Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ГЕОЕКОЛОГІЯ КРІОЛІТОЗОНИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

МЕТОДИЧНІ ПРИЙОМИ ОЦІНКИ ПОТЕНЦІЙНОЇ МЕРЗЛОТНО-ЕКОЛОГІЧНОЇ НЕБЕЗПЕКИ ГОСПОДАРСЬКОГО ОСВОЄННЯ

Регіональна специфіка вибору оціночних параметрів, способи комплексної оцінки мерзлотно-екологічного стану та можливості прикладного ГІС-картографування північних геосистем локального рівня розглядаються на прикладі ряду тестових об'єктів, розташованих в різних природно-кліматичних регіонах криолитозони (рис. 6.1).

Всі методики знайшли застосування в практичній діяльності і дали можливість оцінити екологічну ситуацію при освоєнні різних регіонів криолитозони.

Матричний спосіб підсумовування балів літокріогенного і біотичного стану ландшафтів

Основні принципи комплексної оцінки стану ландшафтів локальної розмірності розглянуті на прикладі Надим-Пу- ровского межиріччя - району інтенсивної нафтовидобутку в мерз- лотно-таежно-болотної зоні Західного Сибіру. У мерзлотной відношенні територія розташована в центральній геокріологіческіх зоні, для якої характерно острівне, рідше - масивно-острівна поширення високотемпературних, малопотужних мерзлих порід і тривалий, різноманітне за потужністю сезонне промерзання на талих породах. Однак на розглянутій території, в межах якої панують болотні ландшафти, мерзлотние умови відрізняються від среднезональних, в першу чергу тим, що площі, зайняті мерзлими масивами, істотно більше. Ландшафти з ММП займають майже 60% площі Надим-Пуровского межиріччя, причому на опуклих оліготрофних болотах, що займають близько 30% загальної площі, мерзлота має переривчасте поширення. Це означає, що співвідношення мерзлих і талих ділянок становить близько 70-80% до 20-30%, місцями - до 90% до 10%. На плоских верхових болотах мерзлих порід менше (50-60%).

Як відомо, сучасна вічна мерзлота на південному кордоні її існування є досить нестабільним утворенням. Причини - висока температура мерзлих порід (не нижче -1 ° С) і мала їх потужність (менше 50 м). Протаіваніе ММП супроводжується активними кріогенними процесами (термокарста, термоерозіі) через велику льдистости грунтів. Талі породи потенційно схильні до утворення не- релетков або островів ММП, що, в свою чергу, буде супроводжуватися інтенсивним обдиманням. У природних умовах в досліджуваному районі проявляються процеси заболочування, термокарста, пучения, а також опустелювання і дефляції. Антропогенні впливи, зокрема типові порушення в ході експлуатації нафтопромислових об'єктів, на порядки підсилюють ці процеси, перетворюючи їх в небезпечні і навіть руйнівні.

Відмінні риси регіону - слабкий дренаж, надзвичайно сильна заболоченість, переважання відкладень легкого механічного складу. Ландшафтний вигляд формують рідкостійні соснові і кедрово-соснові ліси з лишайниковим і моховим напочвенному покрову на піщаних підзолистих грунтах, приурочені до вузьких прирічкових смугах і грив, і великі болотні масиви на межиріччях. Панівний тип болот- плоскобугрістие мерзлі торфовища і опуклі оліготрофние болота.

При розробці критеріїв оцінки стійкості слід виходити з того, що мерзлотние умови в південній частині області вічної мерзлоти менш контрастні і різноманітні, ніж на півночі, в той час як біотичні характеристики ландшафту - продуктивність фітоценозів, ступінь біорізноманіття - на південь помітно зростають, а значить підвищуються критерії їх екологічної цінності. Тому в інтегральної оцінці стійкості геокомплексов Надим-Пуровского регіону пріоритет віддається біоті - найважливішого екологічного фактору. Число біотичних показників перевищує число мерзлоти параметрів.

Процедура комплексної оцінки мерзлотно-біогіческого стану ландшафтів проводиться в наступній послідовності. Спочатку вибираються мерзлотние і біотичні фактори оцінки, далі визначаються градації цих факторів (в балах), на підставі яких будуються шкали з їх подальшим зіставленням в матричної формі. Оцінка проводиться за типами ПТК рангу «урочище». Кожен гсокомплскс оцінюється по ряду біотичних і мерзлоти показників, що впливають на ступінь стійкості і екологічну цінність ландшафту.

У набір біотичних характеристик у міру зниження пріоритетності входять чотири показники:

  • пружна стійкість - здатність протистояти впливам, зберігаючи властиву структуру і функціонування (в даному регіоні - відповідну реакцію на вплив у вигляді активізації дефляції і підвищення пожежонебезпеки);
  • потенціал самовідновлення рослинного покриву;
  • господарська цінність (наявність і різноманітність охогнічье-промис- лових видів тварин, цінність лісових і пасовищних ресурсів);
  • природоохоронна значимість (наявність «червонокнижних» видів рослин і тварин; водоохоронна роль).

Показник пружною стійкості репрезентативний для досліджуваного регіону верхів'їв річок Пур і Надим, що відрізняється піщаним складом відкладів і переважанням соснового деревостану на дренованих грівообразних підвищеннях, тому він має не стільки зональну, скільки регіональну значимість, підкреслюючи небезпеку прогресуючого «опустелювання» досліджуваного району в ході його господарського освоєння .

Неважко помітити, що біотичних критеріїв пропонується дещо більше, ніж прийнято при традиційних інженерно-геологічних оцінках стійкості, коли оперують лише потенціалом самовідновлення рослинності.

Шкала біотичної цінності включає чотири градації (від Про до 3-х балів).

Наприклад, 0 балів - біогіческі цінні ПТК. До них віднесені дренованих лісу междуречий, схильні до дефляції, пожеж, з низьким потенціалом самовідновлення, але мають найвищу в регіоні господарську цінність і природоохоронну значимість. Три бали - біотичного малоцінні ПТК. Це переважно болотної болота і хасиреі - стійкі ПТК, рослинність яких швидко відновлюється, а природоохоронна значимість невелика.

Визначення стійкості мерзлоти умов ґрунтується на оцінці інтенсивності прояви кріогенних процесів, які змінюють вигляд корінних ландшафтів і складають загрозу функціонуванню інженерних споруд. Основними критеріями мерзлотной стійкості в даному регіоні є такі характеристики мерзлоти умов:

  • • освіту або зникнення ММП, яке супроводжується активним проявом кріогенних процесів (здимання, термокарста, термоерозіі, солифлюкции);
  • • освіту ММП і перелетков мерзлоти, яке не супроводжується активізацією кріогенних процесів і утворенням кріогенних форм рельєфу;
  • • зміна глибини сезонно-мерзлого або сезонно-талого шарів (СМС-СТС) і часу існування останніх.

За цими критеріями відповідно до шкали мерзлотной стійкості все різноманіття Г1ТК об'єднано в три групи від Про до 2-х балів. Збільшення бали означає зростання стійкості. Наприклад, 0 балів - мерзлотно нестійкі природні комплекси, в яких протаіваніе ММП або, навпаки, їх новоутворення супроводжується інтенсивними кріогенними процесами: при протаивания термокарста, термоерозіі (при наявності стоку) і соліфлюкція, при промерзанні - обдиманням з утворенням горбів. У цю групу входять майже всі болотні ПТК, складені як мерзлими, так і талими породами. 2 бали - мерзлотно стійкі ПТК, складені талими, добре дренованих грунтами, де освіту ММП малоймовірно. Зміни торкнуться лише сезонного промерзання, потужність якого може збільшитися або зменшитися, а терміни існування зростуть або скоротяться. Рельефообразующих кріогенних процесів практично немає. У цю групу входять дренованих заліснені ландшафти позитивних форм рельєфу і річкових рівнів великих річок.

Інтегральна оцінка мерзлотно-екологічного стану кожної групи геокомплексов представлена в матриці (табл. 6.1), яка наочно показує їх положення в шкалах еколого-біо- ня цінності і мерзлотной стійкості. Горизонтальна біотична шкала як пріоритетна на даній території, характеризується чотирибальною системою градацій; мерзлотной стійкість, як підпорядкована, оцінюється трибальною шкалою. Біотична цінність визначає ступінь екологічного ризику освоєння, а мерзлотной - надійність експлуатації споруд. Перший етап комплексної оцінки - це підсумовування балів на перетинах вертикального і горизонтального стовпців матриці. При однаковій сумі балів ПТК розташовуються таким чином, що по діагоналі «зліва-направо» зменшується прямий екологічний ризик освоєння через зниження господарської цінності і природоохоронної значимості наземних екосистем поряд з більш швидкою відновлюваністю рослинного покриву, в той же час зростанням небезпеки аварійності інженерних споруд в зв'язку з ускладненням мерзлотной ситуації.

Таблиця 6.1

Комплексна оцінка мерзлотно-біотичного стану ландшафтів, Надим-Пуровском межиріччі

бал

Біотична цінність (ступінь екологічного ризику освоєння)

0

1

2

3

про

Л °

н 2: о д о р

СО Q

ЇЇ?

0

-

мерзлі

торфовища

КН "

безлісні

болота

2

Н

Хасиреі

3

ВІН

угная устої 1 : > ст' експлусі споруд)

1

-

Слабодре-

нірованнмс

ліси

2

Н

заліснені

болота

3

ВІН

піщані

роздуви

4

ОУ

м з О. S про 2

^ S3

2

дренированние лісу

2

Н

заплавні

ліси

3

ВІН

-

низинні

болотної

болота

5

У

Примітка: * суми балів: від 1 до 5; * КН - вкрай нестійкі, Н-нестійкі, ОН - щодо нестійкі, ОУ - відносно стійкі, У-стійкі

Таким чином, з 12 квадратів зведеної таблиці-матриці виявилися заповненими всього 9. За сумарним оціночним балу все ПТК представлені п'ятьма групами уразливості до антропогенних впливів в певній послідовності (від більш - до менш вразливим): 1-2-3-4-5 бала .

Наприклад, мерзлі торфовища, отримавши бал мерзлотной стійкості 0 (активізація небезпечних кріогенних процесів - глибокого термокарста і термоерозіі при протаивания, що протікають досить швидко) і бал біотичної оцінки 1 (легко порушуються, відновлюються повільно, природоохоронна значимість висока), мають сумарний бал небезпеки 1 ( табл. 6.2).

зі

оо

Таблиця 6.2

Фактори, що визначають ризик господарського освоєння по групах ПТК

Г рупа ПТК

Біотичні фактори, що визначають екологічний ризик освоєння, бал

Мерзлотні фактори, що визначають інженерний ризик освоєння, бал

сума

балів

Категорія стійкості по матриці

мерзлі

торфовища

Порушуються легко, відновлюються повільно. Природна і господарська значимість досить високі.

Бал = 1

Активізація небезпечних кріогенних процесів, що протікають досить швидко.

Бал = 0

1

КН

вкрай нестійкі

дренированние лісу

Порушуються легко, схильні до дефляції і пожеж. Потенціал самовідновлення низький. Господарська цінність і природоохоронна значимість високі. Бал = 0

Зміна глибини сезонно-мерзлого шару.

Бал = 2

2

Н

нестійкі

Низинні моховотравяние болота і топи

Витримують значні навантаження, але небезпечні екзогенні процеси не виникають.

Швидко відновлюються. Господарська цінність і природоохоронна значимість невеликі. Бал = 3

Освіта рідкісних пе- релетков мерзлоти.

Бал = 2

5

У

стійкі

Сумарний бал небезпеки 2 мають три типи ПТК: дренованих і слабодренованих лісу, а також безлісні комплексні болота. У цій групі роздільна оцінка біотичної і мерзлотной складової істотно відрізняється. Так, дренованих лісу на підзоли мають максимальну биотическую цінність (висока пожежонебезпека, погана відновлюваність, максимальна ресурсна і природоохоронна значимість), хоча в мерзлотной відношенні вони стійкі, оскільки в талих дренованих грунтах освіту ММП малоймовірно. Інтегральна спільна оцінка їх мерзлотно-біотичних параметрів ставить все на належне місце - цей ландшафт повинен бути віднесений до ipyrine вразливих до освоєння і розташований в ланцюжку слідом за мерзлими торфовищами. За всіма іншими методиками враховуються, як правило, лише мерзлотние показники, за сукупністю яких, наприклад, ПТК дренованих лісів на талих пісках беззастережно вважаються вельми стійкими утвореннями.

Група геокомплексов з сумою балів 3 включає три типи ПТК: заплавні ліси, заліснені болота і хасиреі. В межах лісів можливі деякі зміни параметрів сезонно-мерзлого шару (мерзлоти там немає), що нс відіб'ється істотно на екологічну ситуацію, але їх висока природоохоронна і господарська значимість збільшує екологічний ризик освоєння. Хасиреі, навпаки, можуть стати ареною інтенсивного промерзання, що супроводжується сильним обдиманням і навіть освітою перелегков при дренуванні і скорочення потужності снігу (мерзлотной стійкість оцінена балом 0). Рослинність хасиреев завдяки значному зволоженню має високий потенціал самовідновлення і малу екологічну цінність (бал 3).

Найвищу експертну оцінку 5 балів отримали лише низинні болотної мохово-трав'янисті болота, в яких рослинність швидко відновлюється, її господарська цінність і природоохоронна значимість невеликі, а зміна мерзлотной ситуації (параметрів СМС на талих породах) малоймовірно в зв'язку з великою глибиною водного покриву.

Таким чином, спосіб отримання інтегрального сумарного балу мерзлотно-екологічного стану ландшафтів по матриці складніший, ніж просте порядкове підсумовування покомпонентно балів, оскільки підсумкова оцінка відображає нс тільки

реакцію геосистем у вигляді активізації кріогенних процесів, але і їх екологічну цінність.

«Мульти» спосіб оцінки мерзлотно-біотичного стану ландшафтів дає можливість визначити пріоритети і першочерговість природоохоронних заходів - чи повинні вони бути спрямовані, в першу чергу, на теплові меліорації для оптимізації мерзлотной ситуації або ж на заходи по збереженню або рекультивації рослинності.

Оцінка потенційної екологічної небезпеки освоєння «матричних» способом послужила основою для ранжирування всіх ПТК тестового ділянки і складання Карти мерзлотно-екологічного стану ландшафтів Надим-Пуровского межиріччя масштабу 1: 100 000. Типізовані природні комплекси можуть служити основою для складання природоохоронних карт в більш дрібному масштабі, оскільки основні вимоги для їх складання - саме комплексність, ув'язка рекомендованих природоохоронних заходів зі специфікою навколишнього середовища. Якщо намітити для кожної групи гсокомплексов, виділеної на карті, перелік природоохоронних заходів, то можна перетворити їх в природоохоронні райони, а саму карту мерзлотно-екологічного стану ландшафтів, в певній мірі, вважати картою природоохоронного районування.

Слід зазначити, що при використанні «матричного» способу оцінки значимість ( «вага») чинника оцінити важко, а сама оцінка носить порівняльно-якісний характер.

 
<<   ЗМІСТ   >>