному и низинному типу заболачивания. По данным палеоботанических исследований, лесная растительность появилась в этой полосе равнины несколько раньше, чем в предыдущей подзоне, а потому она более структурно-функционально организована и устойчива. Более 50% покрытой лесом площади здесь занимают сосняки, около 10% - кедровники и около 8% - ельники. На производные березняки приходится 20%, осинники - 4% площади. Наиболее крупные массивы чистых сосняков сосредоточены в бассейне Конды. В междуречье Тавды и Конды наряду с сосной встречаются елово-пихтовые, кедровые и березовые леса, а на междуречье Оби и Иртыша на больших площадях произрастают темнохвойно-кедровые леса. Повсеместно распространены производные березовые леса, потенциальные березовые ельники, а в районах концентрации кедра — потенциальные березовые и потенциально еловые кедровники [Бакулин В. В., Козин В. В., 1996].

2. Геоморфологические особенности ХМАО

В соответствии с Унифицированной  региональной стратиграфической схемой четвертичных отложений Западно-Сибирской равнины (2000 г.) песчаные отложения с гравийно-галечным и валунным материалом и сами водораздельные поверхности отнесены к четвертичным (средний неоплейстоцен) водно-ледниковым и ледниковым образованиям, что нашло отражение на геоморфологической карте (рис.5).

Рис. 5 Геоморфологическая карта ХМАО

Крупные формы рельефа  объединены в легенде в две  группы: равнины и террасы и  горы и предгорья. По направленности экзогенных процессов выделено два  типа равнин (аккумулятивные и аккумулятивно-денудационные), которые в свою очередь делятся  по генезису, возрасту и высотам. 

Равнины и террасы. 

Аккумулятивные низкие и  низменные равнины - наиболее молодые  геоморфологические уровни аллювиального  и озерно-аллювиального происхождения, в своем распространении приурочены к современным речным долинам. К  ним относятся пойма и четыре надпойменные террасы, достигающие  на отдельных участках долин ширины в несколько километров.

Пойма (голоцен) включает два  уровня - высокий до 6-8 м и низкий до 5 м (на карте они объединены). Поверхность поймы находится в стадии формирования.

Первая надпойменная терраса (верхний неоплейстоцен - голоцен) развита в долинах всех рек региона. В зависимости от величины реки ее высота изменяется от 7 до 12 метров. На ее плоской поверхности наблюдаются следы меандрирования русел рек.

Вторая надпойменная терраса (верхний неоплейстоцен), эрозионно-аккумулятивная, распространена достаточно широко. Ее высота изменяется от 18 до 25 м в долинах крупных рек и до 10-16 м - в долинах их притоков. Плоская поверхность террасы иногда осложнена формами рельефа эрозионного, мерзлотного и эолового происхождения.

Третья надпойменная терраса (верхний неоплейстоцен) располагается на высотах от 20 до 45 м. Терраса широко распространена в долинах крупных рек и является эрозионно-аккумулятивной. Ее поверхность плоская, нередко заболоченная. На участках, прилегающих к более высоким геоморфологическим уровням, она изрезана густой сетью долин небольших водотоков. В северной части региона на ней встречаются бугры пучения и термокарстовые западины, занятые озерами и болотами. 

Четвертая надпойменная терраса (верхний неоплейстоцен) имеет высоту 50-70 м над уровнем моря. Плоская поверхность террасы слабо наклонена к долинам Оби и Иртыша. Колебания высот в ее пределах редко превышают 3-5 м. Терраса сильно заболочена, на ней много озер преимущественно термокарстового происхождения. Третья и четвертая террасы имеют наибольшую ширину. В их строении наряду с аллювием принимают участие и озерные фации. Большая ширина, малые продольные уклоны, обилие озер и озерных отложений позволяет считать их типичными озерно-аллювиальными равнинами.

К югу от Сибирских Увалов озерно-аллювиальная равнина имеет  несколько высотных уровней. Равнина  высотой 50-70 м в значительной степени повторяет очертания долин крупных рек. Для более мелких рек она служит водоразделом. В долинах крупных притоков Оби и Иртыша терраса постепенно переходит в речные аналоги. Наибольшие площади занимает озерно-аллювиальная (средний неоплейстоцен) высотой 80-100 м. На юге региона расположены фрагменты равнины (верхний плиоцен-эоплейстоцен) высотой 90-110 м. Поверхности равнин плоские, также слабо наклонены к долинам рек, местами сильно заболочены.