Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ГЕОЕКОЛОГІЯ КРІОЛІТОЗОНИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ЗАГАЛЬНІ КОНЦЕПТУАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ СТІЙКОСТІ КРІОГЕННИХ ЛАНДШАФТІВ

Функціонування ландшафтів в межах криолитозони здійснюється в значній мірі під впливом криогенного фактора, а їх структура визначається ступенем прояву кріогенних процесів. Ряд традиційних причин уразливості північних геосистем (дефіцит тепла, слабка здатність до самоочищення, низька самовосстанавліваемость рослинності) доповнюється крайньою нестійкістю льодистих мерзлих порід і високою динамічністю криогенного рельєфу.

Стійкість кріогенних ландшафтів до техногенних впливів різко обмежена дефіцитом тепла і наявністю льоду в многолетнемерзлих породах. Його танення або, навпаки, освіту при промерзанні талих порід є причиною розвитку найрізноманітніших деструктивних кріогенних процесів і появи нових форм рельєфу. Основними критеріями стійкості ландшафтів в криолитозоне є температура і льодистість мерзлих порід. Саме вони визначають характер більшості складових ландшафту - рослинності, потужності діяльного шару, прояви кріогенних процесів. У той же час вони самі знаходяться в прямій залежності від клімату і структури теплового балансу поверхні, положення в рельєфі, складу і генезису відкладень. Основний показник реакції кріогеосістем на зовнішні впливи - кріогенні процеси. Міра стійкості ландшафту - його характер саморозвитку і ступінь можливого відновлення після зняття зовнішнього навантаження.

Концепція стійкості кріогенних геосистем грунтується на оцінці їх динаміки і функціонування як в зв'язку з еволюцією природних умов, так і в результаті техногенезу. Сучасні кліматичні зміни призводять до поступової зміни на зональному і секторному рівнях таких мерзлоти умов, як площа многолетнемерзлих порід, їх температура і потужність. Локальна антропогенне навантаження насамперед аномально активізує криогенні процеси, що в рівній мірі відбивається на ландшафтній структурі і роботі інженерних споруд.

Динаміка кріогенних ландшафтів пов'язана як з комплексом природних умов, так і з видом, інтенсивністю і длітелиюстью техногенного впливу. Їх зміна визначає активізацію кріогенних процесів: термокарста, гермоерозіі, соліфлюк- ції, пучения, наледообразованія і ін., Пов'язаних з фазовими переходами води, а значить - відносну стійкість ландшафтів до механічних, теплових і фізико-хімічних порушень природних геокриологических умов. Серед відзначених видів впливів найбільш істотними вважаються механічні, наслідки яких вивчені найкращим чином і які є головною причиною зміни мерзлотной обстановки внаслідок порушення умов теплообміну на поверхні і створення техногенного мікроклімату. Їх причинами є зведення та експлуатація інженерних споруд і видобуток корисних копалин: прокладка лінійних комунікацій, спорудження кущових майданчиків і промзон, буріння свердловин, розробка кар'єрів. Механічне антропогенний вплив на північні ландшафти дуже різноманітно як за формами і механізмам, так і за наслідками. Сила їх впливу на порядок більше геохімічних порушень поверхні. Механічні порушення зазвичай охоплюють дуже великі площі і характерні для всіх стадій освоєння території. Результатом механічних порушень є такі порушення в природних комплексах:

  • • зведення рослинності в цілому (вирубки, корчування, пожежі) і надґрунтових покривів (зокрема, знищення моховолішайнікового покриву);
  • • зняття або зміна потужності, щільності снігового покриву;
  • • зміна режиму зволоження грунтів (дренування, підтоплення в результаті прокладання трас лінійних споруд);
  • • зміна мезо- і мікрорельєфу (виїмки, насипи, планація);
  • • зміна водно-фізичних, механічних і теплофізичних властивостей приповерхневих відкладів (видалення торфу, мінеральні добавки);
  • • зміна мезо- і мікрокліматичних умов.

Інтенсивність і різноманітність техногенних порушень збільшується від стадії пошуків і геологічної розвідки до стадії експлуатації родовищ. Найбільший видовий набір і глибина порушень відзначаються на етапі облаштування. Таким про-

разом, від пошуків до експлуатації родовища збільшується «глибина» і незворотність зміни геокомплексов. Небезпечними слід вважати такі фізичні проблеми поверхні, які призводять до підвищення середньорічної температури грунту і збільшення глибини сезонногопротаіванія, внаслідок чого знижуються міцнісні властивості ґрунтів і відбувається активізація екзогенних геологічних процесів.

У мерзлотно-екологічних дослідженнях стійкість геосистем розглядається в наступних трактуваннях:

  • пластична стійкість - здатність геосистеми відновлюватися після порушення; критерій - швидкість і відсоток покриття пионерной рослинністю,
  • пружна стійкість - здатність геосистеми протистояти впливам, амортизувати їх,
  • геохимическая стійкість - здатність геосистем до збереження режимів функціонування шляхом асиміляції і розсіювання іродукгов техногенеза - здатність до інтенсивного поглинання хімічних елементів і самоочищення,
  • інерційна стійкість - незмінність щодо свого структурно-часового інваріанта.

Всі вищенаведені визначення стійкості характеризують реакцію природних ландшафтів на техногенні навантаження, але не враховують агресію природного середовища по відношенню до інженерних або іншим штучним об'єктам. У криолитозоне ігнорувати цю обставину неможливо, т. К. Порушення геосистем при будь-яких вторгнення людини в природу супроводжується деструктивними кріогенними процесами, що приводять до аварій інженерних систем. Створюється як би подвійна екологічна небезпека: спочатку геосистеми порушуються на початкових етапах освоєння, а потім аварії через осад при протаивания або випинання, швидких соліфлюкціонних зрушень або наледо- освіти, термоерозіонних резюмував або морозобойного розтріскування ще більше погіршують геоекологічного ситуацію. Тому прийняте в геокриологии визначення стійкості враховує як природне середовище, так і надійність роботи інженерних споруд, дослівно: «Стійкість геосистем в кріолітозоне- здатність протистояти таким змінам пріроднотерріторіального комплексу, які могли б привести до необоротного погіршення екологічної обстановки та неприпустимим деформацій інженерних споруд» (ГЕОКРІОЛОГІЇ СРСР, т. 1, 1988).

Одне з визначень стійкості кріолітогенних геосистем - «здатність зберігати мерзлий субстрат при змінах під впливом зовнішніх впливів» (Геоекологія Півночі, 1992). Кріогеосістема стійка, якщо при даних впливах її субстрат зберігає негативну температуру і лід в своєму складі. Стійкість кріогеосістеми втрачена, якщо температура її субстрату піднімається до значень інтенсивних фазових перетворень.

Таким чином, стійкість кріогенних ландшафтів визначається їх здатністю відновлювати такий стан, при якому швидко посуха південь фазові переходи води в лід і назад. Виявляється в здатності протистояти антропогенних впливів, щоб зберегти властиву їм структуру і функціонування, і в здатності до самовосстанавліваемості.

Розглянемо основні общсгсографіческіс постулати стійкості, які слід враховувати в геоекологічних дослідженнях криолитозони.

1. Стійкість зональних типів ландшафтів. При найзагальніших порівняннях чітко виявляються відмінності стійкості зональних типів ландшафтів. Так, тундрові ландшафти нестійкі до навантажень (низька біохімічна активність, повільна самоочіщаемость, мерзлотний водоупорами перешкоджають інфільтрації; рослинний покрив легко руйнується, що порушує теплове рівновагу і веде до різкої активізації кріогенних процесів). Тайгові ландшафти більш стійкі (велика тсп- лообеспеченность, потужний рослинний покрив, біохімічний круговорот уповільнений, мікробіологічна активність слабка). Істотним негативним фактором служить сильна заболоченість мерзлотно-тайгових ландшафтів. Мерзлі породи, наприклад, в Західному Сибіру мають масивне і острівна поширення, що в регіональному плані обмежує інтенсивність прояву кріогенних процесів. Стійкість до механічних навантажень різко послаблюється при зведенні рослинного покриву.

При більш детальному аналізі в межах кожного зонального твань можна виявити велику різноманітність умов, пов'язане, в свою чергу, зі специфікою окремих ландшафтів і їх видів. Наприклад, в межах Західно-Сибірської тайги різна стійкість до механічних порушень спостерігається в межах заболочених междуречних рівнин, дренованих піщаних рівнин прідолінних комплексу або в межах сільнорасчленсн- них суглинисто-глинистих рівнин. Подальша конкретизація ступеня стійкості вимагає врахування морфологічної будови ландшафту. Так, в межах комплексних грядово-мочажінних боліт спостерігається велика контрастність урочищ і фацій але їх стійкості до механічних впливів. Якщо мерзлі торфовища грядообразних підвищень дуже нестійкі до порушень (а горби обдимання тим більше), то мочажін ділянки, навпаки, «благополучні» в цьому відношенні через швидке відновлення рослинності. Чим більше зволоженість, тим вище стійкість (це теж важливий постулат).

  • 2. Контрастність ландшафтної структури. Стійкість геосистем з простою внутрішньою структурою (малим різноманітністю) знижена, а контрастна ландшафтна диференціація пом'якшує ефект зовнішніх впливів. Так, комплексні плямисті і медальйонні тундри з підвищеною локальної контрастністю середовища виявляються стійкіше одноманітних, а полідомінант- ні лісу стійкіше монодомінантних. Грядово-мочажін болота стійкіше однорідних низинних і верхових. Домінантні геокомплекси більш стійкі, ніж субдоминантном. Різноманітність геосистем, обумовлене біоклиматичними факторами диференціації, в цілому, підвищує їх стійкість, в той час як різноманітність, обумовлене азональними умовами (наприклад, існування торфовищ в лісотундрі Західного Сибіру) - істотно знижує її. З цієї причини найбільшого зниження стійкості геосистем в кріолітозонс слід очікувати у північних кордонів зон і підзон тайги, лісотундри - південній чагарникової тундри, типовою тундри - арктичної тундри. Зональні і типові регіональні ландшафти завжди більш стійкі.
  • 3. Межі Екотон - це перехідні зони з ослабленими просторовими градієнтами на кордоні двох контрастних середовищ існування. Приклади: брівка плакор, тиловий шов долини, тальвег яру. Або: кордону уривчастості ММП, краю льодовиків, ділянки зміни літологічного складу. Особливо чутливі до антропогенних впливів місця просторового зближення зональних кордонів, а також місця їх перетину з ділянками реліктових геосистем, поверхнями зі значним гравітаційним або термодинамічних дисбалансом, підвищеної обводнення, великими азональними утвореннями (Голубчиков, 1992).
  • 4. Ієрархічні ранги геосистем. При аналізі реакції геосистем на техногенні впливи необхідно спиратися на регіональні і локальні ландшафтно-гсографічсскіс закономірності, на таксономію і класифікацію геосистем (Ісаченко, 1991). При локальному рівні мерзлотно-екологічних досліджень базової територіальною одиницею слід вважати урочище. Саме по урочищам доцільно проводити оцінку природного середовища в рамках адміністративних районів, малих річкових басейнів, великих газових і нафтових родовищ. Локальний рівень досліджень використовується в ході мерзлотной зйомки, при вивченні динамічних процесів в геосистемах, а значить - на стаціонарних полігонах системи екологічного моніторингу. Регіональний рівень відповідає завданням екологічного аналізу і оцінки в рамках республік і областей, а також середніх за розмірами річкових басейнів. При цьому основний територіальною одиницею служить власне ландшафт.

Що стосується стійкості, то вона зростає в міру підвищення ієрархічного рівня геосистеми, тобто зростає «знизу вгору» - від фацій до урочищам, від урочищ Підвищення рівня обізнаності. Фації - елементарні осередки геосфери - відрізняються однорідною просторовою структурою, найменш довговічні, а значить - найменш стійкі до зовнішніх впливів. Геосистема рангу «ландшафт» потенційно більш стійка, і її стабільність визначається стійкістю домінуючих урочищ і фацій. Звичайно чим вище ранг геосистеми, тим більше в її структурі різнорівневих утворень (Мамай, 1982).

Дослідження в нафтогазоносних регіонах Західного Сибіру показали, що у геосистем локального рівня рангу фацій і урочищ на території тривало експлуатованих родовищ відбуваються особливо швидкі і очевидні зміни; саме на цьому рівні організації геосистем формується передкризова і навіть власне кризова екологічна ситуація (КЕС). У той же час на регіональному рівні (типи місцевості, типи ландшафтів), як правило, фіксуються лише первинні ознаки КЕС. Цей факт свідчить про те, що ступінь стійкості геосистем до зовнішніх впливів прямо пропорційна їх рангу (Зотова, Конищев і ін., 1994).

Таким чином, найбільш значні зміни при антропогенному впливі в криолитозоне відчувають ландшафти з нестійким рівновагою, що переживають швидку еволюцію, багаті реліктовими елементами (ділянки підземних льодів), а також розташовані в перехідних умовах (наприклад, на кордоні зон і підзон). У цих випадках биваег досить невеликого поштовху, щоб порушити їх рівновагу і викликати процеси заболочування, деградації мерзлоти, опустелювання та ін. Особливо схильні до техногенному опустелювання північні кордони природних зон і підзон, що і призводить, на думку Ю. М. Голубчикова і В. І . Соломатіна (1988), до так званого «осеверенію» субарктичній природи.

 
<<   ЗМІСТ   >>