ОЦЕНКА  РЕЛЬЕФА  ТЕРРИТОРИИ  РЯЗАНСКОЙ  ОБЛАСТИ  С  ТОЧКИ  ЗРЕНИЯ  КОМФОРТНОСТИ  ПРОЖИВАНИЯ  ПОСРЕДСТВОМ  КЛАСТЕРНОГО  АНАЛИЗА

Кочеткова  Юлия  Олеговна

аспирант  кафедры  Физической  географии  и  методики  преподавания  географии,  Рязанский  государственный  университет  имени  С.А.  Есенина  (РГУ  имени  С.А.  Есенина),  г.  Рязань

Е-mail:  yu.kochetkova@rsu.edu.ru

Статья  посвящена  эколого-геоморфологической  оценке  рельефа  Рязанской  области.  В  ней  отражены  основные  её  этапы:  от  определения  перечня  действительно  значимых  для  данной  территории  показателей  оценки  до  построения  итоговой  картосхемы  условий  комфортности  проживания  на  территории  области.  Отдельное  внимание  уделено  влиянию  современных  экзогенных  процессов,  как  источнику  формирования  неблагоприятных  эколого-геоморфологических  ситуаций.

В  настоящее  время  в  исследованиях  по  оцениванию  условий  жизни  существует  два  направления.  Первое  основывается  на  анализе  динамики  затрат  на  сооружения  в  населенных  пунктах  в  зависимости  от  природных  условий,  в  том  числе  рельефа;  второе  предполагает  математический  подход  к  анализу  степени  комфортности  условий  для  человека,  в  частности  балловую  оценку  этих  условий.

В  нашем  исследовании  эколого-геоморфологическая  оценка  осуществлялась  с  использованием  методов  математической  статистики,  а  именно  корреляционного  анализа,  анализа  таблиц  сопряженности,  бальной  оценки  и  кластерного  анализа.

Оценка  проводилась  по  эколого-геоморфологическим  показателям.  В  зависимости  от  типа  измерительной  шкалы  показатели  подвергались  либо  корреляционному  анализу  (количественные  (метрические)  данные),  либо  анализу  таблиц  сопряженности  (качественная  (номинативная)  шкала  измерения).

Итогом  этих  анализов  стал  перечень  показателей,  оказывающих  наиболее  существенное  влияние  на  жизнь  человека  в  пределах  Рязанской  области:

1)  глубина  расчленения;

2)  густота  расчленения;

3)  наклон  поверхности  междуречий;

4)  рисунок  эрозионной  сети;

5)  структура  эрозионной  сети;

6)  форма  поперечного  профиля  междуречий.

В  связи  с  тем,  что  данные  по  вышеназванным  показателям  представлены  в  различных  измерительных  шкалах  и,  соответственно,  имеют  разную  размерность  и  интервал  значений,  возникла  необходимость  приведения  их  к  единой  системе  измерения.  Для  этой  цели  нами  выбрана  бальная  оценка,  и  в  частности  шкала  отношений.  Её  особенностью  является  наличие  твердо  фиксированного  нуля,  который  означает  полное  отсутствие  или  экстремальное  проявление  какого-либо  свойства  или  признака.  Данная  шкала,  являясь  наиболее  информативной,  допускает  любые  математические  операции  и  использование  разнообразных  статистических  методов.  Каждое  из  возможных  значений  измеряемых  величин  отстоит  от  ближайшего  на  равном  расстоянии.  Размер  интервала  –  величина  фиксированная  и  постоянная  на  всех  участках  шкалы.  В  нашем  случае  взят  интервал  [0;1].  Такие  крайние  точки  выбраны  не  случайно.  Это  объясняется  тем,  что  результаты,  представленные  в  таком  интервале,  являются  более  наглядными  и  информативными  и,  при  необходимости,  они  легко  переводимы  в  процентную  форму  (число  умножается  на  100).  Если  ноль  означает  неблагоприятное  проявление  того  или  иного  процесса  или  условия,  то  единица  говорит  о  противоположном.  В  нашей  работе  использована  четырёхступенная  шкала  для  градации  значений  эколого-геоморфологических  показателей.

Необходимо  отметить,  что,  придавая  балловые  значения  «свойствам»  рассматриваемых  показателей,  мы,  в  дальнейшем,  оценивали  их  влияние  на  человека,  их  роль  в  определении  комфорта  проживания,  а  не  сами  показатели  как  таковые.

В  результате,  преобразованные  значения,  непосредственно  выражались  в  одном  интервале  значений  –  [0;1],  что  дало  возможность  сравнения  уровня  выраженности  разных  признаков  у  того  или  иного  объекта  (в  пределах  той  или  иной  геоморфологической  местности).

Приведение  данных  к  единой  системе  исчисления  также  позволило  в  последующем  применить  кластерный  анализ,  результатом  которого  стала  группировка  местностей  по  совокупности  условий,  влияющих  на  численность  и  размещение  населения.

В  нашей  работе,  для  построения  дендрограммы  (графическое  отображения  процесса  кластеризации)  использован  метод  средней  связи  (Average  Linkage)  или  межгрупповой  связи  (Between  Groups  Linkage).  Его  выбор  связан  с  тем,  что  в  условиях  большого  (более  100)  объёма  выборки  он  даёт  более  точные  результаты  классификации,  чем  иные  методы.  В  качестве  меры  различия  выступало  Евклидово  расстояние.  Кластеризация  проводились  в  компьютерной  программе  IBM  SPSS  Statistics  19.

Анализ  дендрограммы  проходил  в  два  этапа:  сначала  определялся  шаг,  на  котором  происходит  появление  второго  кластера,  т.е.  определялся  шаг,  на  котором  происходит  первое  изменение  значения  коэффициента  объединения.  В  нашем  случае  это  63  шаг.  После  этого  находилось  оптимальное  число  кластеров,  которому  соответствует  разность  между  числом  объектов  и  порядковым  номером  шага,  на  котором  обнаружен  перепад  различий  коэффициентов  объединения  между  кластерами.  В  нашем  исследовании  резкое  увеличение  значения  коэффициента  объединения  наблюдается  между  115-116  шагами,  что  привело  к  выделению  здесь  10  кластеров.

По  итогам  дендрограммы  была  построена  картосхема,  отражающая  группировку  местностей  по  эколого-геоморфологическим  особенностям  рельефа  Рязанской  области  (рис.  1):

1.  наиболее  благоприятные  –  мелко  и  средне  расчленённые  по  глубине,  умеренно  и  дробно  по  густоте  субгоризонтальные  и  пологие  поверхности  с  долинно-балочной  или  овражно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным  или  перистым  рисунком,  плосковолнистыми  или  полого-увалистыми  междуречьями:  большая  часть  геоморфологических  местностей  области  Среднерусской  возвышенности  и  подобласти  Окско-Донской  равнины,  а  также  Унжинская  и  Касимовская  Окско-Клязьминского  района  Волжско-Окской  подобласти;

2.  благоприятные  –  мелко  и  средне  расчленённые  по  глубине,  умеренно  и  дробно  по  густоте  горизонтальные  поверхности  с  долинно-балочной,  овражно-балочной  и  ложбинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным,  перистым  и  решетчатым  рисунком,  плосковолнистыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Верхнедонского  района  Среднерусской  возвышенности  –  Табольская;  подобласти  Окско-Донской  равнины  –  Кораблинская,  Раново-Вердинская,  Малохуптинская,  Пронско-Истьинское  междуречье,  «Красный  холм»,  Лесновская,  Раново-Мостьинское  междуречье,  Верхнехуптинско-Лесноворонежская,  Парская  (Пара-Пронского  и  Верхнепарского  подрайонов),  Вердская,  Верхневердицкая,  Шацско-Азская,  Унгорско-Кулымирская,  Петско-Пителенская,  Кокшинско-Вянкская,  местности  Выша-Цнинского  подрайона;  Окско-Клязьминского  района  Волжско-Окской  подобласти  –  Сынтульско-Ксегжская;

3.  менее  благоприятные  –  мелко  расчленённые  по  глубине,  умеренно  по  густоте  субгоризонтальные  поверхности  с  долинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным,  решетчатыми  и  радиальным  центробежным  рисунком,  с  плосковолнистыми  и  полого-увалистыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  подобласти  Окско-Донской  равнины  –  Вердско-Бокинская,  Мердушско-Ермишинская,  Теньтевкско-Кадомская;  Окско-Клязьминского  района  Волжско-Окской  подобласти  –  Касимовск-Унжинская;

4.  условно  благоприятные  –  средне  расчленённые  по  глубине,  дробно  по  густоте  субгоризонтальные  поверхности  с  лощинно-долинной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным  рисунком  и  плосковолнистыми  междуречьями:  Колпь-Гусинская  геоморфологическая  местность  Мещерского  района  Волжско-Окской  подобласти;

5.  условно  малоблагоприятные  –  очень  мелко  расчленённые  по  глубине,  редко  и  умеренно  по  густоте  горизонтальные  поверхности  с  долинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  перистым  рисунком  и  плосковолнистыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Окско-Донского  РМК  –  Бурминкская,  Окско-Ташинкская;

6.  малоблагоприятные  –  средне  расчленённые  по  глубине,  дробно  по  густоте  пологие  поверхности  с  ложбинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  радиально-центробежным  рисунком  и  полого-увалистыми  междуречьями:  Сынтульская  геоморфологическая  местность  Окско-Клязьминского  района  Волжско-Окской  подобласти;

7.  условно  неблагоприятные  –  мелко,  средне  и  глубоко  расчленённые  по  глубине,  умеренно  и  дробно  по  густоте  плоские  и  пологие  поверхности  с  долинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным  и  перистым  рисунком,  плоскими,  увалистыми  и  холмисто-увалистыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Верхнедонского  района  Среднерусской  возвышенности  –  Пронская,  Ясменско-Волосовская,  Милославская,  Донская,  Осетринская,  Верхневожская,  Радбищинско-Каминкская,  Истьинская;  Окско-Воронежского  района  Окско-Донской  равнины  –  Ряжская,  Шацско-Цнинская,  Вобшинско-Верхнетырницкая,  Ежачкинская,  Чучковско-Петская;

8.  неблагоприятные  –  мелко  расчленённые  по  глубине,  умеренно  по  густоте  горизонтальные  поверхности  с  лощинно-долинной  и  ложбинно-долинной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным  рисунком  и  плоскими  ступенчатыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Мещерской  низины  –  Тумско-Нармская,  Мурминская,  Спасская;

9.  наиболее  неблагоприятные  –  очень  мелко  расчленённые  по  глубине,  редко  по  густоте  горизонтальные  поверхности  с  долинно-балочной  структурой  эрозионной  сети,  радиальным  центробежным  рисунком  и  плосковолнистыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Цнинско-Мокшинского  района  Окско-Донской  равнины  –  «Мыс  Доброй  Надежды»,  Примокшинские  бугры;

10.  крайне  неблагоприятные  –  очень  мелко  расчленённые  по  глубине,  очень  редко,  редко  и  умеренно  по  густоте  горизонтальные  поверхности  с  лощинно-долинной  и  ложбинно-долинной  структурой  эрозионной  сети,  древовидным  рисунком,  плоскими  ступенчатыми  междуречьями:  геоморфологические  местности  Мещерской  низменности.

При  оценке  рельефа,  в  том  числе  эколого-геоморфологической,  необходимо  рассматривать  его  не  только  как  нечто  сложившееся,  но  и  как  находящуюся  в  постоянном  движении,  видоизменяющуюся  систему.  «Движение»  этой  системы  осуществляется,  главным  образом,  за  счёт  рельефообразующих  процессов.

Следовательно,  для  отображения  динамики  развития  исследуемой  территории  и  выявления  зон  возможного  ухудшения  условий  для  проживания  человека  на  полученную  картосхему  наносились  зоны  развития  геоморфологических  процессов.  Анализ  их  распространения  и  интенсивности  развития  позволил  нам  выделить  районы  развития  опасных  эколого-геоморфологических  ситуаций.  На  территории  области  существуют  четыре  типа  таковых:  острые,  менее  острые,  относительно  стабильные,  стабильные  (рис.  1).

К  первому  типу  отнесены  территории  с  весьма  активным  развитием  неблагоприятных  геоморфологических  процессов.  Возникновение  таких  ситуаций  вызвано  интенсивным  проявлением  как  отдельных  опасных  геоморфологических  процессов,  так  и  совместных.

На  территориях,  с  менее  активным  протеканием  неблагоприятных  геоморфологических  процессов  сформировались  менее  острые  эколого-геоморфологические  ситуации.  Их  возникновение  обусловлено  суммарным  проявлением  длительно  действующих  экзогенных  процессов  средней  интенсивности.

На  территории  Рязанской  области  эколого-геоморфологические  ситуации  разной  остроты  вызваны,  главным  образом,  развитием  суффозионных,  карстовых  и  оползневых  процессов.

В  пределах  области  также  встречаются  относительно  стабильные  территории,  где  развитие  геоморфологических  процессов  носит  локальный,  а  порой  и  временный  (делювиальный  смыв,  солифлюкция)  характер.  Территории  практически  не  подверженные  преобразованию  природными  факторами  отнесены  к  группе  стабильных  эколого-геоморфологических  ситуаций.

Таким  образом,  комплексный  анализ  особенностей  рельефа  территории  Рязанской  области  послужил  основой  для  выделения  типов  эколого-геоморфологических  районов,  а  анализ  зон  развития  геоморфологических  процессов  позволил  отобразить  динамику  развития  исследуемой  территории  и  выявить  зоны  неблагоприятных  эколого-геоморфологических  ситуаций  в  её  пределах  (рис.  1).

Следовательно,  если  на  этапе  прогнозирования  известна  лишь  общая  картина  условий  проживания  людей  на  территории  области,  то  на  основе  полученных  данных  можно  не  только  определить  различия  между  местностями,  но  и  выявить  потенциальные  участки  ухудшения  условий  жизни  человека.

Рисунок  1.  Эколого-геоморфологическая  оценка  рельефа  Рязанской  области

1  –  номера  подрайонов;  2  –  номера  и  местностей;  3  –местности  не  подлежащие  оценке.

Эколого-геоморфологические  ситуации:  4  –  острые;  5  –  менее  острые;  6  –  относительно  стабильные.

Рельефообразующие  процессы,  способствующие  возникновению  неблагоприятных  эколого-геоморфологических  ситуаций:  7  –  суффозия;  8  –  карст;  9  –  дефляция;  10  –делювиальный  смыв;  11  –  оползание;

Эколого-геоморфологические  районы:  12  –  наиболее  благоприятные;  13  –  благоприятные;  14  –  менее  благоприятные;  15  –  условно  благоприятные;  16  –  условно  малоблагоприятные;  17  –  малоблагоприятные;  18  –  условно  неблагоприятные;  19  –  неблагоприятные;  20  –  наиболее  неблагоприятные;  21  –  крайне  неблагоприятные.