ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА СТІЙКОСТІ КРІОГЕННИХ ЛАНДШАФТІВ ЗОНАЛЬНОГО ТА РЕГІОНАЛЬНОГО РІВНІВ

На зональному рівні оцінка стійкості мерзлих порід і кріогенних ландшафтів повинна грунтуватися на льдистости порід і їх температурі, на співвідношенні площі талих і мерзлих порід, а також на протекторних властивості рослинності і здатності її до самовідновлення. Протекторні, або захисні властивості рослинності полягають в її теплоізолюючих властивості, а також в тому, що вона закріплює грунти на схилах. У північному напрямку збільшується площа мерзлоти, різноманітність і кількість льоду в мерзлих породах, зменшується протекторна роль рослинності і її здатність до регенерації. Потепління клімату повинно супроводжуватися, як це не раз бувало в минулому, протаивания мерзлих порід на північ все більш виборчим, визначеним ландшафтними умовами, освітою таликов, активізацією термокарста, термоерозіі і солифлюкции на льодистих мерзлих породах.

Оцінка стійкості геосистем до еволюційних кліматичним змінам в пізньому голоцені основиваегся на частці збереження реліктових елементів в сучасній ландшафтній структурі. Ряд природної стійкості зонален.

!. Нестійкі ландшафти південної геокріологіческіх зони, де мерзлі породи сучасні. В оптимум голоцену зливається мерзлота тут була відсутня. Слід нагадати, що стародавні плейстоценові ММП збереглися лише на великій глибині (200-400 м). Голоценових термокарст широко поширений в південній зоні. Поряд з іншими процесами обводненість, заболоченість і заозеренность цієї території є підставою називати її таежно-болотно-мерзлотной зоною. Настало після оптимуму похолодання «відновило» острова мерзлоти, що супроводжувалося активним утворенням міграційних торф'яних горбів обдимання. На їхню південному ареалу А. І. заново провів південний кордон вічної мерзлоти. Наведені приклади радикальних змін природи вказують на нестійкість геосистем при поступової кліматичної еволюції.

  • 2. Слабо стійкі ландшафти центральної геокріологіческіх зони, де широко поширені мерзлі породи, що сформувалися в першій половині голоцену. В оптимум голоцену на цій території панувала острівна і масивно-острівна мерзлота в межах північної і середньої тайги. Протаіваніс древньої мерзлоти супроводжувалося термокарста. Настало пізніше похолодання призвело природно до збільшення площі мерзлоти, зниження її температури, активізації пучения, морозобой- ного розтріскування з утворенням крижаних жив. Можна вважати, що в центральній зоні зміна геосистем відбулося в межах інваріантів. В оптимум голоцену і в сучасну епоху присутні території з подібними мерзлотно-ландшафтними умовами. Оцінка зони - слабо стійка.
  • 3. Щодо стійкі ландшафти північній геокріологіческіх зони, де збереглися верхнеплейстоценових жильні і пластові підземні льоди. В оптимум голоцену в зоні зберігалася суцільна мерзлота з температурами нижче -3 ° С. Тривало морозобойнос розтріскування і утворення крижаних жив. Подальше похолодання супроводжувалося зниженням температури порід, зникненням лесотундровой рослинності, формуванням сучасних підзон тундри (арктичної, типовою кустарнічковой, південній чагарникової).

Стійкість геосистем при антропогенної перебудові не збігається з природною стійкістю (Тумелі, Зотова, 1996).

  • 1. Ландшафти південній геокріологіческіх зони є відносно стійкими. Причина - острівна поширення мерзлих порід, що займають 5-10% площі зони. Самі острови мерзлоти будуть зникати при механічних або інших порушеннях поверхневих умов, але їх незначна кількість практично мало впливає на ландшафтну ситуацію зони в цілому. Вторинна рослинність швидко відновиться. Цьому сприяють сприятливі для півдня кліматичні умови.
  • 2. Нестійкість є ландшафти центральної геокріологіческіх зони, яка відповідає лісотундрою і північній тайгою. Мерзлі породи, що містять велику кількість різних типів льодів (ядер горбів обдимання, крижаних жив, пластових льодів), особливо в озерно-болотному комплексі, при порушенні надґрунтових покривів будуть інтенсивно протавали. Термокарст і термоерозіі через відносно високої температури порід почнуть прогресувати. Природна редколесной і тундрова рослинність загине. У лісотундрі і сучасної тайзі відновлення лісу відбувається більш ніж за 100 років (Ісаченко, 1991). Значить між загибеллю біоти і її відновленням з'явиться часовий інтервал з гине, пригнобленої і збідненого рослинністю. Протаіваніе мерзлих порід буде супроводжуватися збільшенням заболоченности. Збільшиться небезпеку обдимання через зростання вологості ґрунтів. В межах дренованих ландшафтів можуть виникати ділянки оголених грунтів, і активізуватися дефляція на пісках. В цілому існує небезпека різкого упрощепін ландшафтної структури і перші десятиліття після порушення і перетворення мозаїки ландшафтів рідколісь, чагарникової і типовою кустарнічковой тундри в болотно-пустельну зону, розчленовану термокарстовими озерами і термоерозіонной ярово мережею, з повсюдним опливанню і соліфлюкціонние переміщенням незакріплених рослинністю грунтів на схилах, з активним обдиманням в зимовий час. Таку ситуацію слід оцінювати як екологічну катастрофу. Зміна в ландшафтно-мерзлотной сфері неминуче відіб'ється на здатності людини швидко адаптуватися до умов, що руйнується природи. Ситуацію погіршує руйнуваннями і господарських об'єктів. Таким чином, ланцюгова реакція «клімат-биота-мерзлота» продовжиться стресами в межах всього природного комплексу, в промисловій сфері і соціальному статусі населення Півночі.
  • 3. Ландшафти північній геокріологіческіх зони є слабостійких. Головні причини, що знижують стійкість, - високе льдосодержаніе порід, в т. Ч. Широкого поширення реліктових пластових, жильних льодів. Тундрова рослинність в порівнянні з південними зонами є менш надійним «теп- лоізолятором». Її механічне видалення не настільки радикально впливає на протаіваніе, що в першу чергу відноситься до аркгі- чсской тундрі, де рослинність пригнічена. Стабілізуючим фактором зміни геосистем може бути збереження досить низької температури порід, завдяки яким можлива локалізація і часткове згасання кріогенних процесів.

Таким чином, в зональному плані спостерігається розбіжність тенденцій зміни стійкості але двома сценаріями - природному і антропогенному (табл. 5.1).

На регіональному рівні оцінка стійкості до природних і антропогенних змін проведена для східної частини Біль- шсзсмсльской тундри, що розташовується в зоні переривчастою мерзлоти.

Зведений аналіз стійкості кріогенних ландшафтів до природної кліматичної еволюції у другій половині голоцену представлений в табл. 5.2, де дана характеристика сучасних мерзлоти умов, а також в теплі і холодні періоди пізнього голоцену. Розглядаються три найбільш поширених природних комплексу: про

сл

Оцінка стійкості ландшафтів Західного Сибіру при зміні клімату _ і антропогенних воздействіях_

ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАНДШАФТІВ

ОЦІНКА СТІЙКОСТІ ЛАНДШАФТІВ

геокриологические зони

сучасна епоха

оптимум голоцену

У природних умовах

11ри антропогенних навантаженнях

ПІВНІЧНА

тундра

Хмарно мерзлота t = -3 ...- 9 з З ЛШ *

Тундра, лісотундра

Хмарно мерзлота t нижче -3 rt З ЛШ

щодо

стійкі

Збереження реліктових підземних льодів

слабостійких

термокарст,

солифлюкция

ЦЕНТРАЛЬНА

лісотундра

Переривчаста і масивно-острівна мерзлота t = -1 ...- 3 ° С Л Ж, горби обдимання

тайга

Острівна і массівноостровная мерзлота

t = o ...- rc

термокарст

слабостійких

Зміна ландшафтних і мерзлоти умов

нестійкі

Активізація кріогенних процесів Аварійність інженерних споруд

ПІВДЕННА

Північна, середня тайга

Острівна мерзлота t = +3 ...- PC горби обдимання

Середня тайга мерзлоти немає

Нестійкі протаивания мерзлоти

щодо

стійкі

Локалізація кріогенних процесів Швидке самовідновлення рослинності

* T - середньорічна температура ММП, ЛШ - крижані жили про

про>

Оцінка стійкості природних комплексів Большеземельской тундри до природних і антропогенних змін

Характеристика ландшафтів в кліматичні етапи пізнього голоцену

Оцінка стійкості ландшафтів

1

2

3

4

5

6

7

8

сучасна

епоха

Оптимум голоцену 5-6 т. Л. н.

Субборе-

ний

  • 4,5-
  • 3,5 т. Л. н.

Субатлантіческій

період

(Малий

кліматичний

оптимум) VII-VIII ст.

Малий льодовиковий період XIV-XIX ст.

Потепління Арктики середина XIX-XX ст. (Пік 30-40 рр. XX ст)

У природний них умовах

11ри антропогенних навантаженнях

Тренірованньі грядовохолмістий рельєф з плямистої тундрою t = -l, -5 ...- 2 ° CZ = 120-150 м *

Північна

тайга

відтавання

ММП

плямиста

тундра

Освіта

ММП

; = - 1 ...- 1,5 ° С Z> 100 м

Рідколісся з ерниковиє тундрою Локальне протаіваніе ММП на 15-20 м t = + l ...- 0,5 o C Z <50-100 м

плямиста

тундра

зливаються

ММП

t = -3 ...- 4 ° С Z = 120-150 м

Плямиста тундра t = -2 ...- 3 ° С Z = 120-150 м

Нестійкі ландшафти: радикальні зміни рослинності; немає реліктів ММП

стійкі

ландшафти;

мінімальна

небезпека

аварій

інженерних

споруд

t - середньорічна температура порід, Z - потужність ММП.

Продовження табіци 5.2

-X

Про

-> 1

1

2

3

4

5

6

7

8

Слабодрені- рова пологохвиляста рельєф з мохово чагарникової тундрою t = -0,2 ...

-1,5 ° С Z = 90-100 м

Північна тайга 1 Дотаіваніе ММП до глибини 70-100 м

Тундра плямиста і ерниковиє t = -0,5 ...- 1 ° С Z = 50 100 м

Ерниковиє тундра t = 0 ° С Z <50 ЮО м

Плямиста і ерниковиє тундра t = -l ... -1,5 ° С z = 90 то м

Моховокустарніковая тундра Локальне розвиток таликов

Слабостійких ландшафти: зберігаються реліктові ММП

Слабостійких ландшафти: активізація кріогенних процесів; повільне самовідновлення рослинності

Перезволожені депресії з торфовищами t = -2 ... -2,5 ° С Z = 60-140 м

t = -0,5 ... -2 ° С

Полігональні торфовища t = -2 ... -3 ° С

Полігональні торфовища t = -l ... -2 ° С

поліг

нальні

торфовища

пжл

t = -2,5 ... -3,5 ° С

Пол і го нальні торфовища t = -2 ... -2,5 ° С

Стійкі ландшафти; зміни температури

Нестійкі ландшафти: активізація кріогенних процесів; аварійність інженерних споруд; заміщення мохів

трав'янистими

асоціаціями

  • • плямисті тундри високих дренованих вододілів;
  • • типові мохово-чагарникові тундри відносно слабко дренованих вододілів середнього ярусу рельєфу;
  • • заболочені вододільні депресії з плоскобугрістимі торфовищами.

Стійкість природних комплексів до природних кліматичних змін послідовно збільшується від плямистих тундри до плоскобугрістим торфовищах.

В межах ландшафтів плямистих тундри лише потужність багаторічномерзлих порід не відповідає сучасним умовам теплообміну, яка є реліктом малої льодовикової епохи. Всі інші компоненти ландшафту відносно швидко реагують на кліматичні зміни, і кожна наступна кліматична епоха «стирає» риси попередньої через малу інертності надґрунтових покривів і незначною льдистости порід. Швидка зміна ландшафтної ситуації при природній кліматичної еволюції дозволяє віднести ці ландшафти до нестійким.

Мохово-кустраніковие тундри середнього ярусу характеризуються більшою стійкістю до кліматичних змін, т. К. В їх межах зростає стабілізуюча роль рослинності і льдистости порід. Саме ця група ландшафтів, в найбільшою мірою відповідає зональним типом, несе на собі риси трьох кліматичних етапів пізнього голоцену. Глибокі і дрібні талики і відповідні їм термокарстові і термоерозіонние форми - спадщина відповідно малого кліматичного оптимуму і потепління Арктики в XX в., Завищена потужність багаторічномерзлих порід збереглася з часу малої льодовикової епохи. Ці ландшафти віднесені до слабостійких.

Плоскобугрістие полігональні торфовища з крижаними жилами формувалися протягом першої половини голоцену, включаючи його оптимум (Попов, 2013; Конищев, Тумелі, 1989). Сучасний вигляд ландшафтів депресій виник в малий кліматичний оптимум в результаті витаіванія жильних льодів, і з тих пір полігональний і блоковий рельєф мало змінився. Моховий покрив, значна потужність снігу, заболоченість, висока льодистість озерно-болотних відкладень в великій мірі гасять кліматичні

зміни будь-якого знака і стабілізують ландшафтну ситуацію. Ці ландшафти відносно стійкі при природних змінах.

Таким чином, як і на зональному рівні в Західному Сибіру, чим більше древніх реліктових елементів збереглося в сучасному ландшафті, тим більше стійкий він на тлі природної еволюції. Слід помститися своєрідну «висотну поясність» стійкості ландшафтів - з висотою вона зменшується.

Ранжування груп ландшафтів при антропогенному впливі має такий вигляд.

Плямисті тундри високих вододілів. В їх межах практично відсутні небезпечні криогенні процеси, і аварійність інженерних споруд в зв'язку з цим знижена. Заміщення фрагментарною тундрової рослинності більш теплолюбний флорою, тим більше лісової, вимагає чималого часу в умовах жест кого гідротермічного режиму (мала вологість, малопотужний сніг і отже низькі температури взимку, радіаційний прогрів влітку). Таким чином, в перші десятиліття після кліматичного або механічного удару ландшафтна ситуація зазнає тут відносно найменші зміни, і тому екологічна ситуація оцінюється як відносно стійка. Не виключено, однак, розвиток глинистих і піщаних пустельних ландшафтів в період ландшафтної перебудови.

Ландшафти сучасних типових мохово-кустранікових тундри, складених срсднсльдістимі породами, в межах яких відновлення порушеної мохово-чагарникової рослинності буде вельми тривалим процесом, віднесені до слабо стійким. Інженерним спорудам, розміщаються в цих ландшафтах може загрожувати аварійна ситуація через розвиток кріогенних процесів.

Плоскобугрістие торфовища заболочених депресій є нестійкими насамперед через високу льдистости і вологості порід, що обумовлюють інтенсивний термокарст, термоерозіі, пученіє після загибелі мохових покривів. Інша причина нестійкості - найбільші термоізоляційні властивості мохів, видалення яких змінює теплообмін на поверхні радикальним чином. Наслідком є повна трансформація ландшафту - просадка торф'яних блоків, перетворення депресій

в суцільне болотної болото по типу західносибірських хасиреев, що буде створювати аварійні ситуації на техногенних об'єктах. Таким чином, стійкість ландшафтів до анропогснним змін також підпорядковується «висотної поясності», але в порівнянні з природними умовами має інверсійний характер - стійкість з висотою зростає.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >