Сучасна екзоморфодинаміка Українських флішових Карпат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Спеціальність 11.00.04 - геоморфологія і палеогеографія

СУЧАСНА ЕКЗОМОРФОДИНАМІКА УКРАЇНСЬКИХ ФЛІШОВИХ КАРПАТ

ШУШНЯК ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ

Львів - 2007

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Карпати належать до регіонів зі значним геодинамічним ризиком. Тут за останні десятиріччя зросла частота та інтенсивність розвитку небезпечних екзогенних явищ і процесів - паводків, зсувів, селів, площинної та руслової ерозії тощо. Активiзацiя сучасних екзогенних геоморфологічних процесів є iндикатором дестабiлiзацiї природних екосистем, вiдхилення траєкторії їх поведінки вiд закономiрностей функціонування, динаміки та розвитку природних процесів у них. Тому встановлення спектру екзогенних процесів, оцiнка просторових i часових закономiрностей його змiни, iнтенсивностi та рельєфоутворювального ефекту процесів, обґрунтування i реалiзацiя надiйної системи спостережень та контролю за динамiкою процесiв є важливими завданнями покращення стану довкілля та здійснення екологiчного монiторингу в Українських Карпатах. Ці завдання стали особливо актуальними у зв'язку із глобальними кліматичними змінами. Вони визнані ключовими на Форумі, присвяченому Міжнародному Року гір (Рахів 2002) і відзначені у Карпатській конвенції, прийнятій на П'ятій конференції міністрів “Довкілля для Європи” (Київ, 2003).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрямок досліджень тісно пов'язаний із держбюджетними темами кафедри геоморфології і палеогеографії Львівського національного університету імені Івана Франка: “Геоморфологічні основи і технології планування природоохоронних і рекреаційних територій Карпатського регіону” (державний реєстраційний номер 0100U001457), “Розробити природоохоронні інженерно-геоморфологічні інформаційні системи і картографічні моделі для природоохоронних потреб” (державний реєстраційний номер 01051U002215), а також госпдоговірними темами: “Вивчення поширення і динаміки ерозійних процесів в долині р. Уж з метою їх прогнозування”. (1985 р.), “Вивчення поширення і динаміки екзогенних процесів у долині р. Тиса і в басейні р. Теребля” (1986-1987), “Організація і налагодження стаціонарних спостережень за селевими процесами в басейні р. Свидовець” (1988-1990), “Організація і налагодження стаціонарних спостережень у районі озера Синевир” (1991-1992), “Гідроекологічне дослідження території Закарпатської області в масштабі 1:200000 для розробки схеми геоекологічного моніторингу та обґрунтування водоохоронних заходів” (1993-1994), “Апробацiя методики монiторингу кризових ситуацiй, пов'язаних з геодинамiчними процесами i явищами” (1995),

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - виявити закономiрностi поширення та особливостi динаміки сучасних екзогенних геоморфологічних процесів, проаналiзувати причини їх виникнення, кiлькiсно оцiнити iнтенсивність розвитку процесiв в Українських флiшових Карпатах для забезпечення реалізації програми екзоморфодинамічного моніторингу, прогнозування тенденцій зміни геоекологічної ситуації та оцінки екзоморфодинамічного ризику.

Для досягнення мети необхідно було вирішити такі завдання: 1) розкрити змiст основних підходів, термiнiв i понять теорiї екзоморфодинамiки та узагальнити досвiд вивчення сучасних екзогенних геоморфологічних процесiв в Українських флiшових Карпатах; 2) модифiкувати методику екзоморфодинамiчних дослiджень з урахуванням особливостей рельєфу флiшових гiр помiрного клiматичного поясу; 3) виявити специфiку геоморфологiчної будови Українських флiшових Карпат i провести їх геоморфологiчну регiоналiзацiю; 4) встановити закономiрності просторово-часової диференцiацiї сучасних екзогенних геоморфологічних процесів з урахуванням геолого-геоморфологiчної будови регіону, вертикальної та горизонтальної неоднорiдностi чинників розвитку процесiв та особливостей господарського освоєння територiї; 5) оптимізувати схему екзоморфодинамічного моніторингу в Українських флішових Карпатах.

Об'єктом дослідження є Українські флішові Карпати як регіон зі своєрiдною геологічною та геоморфологічною будовою, iсторiєю розвитку рельєфу та специфікою сучасної екзоморфодинаміки.

Предметом дослiджень є рельєфоутворювальнi процеси в межах Українських флішових Карпат, які відбуваються в наш час i виникають у результатi впливу зовнiшніх щодо поверхнi Землi чинників.

Наукова новизна дисертаційного дослідження полягає у такому:

* вперше у вітчизняних геоморфологічних дослідженнях Українські флішові Карпати розглянуто як цілісний об'єкт екзоморфодинамічного аналізу. У зв'язку з цим, виявлено нові особливості морфоструктурної організації флішових Карпат, на основі яких удосконалено схему геоморфологічної регіоналізації;

* удосконалено методи збирання, формалізації та аналізу даних маршрутних і стаціонарних досліджень, які дають змогу визначати спектри процесів та здійснювати просторово-часову екстраполяцію одержаних результатів;

* уперше розроблено регіональну класифікацію сучасних екзогенних геоморфологічних процесів, на основі якої проведено їх типізацію і встановлено нові механізми їх розвитку;

* встановлено нові закономірності просторово-часової диференціації екзогенних процесів з урахуванням результатів стаціонарних спостережень у різних ландшафтно-кліматичних умовах Українських флішових Карпат;

* запропоновано нові підходи до організації екзоморфодинамічного моніторингу та оцінки екзоморфодинамічного ризику на основі геоінформаційного аналізу екзоморфодинамічних систем.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дослiджень використовують в iнженерно-геологiчному i гiдрогеологiчному наглядi Закарпатською і Львівською геологорозвідувальними експедиціями ДГП “Західукргеологія”; під час землевпорядкування заповiдних i рекреацiйних територiй Карпатським i Синевирським нацiональними природними парками, Карпатським бiосферним заповiдником, міжнародним біосферним резерватом “Східні Карпати”; при організації моніторингу довкілля державним управлiнням охорони навколишнього середовища у Львiвській області.

Особистий внесок здобувача полягає в удосконаленні методики польових картографічних і стаціонарних досліджень сучасних екзогенних геоморфологічних процесів, проведенні великомаштабного (1:25 000) картографування екзогенних процесів у гірських частинах долини р. Тиса та басейнів річок Уж і Теребля, організації та проведенні стаціонарних спостережень за процесами на екзоморфодинамічних стаціонарах “Менчул-Квасівський”, “Свидовець”, “Синевир”, узагальненні результатів маршрутних і стаціонарних спостережень та створенні автоматизованих баз даних, обґрунтуванні структури і змісту екзоморфодинамічних геоінформаційних систем Українських флішових Карпат.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи, основнi положення та висновки доповiдались і обговорювались на коференцiях молодих вчених (Київ, 1985; Ленiнград, 1987; Казань, 1987), картографiчних конференцiях (Iркутськ, 1983; Харкiв, 1988), Щукiнських читаннях (Москва, 1990), конференцiях з проблем iнженерної географiї (Володимир, 1987), iнженерної геологiї (Чернiвцi, 1987), пленумах Геоморфологiчної комiсiї (Казань, 1988; Київ, 1993), регiональних конференцiях з проблем охорони природи (Славськ, 1984; Терскол, 1987; Львiв, 1989; Тернопiль, 1990; Устрiки-Дольнi, 1992; Косiв, 1993; Кракiв, 1993); симпозiумах i конференцiях з дослiджень сучасних рухiв земної кори (Дагомис,1988; Алушта, 1993; Яремче, 1994), нарадах Мiжвузiвської координацiйної ради з проблем ерозiйних руслових i гирлових процесiв (Москва, 1987; Ташкент, 1991; Iжевськ, 1992; Воронеж, 1993; Львiв, 1994, 2003, 2006).

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів і висновків, викладених на 148 сторінках. Робота містить 65 рисунків, 12 таблиць та 4 додатки. Список використаних джерел включає 345 найменувань. Загальний обсяг дисертації становить 240 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

флішовий карпати екзогенний геоморфологічний

У першому розділі Науково-методологічні засади дослідження екзоморфодинаміки Карпат розкрито змiст основних підходів, термiнiв i понять теорiї екзоморфодинамiки, узагальнено досвiд вивчення сучасних екзогенних геоморфологічних процесiв (СЕГП) в Українських флiшових Карпатах та висвітлено методику проведеного дослідження.

Екзоморфодинаміка є складовою динамічної геоморфології та має свій науково-понятійний апарат, який дає змогу проводити дослідження як на теоретичному, так і на прикладному рівні. Теоретичною складовою екзоморфодинаміки виступають досягнення кліматичної, інженерної, екологічної геоморфології та інженерної (фізичної) геології, а головним методологічним принципом є системний підхід.

Предметом екзоморфодинамічних досліджень є сучасні та давні екзогенні геоморфологічні процеси, які за фізичною сутністю відрізняються від інших процесів рельєфоутворення - ендогенних, космогенних, техногенних.

До визначення категорії “сучасності” екзогенних геоморфологічних процесів застосовано діахронний підхід, який передбачає встановлення нижньої часової межі за принципом просторово-часових співвідношень форм рельєфу і рельєутворювальних процесів і дає змогу поділити сучасні екзогенні геоморфологічні процеси за тривалістю на постійні, періодичні та епізодичні, а за інтенсивністю - на активні і стабілізовані. Епізодичні та періодичні процеси, які мають інтенсивність у кілька десятків разів вищу від середньої інтенсивності постійних процесів, віднесено до групи екстремальних.

Окрім таких загальноприйнятих понять і категорій як спектр, тривалість, інтенсивність, активність, сукцесії процесів в екзоморфодинамічному аналізі доцільно використовувати поняття морфодинамічного комплексу (МДК), який об'єднує динамічні форми рельєфу з характерним спектром сучасних процесів, та екзогенної морфодинамічної системи (МДС), яка складається з об'єднаних низхідною гілкою літопотоку морфодинамічних комплексів. Такий підхід дав змогу здійснити просторово-часовий аналіз СЕГП, конкретизувати такі поняття як функціонування, динаміка, розвиток екзоморфодинамічних систем Українських флішових Карпат.

Завдяки використанню методологічних надбань інженерної та екологічної геоморфології дало можливість чітко окреслити поняття екзоморфодинамічної стійкості, небезпеки, захищеності; екзоморфодинамічного ризику і прогнозу, які є ключовими в обґрунтуванні системи екзоморфодинамічного моніторингу.

Аналіз результатів проведених раніше досліджень екзогенних процесів в Українських Карпатах показав, що вони тісно пов'язані із практикою господарського освоєння регіону. Українськi флішові Карпати належать до одного з найбiльш вивчених регiонiв України у екзодинамiчному аспекті. Проте, при значній кількості публікацій (Romer, 1899, 1904; Sawicki, 1917; Swiderski, 1932, 1937; Соколовський, 1954; Онуфрiєнко, 1955; Курiлов, 1955; Красуцька, 1958; Перехрест, Кочубей, Печковська, 1971; Цись 1964, 1967, 1968; Стадницький, 1964, 1970, 1975; Скварчевська, 1956, 1967; Лящук, 1963; Єрмоленко, 1963; Міллер, 1963; Кравчук, 1967, 1982, 1984, 2005; Болюх, 1970; Сливка, 1971, 1974; Чалик, 1974; Кожуріна, 1967; Логвинов, Раевский, Айзенберг, 1973; Пасулько, 1967; Бефани, Бефани, Вишневский и др., 1967; Дяков, 1970; Чубатий, 1984; Ананьев, 1977, 1980, 1985; Хомин, 1988, 1992; Стойко, Третяк, 1978; Палiєнко, Жуков, 1983; Палiєнко, 1989, 1999; Кожурiна, Лукасевич, Новосельський, Дорфман, 1972; Третяк, Демедюк, Каганов, 1981; Голояд, 1994; Рудько, 1991, 1996; Рудько, Адаменко, 1995; Адаменко, 1996; Адаменко, Рудько, Ковальчук, 2000; Голояд, Бойчук, 2001; Рудько, Кравчук, 2002; Ковальчук, 1987, 1997, 2003; Дубіс, 1995; Дячук, Сусідко, 1999; Сусідко, Лук'янець, 1999; Ободовський, Гребінь та ін., 1999; Дячук, Сусідко, 1999; Ободовський, Гребінь та ін., 1999; Мельник, 1999; Гошовський, Рудько, Преснер, 2002; та ін.) вiдсутня регiональна класифiкацiя СЕГП, не виявлено механiзмів виникнення i розвитку багатьох процесiв, недостатньо висвiтлено взаємозв'язки мiж окремими процесами, не встановлено закономірностей просторово-часового розподiлу процесів.

Власне на цих питаннях акцентовано увагу в дисертаційному дослідженні; автор здійснив його використовуючи методи польового картографування СЕГП, дешифрування космічних та аерознімків, польового експерименту, стаціонарних спостережень за процесами, кількісної оцінки інтенсивності процесів, порівняльного географічного аналізу, а також аналізу екзоморфодинамічних систем з використанням технологій ГІС.

У другому розділі Особливості рельєфу Українських флішових Карпат відзначено характерні риси морфоструструктури регіону, проаналізовано екзоморфодинамічні властивості флішових порід, обґрунтовано схему геоморфологічної регіоналізації, подано детальну характеристику геоморфологічної будови ділянок стаціонарних досліджень.

Успадкована від доорогенного періоду поздовжня структурно-літологічна зональність зумовила характерну для флішових Карпат поздовжню морфоструктурну зональність. Скибова, Кросненська і Внутрішня флішова морфоструктурні зони з виразно відмінними рисами рельєфу та спектрами рельєфоутворювальних процесів є головними морфоструктурними складовими флішових Карпат у межах України.

Підпорядкованість рельєфу складчасто-покривній тектоніці в орогенний період призвела до формування специфічної для флішових Карпат морфоструктурної організації. В межах морфоструктурних зон наявні гірські групи, пасма, ізоклінальні хребти, повздовжні улоговини, окремі масиви і котловини, конформні тектонічним покривам, складкам, лускам, відторженцям, вікнам, олістостромам тощо.

Безпосередній вплив суміжних з флішовими Карпатами структур, виражений у різноамплітудних горизонтальних і вертикальних рухах земної кори та міграції складчастості, призвів до закономірного зростання висоти та енергії рельєфу вздовж простягання Українських флішових Карпат з північного заходу на південний схід.

Літологічні особливості, зокрема такі властивості флішового комплексу як верствуватість, чергування пісковикових та аргіліто-алевролітових верств, експонованість стосовно земної поверхні, пластичність, текстура та тріщинуватість порід визначили просторову неоднорідність процесів вивітрюванння та вибіркової денудації. За співвідношенням пісковикових і аргіліто-алевролітових пластів у будові товщ флішової формації виділено три типи корінних відкладів різної стійкості щодо денудації: стійкі, середньостійкі, слабкостійкі. Літологічний чинник відобразився на характері розчленування та енергії рельєфу, формуванні кори вивітрювання, розвитку різних типів літоморфоструктур, серед яких в Українських Карпатах виділено полонинський, східнобескидський, верховинський, горганський типи.

Регіональний аналіз рельефу Українських флішових Карпат на фоні всієї Карпатської гірської споруди дав змогу віднести досліджувану територію до геоморфологічної підпровінції Зовнішніх Карпат провінції Східних Карпат. У межах України цю підпровінцію поділено на три геоморфологічні області: Скибову, Вододільно-Верховинську, Полонинсько-Чорногірську, у складі яких виділено 10 геоморфологічних підобластей і 24 геоморфологічні райони.

Обґрунтовано необхідність виділення перехідних геоморфологічних регіонів: Покутсько-Берегометських Карпат (між Зовнішніми Карпатами і Передкарпаттям) та Березне-Ліпчанської улоговини, Стрімчакових гір і Рахівських гір (між Зонішніми і Внутрішніми Карпатами). До них приурочена максимальна концентрація СЕГП, вони виступають важливими екотонами. Регіональні геоморфологічні одиниці утворють каркас просторового екзоморфодинамічного аналізу.

Детальні геоморфологічні дослідження на тестових ділянках показали, що структурно-літологічні умови флішових Карпат є визначальними у розвитку форм та елементів рельєфу на локальному рівні, а ландшафтно-кліматичні чинники зумовлюють різноманіття та інтенсивність СЕГП.

У третьому розділі Типологічний аналіз сучасних екзогенних геоморфологічних процесів обґрунтовано регіональну класифікацію процесів, розкрито умови, причини та механізми їх виникнення і розвитку.

Запропонована класифікація дала змогу типізувати СЕГП Карпат за такими критеріями: генезисом, місцем прояву, часом прояву, рельєфоутворювальним ефектом, екологічними наслідками, чинниками і агентами, механізмом розвитку (рис. 1).

Рис. 1. Класифікація екзогенних геоморфологічних процесів Українських флішових Карпат

За чинниками та агентами в Українських флішових Карпатах виділено процеси гідрогенного, гравітаційного, термогенного, кріогенного, еолового, хемогенного і біогенного рядів.

У гідрогенному ряді вирізнено процеси схилової (площинної), яркової та руслової ерозії і акумуляції.

Виявлено, що інтенсивність площинної ерозії прямо залежить від характеру використання схилів і за одинакових умов зволоження та крутості схилів зростає в такому порядку: полонинські луки і зрілий листяний ліс (умовний показник - 1) - зрілий хвойний ліс (до 3,5) - молодий хвойний ліс (до 5) - сінокісні луки (до 5,5) - пасовища (до 11) - перелоги (до 18,8) - зруби (5-106) - поля із зерновими культурами (до 123) - поля із просапними культурами (до 1000). За результатами стаціонарних спостережень вище верхньої межі лісу (стаціонар “Менчул-Квасівський”) виявлено, що на полонинських пасовищах площинний стік вищий, ніж на межі лісу, однак площинний змив у 20 разів нижчий.

За результами польових досліджень в Українських флішових Карпатах виділено два типи ярів: передгірський і гірський. Гірські яри вирізняються своєрідним механізмом розвитку - зародженням яру на перегинах схилів, приурочених до стійких порід флішу, внаслідок антропогенних впливів. Найбільшу ураженість ярами зафіксовано в улоговинах Вододільно-Верховинської геоморфологічної області (6 ярів/км²) і Березне-Ліпчанському перехідному районі (5 ярів/км²).

Характер та інтенсивність руслових ерозійно-акумулятивних процесів залежить від типологічних, регіональних і морфодинамічних особливостей русел. Запропоновано екзоморфодинамічну класифікацію русел за такими ознаками: 1) порядок русел у річковій мережі; 2) генезис річкової долини; 3) функціональна приналежність ділянки русла; 4) відношення орієнтації русел до орієнтації геологічних структур; 5) плановий рисунок русел; 6) характер відкладів, в яких вироблені русла; 7) характер антропогенної трансформації русел.

Каталізатором активності руслових процесів виступають паводки. За екзоморфодинамічним ефектом паводкоформувальні зливи поділено на три групи: 1) із сумою опадів до 10 мм; 2) із сумою опадів 10-30 мм; 3) понад 30 мм опадів. Найбільший екзодинамічний ефект мають паводки, викликані зливами із сумою опадів понад 30 мм за добу.

Селеві процеси є перехідною ланкою між гідрогенним і гравітаційним екзоморфодинамічними рядами процесів. Селепрояви спостерігаються на річках 1-5-го порядків в усіх геоморфологічних районах Українських флішових Карпат. Рельєфоутворювальний ефект селевих процесів залежить від морфодинамічних властивостей селевих басейнових систем: характеру поздовжніх профілів селевих русел, взаєморозташування зон живлення, транзиту та акумуляції, гранулометричного складу селевих мас, екзоморфодинамічного стану схилових систем тощо.

Гравітаційний екзоморфодинамічний ряд представлений в Українських флішових Карпатах зсувними, тектогравітаційними, обвально-осипними процесами.

Виявлено, що головною причиною розвитку зсувів є перезволоження схилів, а головною умовою - відповідна морфолого-літогенна будова схилів. Механізм розвитку і морфотипологічні характеристики зсувних процесів перебувають у тісній залежності від морфоструктурних умов.

Тектогравітаційні процеси - просідання, розсідання вершинних поверхонь і відсідання схилів, - характеризуються значними масштабами прояву, низькими швидкостями розвитку і порівняно слабкою реакцією на вплив зовнішніх чинників. Вони є важливою причиною активізації зсувів, розвитку кам'яних розсипищ, чинником впливу на руслові процеси.

Головною умовою розвитку обвально-осипних процесів є наявність стрімких (понад 150) схилів, складених пісковиковим флішом. Форма і параметри осипищ залежать від орієнтації схилів щодо залягання пісковикових пластів, які виконують роль джерел живлення. Активізація осипищ пов'язана із господарським впливом, зокрема, підрізанням схилів та зведенням лісової рослинності.

Процеси утворення кам'яних розсипищ тільки умовно можна віднести до гравітаційного ряду, оскільки вони мають різний вік і генезис. За цими критеріями виділено чотири групи розсипищ: плейстоценовi - екстрагляцiальної зони; плейстоценовi i голоценовi - в мiсцях гравiтацiйного розсiдання вершинних поверхонь i вiдсiдання схилiв; голоценовi - виникли у результатi обвалювання скелястих виступiв; голоценовi - виникли у результатi виносу дрiбнозему під час танення снiжникiв.

Процеси кріогенного і термогенного рядів (лавини, сніжникова ерозія, соліфлюкція, термогенна дисерпція) характеризуються чіткою висотною локалізацією і сезонним проявом. Для них характерна висока інтенсивність при незначній тривалості розвитку.

Еолові процеси представлені коразією, дефляцією, акумуляцією еолового матеріалу. Вони є в усіх екзоморфодинамічних ярусах Українських флішових Карпат. Польові спостереження автора та аналіз публікацій щодо еолових процесів у Карпатах дають змогу стверджувати, що вони відіграють помітну рельєфоутворювальну роль і тому потребують проведення детальніших досліджень.

Хемогенні процеси проявляються у хімічному вивітрюванні флішових порід та розвитку карстових мікроформ. Виявлено, що їх активність зумовлюється мінералогічним складом та хімічними властивостями гірських порід, а також розташуванням екзоморфодинамічних систем у геохімічномих рядах природних комплексів. Особливо вагомою є роль транзитної хімічної денудації у літобалансі басейнових систем.

Серед процесів біогенного ряду (фітогенних, зоогенних) виділено сальтацію і відкореневе вивітрювання. Їх інтенсивність залежить від видового складу та екологічного стану лісового покриву.

Важливою типологічно-індикаційною ознакою СЕГП Українських флішових Карпат є будова пухких поверхневих відкладів. За результатами польових досліджень виділено елювіальний, делювіальний, дефлюкційний, селевий, зсувний, колювіальний, алювіальний типи розрізів, які лягли в основу диференціації екзоморфодинамічних комплексів.

У четвертому розділі Просторова і часова диференціація екзогенних процесів розкрито залежності поширення, функціонування, динаміки і розвитку екзоморфодинамічних комплексів та систем від ландшафтно-кліматичних, морфологічних і літоструктурних особливостей регіону.

Аналіз зв'язків поширення СЕГП з ландшафтно-кліматичними особливостями дав змогу виділити в Українських флішових Карпатах холодну та помірну екзоморфодинамічні зони і два екзоморфодинамічні пояси: квазінівальний і плювіальний (рис. 2).

Рис. 2. Екзоморфодинамічні зони і пояси в Українських флішових Карпатах: 1 - холодна зона; 2 - помірна зона; 3 - квазінівальний пояс; 4 - плювіальний пояс.

Межі геоморфологічних: 5 - областей; 6 - підобластей; 7 - районів геоморфологічні регіони Область Скибових Карпат. Підобласть Бескидська. Райони: 1.1.1. Верхньодністерські Бескиди, 1.1.2. Берегові Бескиди, 1.1.3. Сколівські Бескиди. Підобласть Горганська. Райони: 1.2.1. Берегові Горгани, 1.2.2. Центральні Горгани. Підобласть Покутсько-Буковинська. Район 1.2.3. Покутсько-Буковинські гори.

Область Вододільно-Верховинських Карпат. Підобласть Бескидських верховин. Райони: 2.1.1. Стрийсько-Сянська верховина, 2.1.2. Славсько-Сможівська верховина, 2.1.3. Буківська полонина. Підобласть Закарпатських верховин. Райони: 2.2.1. Воловецька верховина, 2.2.2. Міжгірська верховина, 2.2.3. Колочавська улоговина. Підобласть Внутрішніх Горганів. Райони: 2.3.1. Вододільні Горгани, 2.3.2. Кам'янко-Буштульські гори. Підобласть Гуцульських верховин. Райони: 2.4.1. Ясінянська улоговина, 2.4.2. Ворохто-Путильські гори.

Область Полонинсько-Чорногірських Карпат. Підобласть Полонинська. Райони: 3.1.1. Полонина Рівна, 3.1.2. Полонина Боржава, 3.1.3. Полонина Красна. Підобласть Свидовецько-Чорногірська. Райони: 3.2.1. Свидовець, 3.2.2. Чорногора. Підобласть Буковинських полонин. Район 3.3.1. Пневсько-Яровицькі гори.

Перехідні регіони. Зовнішніх Карпат-Передкарпаття. Район 4.1.1. Покутсько-Берегометські Карпати. Внутрішніх Карпат-Зовнішніх Карпат. Райони: 4.2.1. Березне-Ліпчанська улоговина, 4.2.2. Стрімчакові гори, 4.2.3. Рахівські гори.

За морфологічними особливостями в Українських флішових Карпатах виділено вершинний, давньольодовиковий, середньогірний, низькогірний і долинний екзоморфодинамічні яруси, а за літоструктурними особливостями їх типи: чорногірський, полонинський, горганський, бескидський, верховинський.

Екзоморфодинамічна зональність, поясність, ярусність і їх типологічні одиниці визначають просторовий розподіл спектрів СЕГП, поширення екзоморфодинамічних комплексів і розвиток екзоморфодинамічних систем (табл.).

Таблиця. Морфодинамічні комплекси квазінівального поясу холодної екзоморфодинамічної зони

* Форми і елементи форм рельєфу: в - вершини; г - гребені; д - видолинки; л - лавинні лотки; м - моренні горби; с - схили; у - уступи.

Періодичний розвиток морфодинамічних систем підпорядкований загальним природно-часовим закономірностям - планетарно-циклічним, геліоциклічним, геоциклічним (річні цикли та сезонна і добова ритмічність). Під час виявлення геліоциклічних закономірностей розвитку СЕГП необхідно враховувати особливості екзоморфодинамічної зональності та поясності, а також геоциклічний характер функціонування екзоморфодинамічних систем.

У геоциклі екзоморфодинаміки виділено чотири сезонні ритми: зимовий - з трьома фазами, весняний - з двома фазами, літній та осінній.

Виялено, що сезоннi ритми екзодинамiки мають нерiвномiрний розподiл як у широтному, так i у висотному дiапазонах. Закономірності екзоморфодинамічної зональності та ярусності з чіткою диференціацією розвитку СЕГП між холодною і помірною екзоморфодинамічними зонами найбільше виражені в зимовому ритмі.

Для початкової фази зимового ритму характерний епізодичний розвиток СЕГП, зокрема процесів, пов'язаних з екстремальними паводками на південному макросхилі флішових Карпат помірної екзоморфодинамічної зони. Для середньої фази зимового ритму властива часткова стабілізація СЕГП, а для кінцевої - їх активізація, темп якої залежить від експозиційних умов сніготанення.

У весняному ритмі домінують термогенні процеси. Активізацію процесів спричиняє ефект накладання таких чинників як танення снігу, дощі, перезволоження ґрунтів, значні добові амплітуди температур, вегетація рослинного покриву.

У літньому ритмі екзоморфодинаміки переважають процеси гідрогенного ряду. Узагальнений аналіз даних літніх стаціонарних спостережень дає підстави зробити такі висновки: 1) упродовж літнього ритму екзодинаміки змінюється режим випадання дощових опадів із тенденцією збільшення тривалості та кількості опадів, а також - зі зростанням частки нічних опадів від початкової до кінцевої фаз ритму; 2) спостерігається чітка закономірність збільшення кількості опадів з висотою; 3) реакція МДС квазінівального морфодинамічного поясу на випадання дощових опадів є швидшою, ніж МДС плювіального поясу, що проявляється у швидкості трансформації опадів у русловий стік. Головним стримуючим чинником трансформації виступає лісовий покрив; 4) характерною рисою функціонування басейнових МДС плювіального морфодинамічного поясу є значна схилова експозиційна неоднорідність надходження дощових опадів, розподілу площинного стоку і змиву. Спостерігається тенденція до збільшення кількості опадів на схилах західної експозиції в результаті переважання західних вітрів. На схилах під смерековим лісом площинний стік і змив є більшим, ніж на схилах з буковим лісом; 5) на характер гідрогенних процесів у басейнових морфодинамічних системах найбільше впливають такі характеристики опадів як тривалість та інтенсивність. Найнебезпечнішими є короткочасні зливи зі сумою опадів понад 30 мм та інтенсивністю - понад 5 мм/хв.

У п'ятому розділі Екзоморфодинамічний моніторинг: теоретичні та прикладні проблеми і завдання обґрунтовано шляхи і можливості застосування результатів проведених досліджень для організації екзоморфодинамічного моніторингу.

Моніторинг екзогенних геоморфологічних процесів розглядається як важлива складова системи оцінки, контролю і прогнозування стану довкілля. Аналіз концепції постійних моделей, яка за останні 20 років впроваджується в організацію моніторингу геодинамічних процесів Західного регіону показує, що вона є малоефективною через громіздкість і велику затратність робіт. Тому питання організації моніторингу СЕГП потребує пошуку нових шляхів і підходів.

На основі результатів дослідження сучасної екзоморфодинаміки в Українських флішових Карпатах запропоновано модель моніторингу СЕГП, побудовану на концепції екзоморфодинамічних систем. Модель реалізовано на прикладі Національного природного парку “Синевир” з використанням технологій ГІС. За допомогою оперативної карти та унiфiкованої легенди проводиться оцiнка територiї стосовно СЕГП, а на основi типiзацiї морфосистем здiйснюється вибiр репрезентативних дiлянок для постановки стацiонарних спостережень з подальшою екстраполяцiєю їх результатiв. В Українських флішових Карпатах вибір репрезентативних моніторингових об'єктів запропоновано здійснювати у такій послідовності: геоморфологічний регіон (область, підобласть, район, підрайон) - екзоморфодинамічна зона - екзоморфодинамічний пояс - екзоморфодинамічний ярус - літоморфоструктурний тип ярусу - екзомофодинамічна система - екзоморфодинамічний елемент.

Планування режиму стаціонарних спостережень доцільно здійснювати з урахуванням геліоциклічних і геоциклічних закономірностей екзоморфодинаміки. Стаціонарні спостереження за СЕГП гравітаційного ряду повинні охоплювати кілька 11-річних або 5-6-річних циклів. У спостерженнях за процесами флювіального ряду потрібно враховувати особливості сезонної ритміки у рамках багаторічної циклічності.

Результуючою складовою моніторингу СЕГП є оцінка екзоморфодинамічного ризику. Можливість застосування виявлених автором закономірностей поширення і динаміки СЕГП в Українських флішових Карпатах продемонстровано на прикладі оцінки кризового стану земель, викликаного селевими процесами, та оцінки екзоморфодинамічного ризику на ділянці автодороги Яблуницький перевал-Рахів.

ВИСНОВКИ

Проведені дослідження дають змогу зробити такі висновки:

1. Українські флішові Карпати є своєрідним природним регіоном з характерними умовами і чинниками сучасної екзоморфодинаміки, які виражені у поздовжній літоморфоструктурній зональності, значному горизонтальному розчленуванні при порівняно низькій енергії рельєфу і вертикальному розчленуванні, значній вологості клімату та великій лісистості.

2. Регіональні геоморфологічні одиниці є каркасом просторово-часового екзоморфодинамічного аналізу. Враховуючи принцип дискретності і континуальності геоморфологічних меж, в Українських флішових Карпатах виділено перехідні регіони, які характеризуються підвищеною екзоморфодинамічною активністю.

3. Враховуючи велику різноманітність і тісну взаємозумовленість сучасних екзогенних геоморфологічних процесів, екзоморфодинамічний аналіз у регіоні проведено з використанням системного підходу на основі концепції морфодинамічних комплексів і екзоморфодинамічних систем.

4. Типологічний аналіз процесів сучасної екзоморфодинаміки здійснено з урахуванням генезису, локалізації, часу прояву, рельєфоутворювального ефекту, екологічних наслідків, чинників та агентів, механізмів розвитку екзогенних процесів.

5. Найпоширенішими в Українських флішових Карпатах є процеси гідрогенного (схилові та руслові ерозійно-акумулятивні процеси) і гравітаційного (зсуви, крип корінних порід, осипища, обвали) рядів. Термогенні, кріонівальні, еолові, хемогенні, біогенні процеси хоча й займають підпорядковане положення в екзоморфодинамічному спектрі, проте мають суттєвий вплив на функціональні властивості екзоморфодинамічних систем.

6. Екстремальні процеси, інтенсивність яких у декілька десятків разів вища від постійних процесів, відіграють домінуючу роль в сучасній екзоморфодинаміці регіону.

7. Просторова диференціація сучасних екзогенних геоморфологічних процесів в Українських флішових Карпатах відображає специфіку впливу ландшафтно-кліматичних, морфологічних і літоструктурних особливостей екзоморфодинамічних систем.

За ландшафтно-кліматичними умовами розвитку процесів в Українських флішових Карпатах виділено холодну та помірну екзоморфодинамічні зони і два екзоморфодинамічні пояси: квазінівальний і плювіальний. За морфологічними особливостями виділено вершинний, давньольодовиковий, середньогірний, низькогірний і долинний екзоморфодинамічні яруси, а за літоструктурними особливостями - їх типи: чорногірський, полонинський, горганський, бескидський, верховинський.

Екзоморфодинамічна зональність, поясність, ярусність і їх типологічні відміни визначають просторовий розподіл спектрів процесів, поширення екзоморфодинамічних комплексів і розвиток екзоморфодинамічних систем.

8. Періодичність розвитку морфодинамічних систем підпорядкована загальним просторово-часовим закономірностям - планетарно-циклічним, геліоциклічним, геоциклічним (річні цикли та сезонна і добова ритмічність). Під час виявлення геліоциклічних закономірностей розвитку процесів необхідно враховувати особливості екзоморфодинамічної зональності та поясності, а також геоциклічний характер функціонування екзоморфодинамічних систем.

У геоциклі екзоморфодинаміки виділено чотири сезонні ритми: зимовий з трьома фазами, весняний з двома фазами, літній та осінній.

9. Встановлено, що сезоннi ритми екзодинамiки мають нерiвномiрний розподiл як у широтному, так i у висотному дiапазонах. Закономірності екзоморфодинамічної зональності та ярусності з чіткою диференціацією розвитку процесів між холодною і помірною екзоморфодинамічними зонами найкраще виражені в зимовому ритмі.

10. Виявлені закономірності сучасної екзоморфодинаміки Українських флішових Карпат доцільно використовувати в екзоморфодинамічному моніторингу, який розлядається як окремий модуль регіонального екологічного моніторингу.

11. В Українських флішових Карпатах вибір репрезентативних моніторингових об'єктів заплановано здійснювати у такій послідовності: геоморфологічний регіон (область, підобласть, район, підрайон) - екзоморфодинамічна зона - екзоморфодинамічний пояс - екзоморфодинамічний ярус - літоморфоструктурний тип ярусу - екзоморфодинамічна система - екзоморфодинамічний елемент.

12. Планування режиму стаціонарних спостережень необхідно здійснювати з врахуванням геліоциклічних і геоциклічних закономірностей екзоморфодинаміки. Стаціонарні спостереження за процесами гравітаційного ряду повинні охоплювати кілька 11-річних або 5-6-річних циклів. У спостереженнях за процесами флювіального ряду потрібно враховувати особливості сезонної ритміки багаторічної циклічності.

13. Результуючою складовою моніторингу процесів є оцінка екзоморфодинамічного ризику.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Фахові видання

1. Шушняк В.Н., Гнатюк Р.М., Пакуля М.М. Морфодинамические комплексы среднегорья Украинских Карпат // Вестн. Львов. ун-та. - 1988. - Вып. 16. - С. 46-49.

2. Шушняк В.М. Морфодинамічні системи як об'єкт системного аналізу екзогенних геоморфологічних процесів // Вісн. Львів. ун-ту. Серія геогр. - 1990. - Вип. 17. - С. 25-27.

3. Шушняк В. Морфодинамічна класифікація русел річок Українських флішових Карпат // Вісн. Львів. ун-ту. Серія геогр. - 2000. - Вип. 27. - С. 26-31.

4. Шушняк В.М. Перехідні регіони Карпат // Фіз. геогр. та геоморф. - К.: ВГЛ Обрії, 2004. - Вип. 46. - Т. 2. - С. 223-229.

5. Шушняк В. Особливості просторово-часової диференціації сучасних екзогенних геоморфологічних процесів в Українських Карпатах // Вісн. Львів. ун-ту. - Серія геогр. - 2006. - Вип. 33. - С. 454-458.

Інші публікації

6. Кравчук Я.С., Ковальчук І.П. Гнатюк Р.М., Шушняк В.М. Ерозійні процеси на сільськогосподарських угіддях гірської частини Закарпаття // Передгірне і гірське землеробство і тваринництво. - Вип. 35. - К., Урожай, 1990. - С. 24-28.

7. Шушняк В. Брусак В., Зінько Ю. Сучасні екзогенні геоморфологічні процеси на території заповідника “Розточчя” та їх моніторинг // Наук. вісн. Укр. держ. лісотехн. ун-ту. - Вип. 4 - Львів, 1995. - С. 32-40.

8. Koukouroudza M., Zakharko E., Shushniak V. GIS geodatabase creation in Lviv region, Ukraine // GIS dla obszarтw chronionych (Krakтw, 3-4 listopada 1995). - Krakтw. IG UJ. - 1995. - S. 59-62.

9. Дубіс Л., Шушняк В., Гудовський Я. Анализ граничной (украинско-польской) части бассейна р. Сян для организации гидрологического мониторинга // Zagospodarowanie malych zlewni w ramach zrownowazonego rozwoju gospodarczego jako element Proramu Czysty Baltyk. - Naleczow, 1997. - S. 256-266.

10. Stoyko S., Shushniak V. Nadsiansky regional landscape park as a component of the international biosphere reserve “Eastern Carpathians” // Roczniki Bieszadzkie. - Тom 6. - 1997. - P. 355-359.

11. Шушняк В. Геолого-геоморфологічна оцінка стійкості геодезичних реперів // Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі ХХІ століття. Збірн. наук. праць Міжнарод. наук.-практ. конф. - Львів: ДУ “Львівська політехніка”. - 1998. - С. 128-131.

12. Стойко С., Шушняк В., Кричевська Д. Регіональний ландшафтний парк “Стужиця” - частина польсько-словацько-українського біосферного резервату “Східні Карпати” та його значення для збереження природи і культурної спадщини // Праці НТШ. - Т.2: Екологія. - Львів, 1998. - С. 432-446.

13. Шушняк В. Історія геоморфологічних досліджень і сучасні геоморфологічні проблеми Карпат // Проблеми геоморфології і палеогеографії Українських Карпат і прилеглих територій. Матеріали міжнар. семінару. Вид. центр ЛНУ ім. Ів. Франка. - Львів, 2004. - С. 163-176.

14. Шушняк В. Дослідження флювіальних процесів на стаціонарі “Свидовець” // Ерозійно-акумулятивні процеси і річкові системи освоєних територій. Зб. наук. пр. ІІІ українсько-польсько-російського семінару (23-26 жовтня 2006 р., м. Львів-смт Врохта). - Львів, 2006. - С. 188-201.

15. Шушняк В., Іваник М. Роль процесів гравітаційної тектоніки у сучасному рельєфотворенні Карпат // Проблеми геоморфології і палеогеографії Українських Карпат і прилеглих територій. Вид. центр ЛНУ ім. Ів. Франка. - Львів, 2006 - С. 182-185.

16. Шушняк В., Савка Г., Іваник М. Стан та перспективи розвитку природоохоронних територій в українській частині басейну р. Сян // Ohrona њrodowiska, walory przyrodnicze i rozwьj turystyki w dolimie Sanu. Materialy konferencyjne, Dubiecko, 21-22 kwietnia 2006. - S. 241-253.

17. Ковальчук И.П., Великопольська Л.С., Шушняк В., Гнатюк Р.М., Хомин Я.Б. Бассейновый подход к изучению современных экзогенных процессов рельефообразования // Географические системы: проблемы моделирования и управления. Тез. докл. Всесоюз. конф. молодых ученых географов. - Изд. Казанского ун-та, 1987. - С. 143-144.

18. Кравчук Я.С., Гнатюк Р.М., Костив Л.Я., Шушняк В.Н. Региональный мониторинг современных геоморфологических процессов // Экзогенные процессы и окружающая среда. Количественный анализ взаимодействия: Тез. докл. ХІХ Пленума Географ. комиссии АН СССР. - Казань, 1988. - С. 77.

19. Шушняк В. Информационная модель экзоморфодинамики территории Синевирского национального парка // Эколого-экономические и социально-правовые вопросы природопользования и охраны природы. Тез. докл. III Львовской науч.-практ. конф. - Львов, 1989. - С. 84-85.

20. Шушняк В. Влияние морфоструктурных особенностей Украинских Карпат на развитие оползневых процессов // Экзогенный морфогенез в различных типах природной среды. Тез. докл. Всесоюз. конф. (Москва, 10-12 мая 1990 г.) - М., 1990. - С. 63.

21. Шушняк В. Роль дождевых паводков в современном рельефообразовании Карпат // Тез. докл. межвуз. совещ. по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов (Воронеж, 5-7 октября 1993 г.). - Воронеж, 1993. - С. 113-114.

22. Клапчук В.М., Тымчук Я.Я., Шушняк В.Н. Селевая деятельность, катастрофические паводки рек бассейна горного Прута и возможности их прогноза // Научн. сообщ. Х межвуз. совещ. по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Вологда, 1995. - С. 62-63.

23. Шушняк В. Про межу між Західними і Східними Карпатами // Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. “Українська геоморфологія: стан і перспективи” (Львів, 25-26 листопада 1997 р.) - Львів, 1997. - С. 169-170.

Размещено на Allbest.ru