Mедведков А.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Россия E-mail: a-medvedk ov@bk .ru
Подзона средней тайги – часть периферии криолитозоны (мерзлотный экотон), в которой природ- ным ландшафтам свойственна высокая мозаичность, так как они сформированы в сложных геологических, геоморфологических и геокриологических условиях региона.
Цель исследования – ландшафтно-геоэкологическая оценка состояния среднетаежных ландшафтов Приенисейской Сибири в условиях изменения природной среды и климата.
Материалы и методы исследования.
На начальном этапе работы проанализированы гидрометеорологические данные местных гидроме- тобсерваторий и общероссийских справочников для выявления флуктуации параметров температурного режима в Центрально-Сибирском регионе с начала ХХ в.
В рамках полевых работ (2008–2014 гг.) проводилась ландшафтно-геоэкологическая инвентариза- ция природных компонентов на трансектах через главные типы лесных, болотных, гаревых катен в преде- лах левобережной и правобережной частей Приенисейской Сибири подзоны средней тайги. Маршрутное профилирование осуществлялось по трансектам, заложенным вкрест и по геоморфологической катене, с учетом сопряженных поверхностей рельефа, наиболее разнообразных в морфолитогенном, почвенно-гео- гра- фическом и ландшафтном отношении. Детальные ландшафтные описания по маршруту сопровожда- лись выяснением положения верхней границы многолетней мерзлоты с помощью щупа, проводилась диа- гностика мерзлотных и немерзлотных процессов. По ходу маршрута закладывались тестовые геоботани- ческие площадки 20 × 20 м, где определялись такие параметры, как состав, бонитет, сомкнутость и возраст древостоя (с помощью буравы Пресслера).
В ходе маршрутных исследований особое внимание уделялось полевому изучению ландшафтной структуры ключевых участков с учетом специфики поверхностных отложений и характера их геоморфо- логической дифференциации; ландшафтной индикации мерзлотных природно-территориальных комплек- сов (ПТК) и ранжированию ландшафтных комплексов на “мерзлотные и “немерзлотные”. Комплексный анализ такой информации позволил выявить и оконтурить (на уровне сложных урочищ) наиболее уязви- мые ландшафтные комплексы для разного рода внешних воздействий (в том числе и климатическим).
Наряду с этим в ходе полевых исследований проводился мониторинг разных типов мерзлотных и немерзлотных урочищ по специфике их отклика на потепление климата, которые сопоставлялись с дан- ными, полученными С.П. Горшковым в ходе полевых работ в 70-х, 80-х, 90-х и 2000-х годах ХХ в. Особое внимание уделялось наблюдениям за конкретными информативными природными объектами и явлени- ями: а) Курумы. В условиях распространения активных курумов изучались особенности локального за- растания мохово-лишайниковым покровом, подсчет обилия глыб в неустойчивом положении. Для слабо активных, закрытых курумов – производилось оценка степени и характера залесенности, особенностей древостоя, в частности обилия деревьев в наклонном положении. Фиксировались сукцессионные измене- ния таежной растительности в пределах относительно стабильных покровов курумо-дефлюкция (глыбов- ники, кольматированные суглинком);
б) Солифлюкционные наплывы. Оценивались признаки ослабления или вырождения солифлюкции:
наличие у наклонных деревьев вершин, имеющих вертикальное положение, а также зарастание солифлюк- ционныхямок-разрывов в напочвенном покрове. Выявление случаев замещения солифлюкционных скло- нов и гласисов на берегах рек локальными оползнями-сплывами из-за понижения кровли вечной мерзлоты и увеличения неустойчивости береговых массивов;
в) Реликтовые мерзлотные формы рельефа. Анализировалась криогенная морфоскульптура верхне- плейстоценовых форм солифлюкционного происхождения, следы термокарста и особенности их ланд- шафтной приуроченности. Производился поиск и изучение аналогичных образований современного воз- раста;
г) Подрост мелколиственных пород (береза, осина). Производилось изучение и анализ причин вспышки распространения подроста из мелколиственных пород в темнохвойных и светлохвойных типах леса, в частности в местообитаниях, которые ранее были не типичны для таковых.
Результаты и их обсуждение.
Выявлено, что наиболее уязвимые к потеплению климата ПТК расположены в пределах переходной зоны между ландшафтами ледниковой и внеледниковой зон: темнохвойно-таежные ландшафты леднико- вых равнин и мохово-лишайниковые курумовые преимущественно лесного яруса.
Темнохвойно-таежные ландшафты ледниковых равнин.
В территориальном отношении данные ландшафтные комплексы располагаются в пределах средней тайги на восточной окраине Западно-Сибирской низменности, а также - в низовьях Подкаменной Тун- гуски, на западной окраине Среднесибирского плоскогорья, которая представлена ступенчато-холмистой ледниковой равниной. В ходе наших исследований выявлено, что наименее устойчивая высокотемпера- турная (-10С и выше) мерзлота приурочена к ландшафтным урочищам низких вершинных поверхностей и пологих склонов, сложенных глинами, суглинками, с включениями отдельных валунов, а также алеврито- тонкопесчаными отложениями ледникового комплекса.
В таких ландшафтных комплексах с середины 1990-х гг. по настоящее время кровля мерзлоты ушла вглубь на 1,5-2 м, местами и более, начался активный процесс деградации многолетнемерзлых пород, что связано с прогревом многолетнемерзлой толщи до 00С. Обычно эти места переувлажнены, в ихпределах распространена низкорослая редкостойная кедрово-еловая и кедрово-елово-лиственничная тайга, часто с примесью березы на торфянисто-глеевой мерзлотной почве с мохово-кустарничковым и местами лишай- никовым напочвенным покровом. Дневная поверхность в таких урочищах моделируется медленной со- лифлюкцией (вязкопластическим течением грунта) площадного характера. Следы деградации многолет- немерзлых пород нашли визуальное отражение в облике вышерассмотренных мерзлотных ландшафтов:
исчезла вода в солифлюкционных окнах-разрывах; появились упавшие деревья с целиком вывороченной корневой системой стелящегося типа при потере опоры в виде твердого, мерзлого субстрата, что особенно характерно для березы, и для некоторых хвойных. Как результат - увеличение форм рельефа биогенного происхождения в ландшафтах подзоны островной мерзлоты.
Курумовые ландшафты лесного яруса.
Курумы - грубообломочные склоновые образования из скальных пород, получившие в рамках изу- чаемого региона основное распространение в правобережной части Приенисейской Сибири, т.е. в преде- лах Среднесибирского плоскогорья и Енисейского кряжа. В курумах лесной яруса мерзлота отступает ак- тивнее, чем в пределах мерзлотного редколесья ледниковых равнин. Основные ландшафтно-геокриологи- ческие изменения в курумах предопределены в значительной степени экспозиционным фактором. В
первую очередь изменения хорошо выражены на склонах южной и западной экспозиции: вытаял между глыбами гольцовый лед, местами образовались впадины глубиной до 1 м и исчезли подповерхностные холодные ручейки, которые функционировали за счет гольцового льда. Происходит зарастание протаяв- ших курумов лишайниками, кустарничками и отдельными деревьями. Отмечено, что в низовьях Подка- менной Тунгуски незалесенные курумы даже на экспозиционно холодных склонах утратили гольцовый лед. Протаявших курумов много в северной части Енисейского кряжа и западе Среднесибирского плоско- горья вплоть до руслар. Нижняя Тунгуска. Пояс протаявших курумов доходит в среднем до абсолютной высоты - 400 м.
На основе анализа собранных материалов мы предполагаем, что в курумах подзоны средней тайги в условиях потепления климата развиваются защитные реакции отрицательных обратных связей. На пер- вой стадии происходит вытаивание гольцового льда и постепенное зарастание курумов мхами, лишайни- ками, древесными породами. При постепенном зарастании курума мелкозем накапливается, заполняет ниши между глыбами и образуется более полноценный почвенный профиль А1-АВ-С, буротаежной ске- летной почвы. Отмечено, что в местах концентрации черных накипных лишайников усиливается накопле- ние мелкозема и скорость зарастания курума. Определенную роль в эволюции почвенного покрова куру- мов выполняет солифлюкция. Солифлюкционные наплывы локализовано увеличивают мощность торфо- растительного слоя и количество мелкозема. В таких участках мощность почвенного профиля достигает максимальных значений (до 25-30 см). Также, по-видимому, с увеличением среднегодовой температуры воздуха увеличивается активность микроорганизмов, способствующая биогеохимическому выветриванию и обогащению мелкозема органическими продуктами своей жизнедеятельности. При дальнейшем накоп- лении мелкозема буротаежная скелетная переходит в торфянистую буротаежную почву, увеличивается доля дисперсных отложений и мощность олиготрофно-торфяного слоя, возрастает обводненность курума и его изоляция от нижнего слоя воздуха. На второй стадии - происходит формирование «висячих» торфя- ных болот, по мере формирования, которых отмечается агградация мерзлоты за счет увеличения льдистых пород.
Категории устойчивости мерзлотных ландшафтов.
Наши исследования показывают, что за период 1980-2014 гг. в Центральной Сибири лишь высоко- температурная мерзлота подверглась деградации: курумы во всех подзонах таежной криолитозоны, но без захвата верхнего пенеплена, а высокотемпературная мерзлота в пелитовах породах - только в подзоне ост- ровной мерзлоты и южнее.
Более устойчива к потеплению мерзлота в днищах глубоких долин и на крутых склонах северных и восточных румбов, имеющих низкую теплообеспеченность. Кровля мерзлоты остается пока стабильной на верхнем плато запада Средней Сибири с абсолютными отметками 550-700 м. В пределах яруса расчле- нения между верхним пенепленом и нижней поверхностью выравнивания мерзлотные условия меняются.
В подзоне островной мерзлоты, т.е. вне плейстоценовой ледниковой зоны и на ее южной периферии опус- кание кровли мерзлоты в глинистых породах фиксируется на абсолютных отметках 500-550 м, в 180 км на восток от долины Енисея. Однако севернее всего на 100-110 км в нижнем течении р. Бахта в подзоне пре- рывистой мерзлоты признаки ее деградации не обнаружены, кроме упомянутых курумов на склонах за- падной и южной экспозиции.
В связи с этим в изучаемом нами районе можно выделить три типа урочищ по степени подвержен- ности потеплению климата:
В пределах малоустойчивых урочищ (хорошо теплообеспеченные гласисы, привершинные склоны на дисперсных отложениях) происходит быстрое (10-15 см/год) увеличение мощности деятельного слоя и интенсификация солифлюкции. В пределах устойчивых урочищ (плохо теплообеспеченные склоны, гла- сисы и гласисо-поймы) мощность деятельного слоя возросла незначительно, а в высокоустойчивых уро- чищах («висячие» болота и залесенные поймы крупных рек) она осталась без изменений.
Рассматриваемый экотон располагается на западе Среднесибирского плоскогорья и восточной окра- ине Западно-Сибирской низменности. Здесь реакция на потепление климата не только вызывает измене- ние мерзлотно-ландшафтных условий, экзодинамических процессов, продуктивности природных систем, но и влияет на жизнеобеспечение местного населения. Понимание происходящих процессов в пределах мерзлотного экотона важно для оценки изменений современных ландшафтов бореальной зоны Северной Евразии и состояния ее природно-экологических ресурсов в будущем.