Умеренный пояс

Зона лесостепей и степей

Степная зона подразделяется на три подзоны (рис.2.10): D.I. Подзона северных степей, D.2. Подзона средних (сухих) степей, D.3. Подзона южных (опустыненных) степей.

На западе европейской части России северная граница степей расположена южнее 50° северной широты. Восточнее города Ростова к Волге эта граница поднимается в северо-восточном направлении до 51,5° СШ (Саратов) и далее за Уралом имеет субширотное положение до Барнаула (52,5° СШ).

Граница степей и пустынь заходит на европейскую часть России в низовьях Волги, поднимаясь до 48° СШ. В Средней Азии она проходит севернее Аральского моря и озера Балхаш.

На севере между зонами степей и бореальных лесов прослеживается зона лесостепей. Она протянулась от западной границы России, пересекает южный Урал и заканчивается в бассейне Оби на меридиане Алтая. Южнее горной системы Памира и Гималаев подобная зона есть на севере Китая.

Особенности северных степей рассмотрим на примере юга Воронежской области, средних и южных степей - на примере Северного Кавказа.

Воронежская область

Воронежская область расположена в центре Русской равнины. Площадь 52400 км², население 2333 тыс. чел.

В пределах области различаются Среднерусская и Калачская возвышенности и Окско-Донская низменность.

Рис.2 Л 0 Зоны и типы растительности России (1999). Желтый цвет - зона степей, светлокоричневый - зона пустынь

Рис. 2.11 Возвышенности прорезаны многочисленными балками и V-образными притоками Дона, на крутых склонах которых обычно обнажены известняки

мелового возраста

В геологическом отношении, как и для всей Русской равнины, характерно наличие двух структурных этажей. Древний фундамент представлен докембрийскими гранитами и метаморфическими породами. Осадочный чехол слагают полого залегающие отложения преимущественно меловой и отчасти палеогеновой систем. 80% территории области покрыты плодородными черноземными почвами. Воронежский чернозем считается эталоном типа черноземных почв Восточной Европы (Докучаев, 1949-1951). Среди почвоподстилающих пород в области преобладают известняки меловой системы (рис. 2.11), чем обусловлено широкое развитие карста, затрудняющего оборудование прудов. В связи с этим предложен новый вариант пополнения подземных водозаборов - использование участков водопроницаемых горных пород (Смольянинов и др., 2013).

Воронежская область (рис. 2.12-2.18) полностью расположена в бассейне Дона, главной реки Черноземного центра и Ростовской области. Истоки реки находятся в Тульской области, далее Дон пересекает Липецкую, Воронежскую и Ростовскую области, впадая в Азовское море. Общая длина Дона 1870 км. Небольшая высота истоков (179 м) определяет малые скорости течения. Средний уклон русла равен 0, 0000095, или 9,5 см на 1 км. Площадь бассейна 422 500 км², годовой сток 27,4 км³, средний годовой расход воды около 930 м³/сек (Долина Дона, 1982). По приведенным параметрам, Дон принадлежит к маловодным рекам, что объясняется его географическим положением - Верхний Дон и часть Среднего (до середины Воронежской области) относятся к лесостепной зоне, остальная - к степной. Климат Среднего Дона умеренно-континентальный, со среднегодовой амплитудой температуры около 30°С, годовая сумма осадков 450-500 мм. В лесостепной зоне годовая сумма осадков близка к величине испаряемости (коэффициент увлажнения Г.Н. Высоцкого около 1,0); в степной зоне, в южной части области коэффициент увлажнения меньше 1,0.

Для удовлетворения бытовых нужд, запросов сельского хозяйства и промышленности на малых речках и в балках в XIX-XX веках были созданы тысячи прудов. Поскольку отбор воды постоянно возрастал, в 1970-е годы было отмечено неуклонное уменьшение водных ресурсов, особенно в меженный период.

В 2011 г. в области было 3 тыс. га орошаемых земель, в 2013 г. введено в эксплуатацию еще 5,5 тыс. га. Имеется план увеличить площадь орошаемых земель к 2020 г. до 100 тыс. га. Его следует согласовать с Ростовской областью, где с 1952 г. функционирует крупное Цимлянское водохранилище. В 2016 г. уровень водохранилища понижался до критической отметки. Дополнительный забор воды на орошение в Воронежской области может создать чрезвычайную ситуацию в низовьях Дона.

Рис. 2.12 Долина Дона в 100 км к югу от г. Воронежа

Рис.2.13 Воронежская область, степная зона в 10 км к востоку от с. Бутурлиновка. Обилие балок обусловило разнообразие форм и размеров пахотных полей

Рис.2.14 Карта климатических районов Воронежской области

Рис. 2.15 Карта эрозионной опасности

Рис. 2.16 Поливное земледелие. Воронежская область

Рис.2.17 Орошение

Рис. 2.18 Поливальные машины

Северный Кавказ

Территория Северного Кавказа включает северную часть горного сооружения Большого Кавказа и степные равнины Предкавказья, расположенные между Азовским и Каспийским морями (рис. 2.19).

Рис. 2.19 Предкавказская равнина

Рельеф. Северный Кавказ в геоморфологическом отношении состоит из двух провинций: Большого Кавказа и Предкавказья.

Провинция Большого Кавказа представляет собой серию хребтов северо-западного простирания. К Северному Кавказу относятся хребты, расположенные севернее гребня Главного (Водораздельного) хребта. В центральном секторе (между реками Большой Зеленчук и Черек) высоты хребта достигают 4000-5200 м. Севернее по меридиану горы Эльбрус следуют ступенчато понижающиеся Передовой высокогорный хребет, Северо-Юрская депрессия, Скалистый и Меловой хребты. Каждая из этих геоморфологических единиц сложена горными породами, отличающимися по составу и возрасту, что позволяет относить их к категории морфоструктур (Сафронов, 1968; Потапенко, 2009).

Провинция Предкавказья. Центральную часть Предкавказья занимает Ставропольская возвышенность с платообразными высотами от 400 до 600 м. Возвышенность имеет долинно-балочное расчленение и на юге смыкается с предгорьями Кубано-Терского водораздела. Здесь же находятся истоки главных рек Калаус и Егорлык. Восточный склон возвышенности расчленен левыми притоками Кумы.

Западнее Ставропольской возвышенности расположена Азово- Кубанская низменная равнина с высотами 0-250 м и самостоятельной речной сетью, не связанной с Кавказом. Восточнее Ставропольской возвышенности находится Терско-Кумская равнина с транзитной речной сетью, представленной нижними течениями Терека и Кумы и обширной дельтой Терека. Прибрежная часть Каспийского моря находится ниже уровня мирового океана (-25 м), к западу абсолютные высоты постепенно возрастают до 100-250 м.

Климат и растительность. Особенности орографии и климатических условий северного склона Большого Кавказа обусловили высотно-поясное распределение растительности, которое разделяется на три типа (Гвоздецкий, 1958; Шальнев, 2004): Черноморско-Лабинский лесной, Кубано-Терский умеренно-континетальный степной и Дагестанский континентальный полупустынный.

Степи Предкавказья подразделяются на три подзоны, границы между которыми имеют северо-западную ориентировку. Западное Предкавказье - подзона северных (восточно-причерноморских) степей. По линии Ростов- Нальчик протягивается полоса средних (сухих) степей, к Каспийскому морю прилегает суживающийся к югу клин южных (опустыненных) степей (Петров, Терехина, 2013).

Речная сеть на Северном Кавказе распределена крайне неравномерно, что обусловлено климатическими условиями и рельефом. В горах, где величина испарения невелика, а осадков выпадает много, речная сеть густая и разветвленная. Высокогорье и среднегорье являются областью формирования речного стока. Здесь находятся истоки и многочисленные притока Кубани и Терека. На северном склоне Скалистого хребта расположены истоки р. Кумы, которая по водности значительно уступает Кубани и Тереку, но по длине (802 км) занимает второе место после Кубани.

Водный баланс Кубани оценивался в разные годы (Владимиров и др.,1991; Лурье и др., 2006) по большому числу водомерных постов и считается наиболее достоверным по сравнению с данными по Куме и Тереку. Для расчета водного баланса использовалось комплексное уравнение М.И. Львовича (1963):

где X - атмосферные осадки, S - поверхностный речной сток, U - подземный сток, Е - испарение, R - полный речной сток, W- валовое увлажнение территории.

В таблице 2.3 приведены средние данные, тогда как каждый элемент баланса испытывает изменения. Так, например, атмосферные осадки убывают с запада на восток с 1380 мм до 500 мм. С увеличением высоты количество осадков растет до 2500-3500 мм, а затем уменьшается.

Таблица 2.3.

Водный баланс бассейна р. Кубань по Л.А. Владимирову и др. (1991) с дополнениями П.М. Лурье и др. (2006)

Река Кума до Нефтекумска течет в своем естественном русле. Далее, на восток до Каспийского моря русло Кумы углублено и спрямлено. В результате пойма восточнее Нефтекумска и оказалась дренированной новым руслом. Если раньше в пределах поймы после паводков вырастали естественные травостои, то теперь использование земель возможно только при орошении.

Население. Численность населения Ставропольского, Краснодарского краев и Ростовской области составляла в 2016 г. 12,5 млн. чел.

Система орошения и степень использования водных ресурсов

Рассмотрим основные черты систем орошения Северного Кавказа на примере бассейна р. Кубань. Масштабные инженерно-мелиоративные работы были начаты в 30-е годы XX века на Нижней Кубани. Помимо орошения полей велось осушение плавней (заболоченных пойм) и опреснение лиманов. Во второй половине XX века была сооружена мощная и сложная система гидротехнических сооружений, включающая сеть водохранилищ и каналов и позволившая обводнить значительные территории не только Краснодарского, но и Ставропольского края, а также Ростовской области. Основная площадь орошаемых земель на Северном Кавказе размещена в Краснодарском крае. В 1976 г. она составляла 332, в 1991 г. - 685 тыс. га (Водные ресурсы, 1981; Лурье и др., 2006). Забор воды на орошение на рубеже XX и XXI веков в Краснодарском крае составил 2250 млн. м³ при общем объеме забранной воды для сельского хозяйства 3120 млн. м³ (Лурье и др., 2006). Площадь рисовых оросительных систем в 1980 г. составляла 256,0 тыс. га при площади посевов риса 219.6 тыс. га, в 2000 г. те же площади уменьшились до 235,3 и 111 тыс. га (Лурье и др., 2006).

В Ростовской области (площадь 100,9 тыс. км², население в 2016 г. - 4,235 млн. чел.) площадь орошаемых земель в 1990 г. достигала 430 тыс. га, в 90- е годы сократилась до 228 тыс. га.

В Ставропольском крае (площадь 66,5 тыс. км², население в 2016 г. - 2,8 млн. чел.) орошаемых земель 267 тыс. га, но из них поливается лишь 68 тыс. га, т.е. одна четверть (рис. 2.20-2.21). Для орошения выбирались наиболее плоские, ровные участки, позволявшие при строительстве каналов максимально использовать технику. Поэтому орошаемые площади большей частью имеет форму прямоугольников (рис. 2.22).

В Ставропольском крае наиболее крупные орошаемые площади расположены близ Буденновска, Нефтекумска, Левокумского, Урожайного, к югу от Чограйского водохранилища и др. (рис. 2.24-2.27).

Рис. 2.20 Схема обводнения Ставрополья по состоянию на 1968 г. (Гниловской, Бабенышева, 1968)

Рис.2.21 Расходы воды в реках Кубань, Калаус и Кума. Середина XX века (Гниловской, Бабенышева, 1968)

Рис.2.22 Структура пашни в центральной части Ставропольского края.

Преобладание полей крупных размеров прямоугольной формы - сохранившееся наследие колхозно-совхозного хозяйствования (рис. 2.22). По удлинению большинство полей и разделяющих их лесополос имеет меридиональную ориентировку без учета уклонов поверхности. Близ рек размеры полей меньше, а их форма определяется мезо- и микрорельефом долин.

Рис. 2.23 Расположение лесополос и полей с учетом уклона местности.

Ростовская область, территория к западу от г. Новочеркасска

Редкий пример агрономически и экологически грамотного заложения лесополос сохранился на землях опытного хозяйства Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия (рис. 2.23). где лесополосы расположены поперек склона (т.е. по горизонтали) и поэтому выполняют водозадерживающую и противоэрозионную функцию. Эта система, предложенная Я.И. Потапенко (1962), к сожалению, не получила государственной поддержки (рис. 2.23).

Рис.2.24 Оросительная система в бассейне р. Горкуша (Ставропольский край)

Рис.2.25 Оросительная система близ Кумо-Манычского канала (Ставропольский край, с. Урожайное)

Рис.2.26 Оросительная система между Кумо-Манычским и Садовским каналами (Север Ставропольского края близ границы с Республикой Калмыкия)

Рис. 2.27 Система орошения в Ставропольском крае

Социально-экологи ческая ситуация

Коснемся этих вопросов на примере Ставропольского края. Ставрополье активно осваивалось земледельцами со второй половины XIX века. На начальном этапе преобладали посевы пшеницы, разведение крупного рогатого скота и овец. Целинные земли давали высокие урожаи, но в 1885 г. разразилась жестокая засуха, восточные суховеи полностью уничтожили урожай и привели к массовому падежу скота. После этого на малых речках началось массовое сооружение прудов, а наиболее состоятельные землевладельцы стали использовать воды первых артезианских скважин. Засуха и неурожай повторились в 1922 г. В 30-е годы государство начало работы по обводнению и орошению земель. В послевоенные годы они стали масштабными; были распланированы поля совхозов и колхозов, по их границам посажены полезащитные полосы. Площадь орошаемых земель постоянно увеличивалась, в 1950 г. она составляла 44 тыс. га, а в 1970 г. достигла 167 тыс. га. В 2017 г. орошаемые земли Ставрополья занимали 267 тыс. га, но это в два раза меньше уровня 1990 г. Аналогичным образом уменьшилось количество вносимых удобрений: в 1990 г. было внесено минеральных удобрений 218,9 тыс. т и органических - 8, млн. т, в 1998 г. соответственно - 40 тыс. т и о 0,8 млн. т.

Таким образом, кризис, порожденный распадом СССР и сменой форм собственности, оказал глубокое негативноеитвоздействие на состояние селькохозяйственной отрасли края. Многие оросительные системы пришли в негодность и ныне не используются. Резко уменьшились затраты на защиту природной среды, в первую очередь - почв: например, в 1990 г. было создано противоэрозионных лесонасаждений 2600 га, полезащитных лесных полос 2950 га, после 2005 г - 0. Инвестиции на охрану водных ресурсов составили (млн. руб.): 2005 г. - 144, 2013 г.-33,8.

Северо-восточный Китай

В данном разделе приведены общие сведения о Китае и охарактеризована его северо-восточная часть, относящаяся к зоне степей и частично - пустынь. О юго-востоке Китая с влажным климатом см. раздел 2.2.3.

Общие сведения о Китае.

Площадь поверхности суши 9 596,9 тыс. км². Климат крайне разнообразный: тропический на юге и умеренный на севере.

Рис. 2.28 Обзорная карта Китая

Рис. 2.29 Карта сумм температур Китая

Рельеф в основном гористый; высокие плоскогорья, горы на западе; равнины, дельты рек и холмы на востоке (рис. 2.28 - 2.33). Самая низкая точка - впадина Турпан-Пенди (-154 м); самая высокая точка- гора Эверест 8 850 м. Природные ресурсы: каменный уголь, железная руда, нефть, природный газ, ртуть, олово, вольфрам, сурьма, марганец, молибден, ванадий, магнетит, алюминий, свинец, цинк, уран, гидроэнергетические ресурсы (самые большие в мире). Пахотные земли: 10%. Природные опасности: частые тайфуны (около пяти в год на южном и восточном побережьях); разрушительные наводнения; цунами; землетрясения; засухи.

Растительность. Основная часть территория Китая расположена в умеренном и субтропическом поясах, на крайнем юге - в тропическом поясе. Соответственно с севера на юг следуют растительные зоны: пустынь, полупустынь, лугов и степей, высотной поясности и влажных тропических лесов.

Рис. 2.30 Карта сумм годовых осадков Китая

Население в 2016 г. составило 1 380 млн. чел.

Энергетика. Китай занимает одно из ведущих мест в мире по производству энергоносителей и по выработке электроэнергии. Энергетика Китая - угольная (его доля в топливном балансе 75%), используются также нефть и газ (в основном искусственный). Большая часть электроэнергии производится на ТЭС (3/4), работающих в основном на угле. На ГЭС приходится 1/4 вырабатываемой электроэнергии. Действуют две АЭС, 10 приливных станций, в Лхасе построена геотермальная станция.

Рис. 2.31 Карта плотности населения Китая

Водные ресурсы и речная сеть. Речная сеть в Китае разветвлена и хорошо развита (в основном на востоке). По территории страны протекает более 5000 рек, площадь бассейнов которых превышает 100 км². По среднему расходу воды лидером является р. Янцзы (Янцзыцзян, Голубая река). Средний расход воды у её устья - 34 тыс. м³/с, а зафиксированный максимум - 90,2 тыс. м³/с. Средний расход воды р. Хуанхэ (Жёлтая река) значительно меньше (около. 2 тыс. м³/с; максимум летом).

Рис. 2.32 Карта суммы годовых осадков и их распределения по месяцам

Рис. 2.33 Гидроэнергетические ресурсы Китая

Годовой сток рек Китая составляет более 2600 млрд, м³, или 6,6% мирового стока рек; по этому показателю Китай находится в числе первых стран. Годовой слой стока, тем не менее, составляет в среднем лишь 271 мм, что ниже, чем в среднем в мире, а объем воды на душу населения - менее 3 тыс. м³, или 1/4 от среднемирового показателя. Несмотря на это, Китай занимает первое место в мире по водным ресурсам с теоретическим запасом энергии в 680 млн. кВт. Это горная страна, где большая часть основных рек находится на уровне высокого Цинхай-Тибетского нагорья.

Географически реки расположены неравномерно. Бассейны рек внешнего стока составляют 64% всей площади страны, но их сток равен 96% от общей цифры по стране, он больше на юге, чем на севере. Бассейн р. Янцзы составляет 18,8% всей площади страны и содержит 37,7% всего стока рек в стране, значительная его часть расположена в богатом водными ресурсами районе вдоль побережья моря.

Китай обладает значительными запасами подземных вод, однако их географическое распределение довольно неравномерно. Они сконцентрированы на нескольких обширных аллювиальных равнинах, таких как Северо-Восточная и Северо-Китайская и долина в среднем и нижнем течении Янцзы, а также в некоторых крупных бассейнах рек, например, в Сычуани, Джунгарии и в бассейне р. Тарим. Эти районы богаты не только грунтовыми подземными водами, которые легко использовать (они включают в себя фреатичные воды и залегающие неглубоко от поверхности напорные воды), но и артезианскими бассейнами; последние являются основными источниками ирригации в аридных областях северо-запада.

Китай богат озерами двух видов - эрозионными и тектоническими. Много озер находится на Тибетском нагорье. Озера восточного Китая в период половодья являются водохранилищами.

Система орошения и степень использования водных ресурсов

Общая площадь орошаемых земель страны в 2006 г. составляла 629 380 км². Китай не может поддерживать продовольственную безопасность без орошения, так как 75% производства зерна приходится на орошаемую территорию.

Китайский Великий канал (Джонсон, 2013). В 605-611 гг., при императоре Ян из династии Суй был построен канал, соединивший реки Хуанхэ и Янцзы. Канал объединил уже существовавшие каналы, а также реки и озера. Основной целью грандиозного строительства, которое осуществляли 2 млн. человек, было связать рисовые поля региона р. Янцзы со столицами, расположенными на севере страны. После 1127 г. части канала пришли в запустение, когда династия Сунн перевела столицу далеко на юг в Ханчжоу. В 1229 г. первый император их монгольской династии Хубилай начал возрождать канал, переведя столицу на север в Даду (современный Пекин). При этом канал был спрямлен и укорочен. В 1855 г. р. Хуанхе изменила свое течение, тем самым разрушив часть канала (рис. 2.34-2.39).

Рис.2.34 Север Китая, Внутренняя Монголия. Полупустыня без признаков земледелия

Рис. 2.35 Северо-запад Китая, Тибет, Голмуд. Полупустыня

Рис. 2.36 Север Китая (Гуаи, Шангтан), степная зона. Более увлажненный северный склон долины террасирован

Рис. 2.37 Север Китая, провинция Ганьсу, Динси. Лесостепная зона, пересеченный рельеф, густая речная сеть

Рис. 2.38 Там же, увеличенный фрагмент карты. Лесостепная зона, пересеченный рельеф. Склоны террасированы на 80%

Рис. 2.39 Там же. Увеличенный фрагмент карты (рис.2.38)

Социально-экологи ческая ситуация

Актуальные проблемы окружающей среды: загрязнение воздуха (парниковыми газами, диоксидом серы) из-за использования каменного угля; выпадение кислотных дождей; недостаточные запасы питьевой воды (особенно на севере); загрязнение воды необработанными отходами; вырубка лесов; потеря примерно 20% сельскохозяйственных земель (с 1949 г.) из-за эрозии почв и экономического развития; опустынивание; торговля животными вымирающих видов.

Состояние водных ресурсов. Потребление пресной воды в 2005 г. составило: (внутреннее / промышленное / сельскохозяйственное): всего: 554,1 км³ / год (12% / 23% / 65%) на душу населения: 409,9 м³/год (2005 г.)

В отчете за 2012 г. Министерства охраны окружающей среды указывается, что состояние экологической среды на территории КНР напряженное, а водных ресурсов - критическое. Только в 27-ми крупных городах КНР уровень загрязнения соответствует норме. Для оценки качества воды пробы отбирались в 198 городах. Более половины результатов оказались «плохими» и «очень плохими». Практически все жители Китая устанавливают бытовые очистители воды, чтобы иметь возможность использовать ее для хозяйственных нужд.

Четверть обследованных водохранилищ и озер страдают от излишнего количества водорослей, более 30% рек отмечены грифом «загрязнено». Ситуация в сельских районах ухудшается еще стремительнее, чем в городах. Основные причины такого положения - это поступление в водные объекты бытовых отходов, стоков животноводческих ферм и промышленных комплексов.