Введение
Джунгаро-Зайсанская межгорная котловина располагается в центре Евразии, на ее территории находится точка, максимально удалённая от океанов (46°16,80′ с. ш. и 86°40,20′ в. д). По днищу котловины протекает река Черный Иртыш, которая впадает в озеро Зайсан, занимающее одноименную впадину. Джунгаро-Зайсанская межгорная котловина отделена горными сооружениями, а в ее юго-восточной части пустыней Дзосотын-Элисун от основных территорий республики Казахстан и Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая. Джунгаро-Зайсанская межгорная котловина принадлежит бассейну Черного Иртыша, имеет общую геологическую историю, тенденции развития современных тектонических и климатических процессов.
В исторические времена население Джунгарии занималось скотоводством и растениеводством на орошаемых землях. Эта территория была частью Великого шелкового пути, которую контролировали джунгары, они грабили караваны, совершали нападения на поселения. Набеги прекратились после победы династии Цин над Джунгарским ханством, но историческая память уйгурского населения сохраняет определенный протестный потенциал. Для его снижения, в настоящее время, правительство Китая проводит политику выравнивания уровней экономического развития Западных и Восточных районов Китая [1]. Территория исследования входит в проект «Большого освоения Запада Китая», рассчитанный до 2050 г. Его реализация сопровождается усилением давления на окружающую среду. Современная территориальная организация хозяйства данного региона характеризуется исторической преемственностью, но с открытием месторождений полезных ископаемых и развитием промышленных технологий появились новые отрасли хозяйства, использующие местные минеральные ресурсы. Суровые природные условия Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины осложняют хозяйственное освоение этого региона.
Цель исследования: дать характеристику природно-хозяйственной системе Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины и обосновать рекомендации по снижению экологических ограничений развития региона.
Материалы и методы исследования
Метод палеогеографических и исторических аналогий позволил установить сходство между событиями геологического прошлого и возможными последствиями современных природных и природно-антропогенных изменений природной среды на территории Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины. В качестве современных аналогов рассматривались гидроузлы, созданные на реках Китая [2]. Пространственное развитие экологических ситуаций исследовалось на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Оценка потерь воды на испарение с поверхности оз. Зайсан рассчитана для средней площади водоема, а с поверхности воды в канале Иртыш – Карамай – на основе данных [3].
Результаты исследования и их обсуждение
Джунгаро-Зайсанская межгорная котловина представляет собой комплекс выровненных поверхностей, сформировавшихся на разных этапах геологической истории. Они отличаются геологическим строением, морфометрическими особенностями и относятся к различным геоморфологическим формациям [4, с. 26-28]: современных транзитных аллювиальных равнин, пластовых равнин, эоловых равнин, пролювиальных наклонных равнин, денудационного и линейного мелкосопочников.
Самое молодое геоморфологическое образование – это современная долина Черного Иртыша, структурными элементами которой являются: пойма, первая и вторая надпойменные террасы. Мощность их аллювия соответствует зонам тектонических опусканий и достигает шести метров. Осадочные отложения долины не ограничивают свободное развитие русловых процессов, формируется сегментно-гривистая пойма, с наложенными на её поверхность дельтами правых притоков Черного Иртыша. В поймах рек произрастают: тополь разнолистный (Populus heterophylla L.), лох (Eleagnus angustifolia), ивы, гребенщик стройный (Tаmarix gracilis). Террасированные склоны этой части долины осложнены слабо закрепленными барханными или грядовыми песками (рис. 1), которые создают риски для сельскохозяйственного освоения территории. Долина современного Иртыша выработана в отложениях пластовых равнин. В дельтах рек, примыкающих к руслу Черного Иртыша, возделывается культурная растительность. Но доминируют на территории исследования ассоциации опустыненных степей в сочетании с полынно-солянковыми и полынно-злаковыми сообществами.
Рис. 1. Участки озерной равнины: А – в Зайсанской впадине; Б – в Джунгарской котловине; В – эоловые пески дельты и террас Пра-Иртыша в уезде Бурунчи; Г – пески на левом берегу Иртыша в уездах Хабахэ и Бурчун Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования
Пластовые равнины характеризуются наличием в фундаменте глинистых слоев раннего и среднего кайнозоя, на протяжении которого в Джунгаро-Зайсанской межгорной котловине существовал водоем значительно больших размеров, чем современное озеро Зайсан. После его регрессии сформировалась озёрная равнина (рис. 1. А, Б), сложенная глинами, гипсом, суглинками и песками с линзами соли. В фундаменте этих пород залегает мощный слой древних и новейших рыхлых отложений. Озерная равнина возвышается над урезом воды на 10-15 м и может достигать ширины более 30 км.
На поверхности встречаются временные озера с такырами. Плоские водоразделы заняты полынно-ковыльными, тырсово-типчаковыми степями и ковыльно-караганово-таволговыми сообществами на светло-каштановых почвах. В пустынях Джунгарии произрастают: саксаулы (Halоxylon ammodуndro), джузгун (Calligonum comosum), эфедра (Ephedra distahya), осока (Carex rynchophysa), а на солончаках – солянки.
Еще один уровень равнин сформировался в неогеновое время (25 млн лет назад) после опускания Зайсанской впадины и поднятия Калбинского хребта, который стал преградой движению вод Пра-Иртыша в северо-западном направлении, образовалось озеро Зайсан и изменилось направление течения реки Иртыш при выходе из него [5; 6]. Основными источниками питания Пра-Иртыша в Сартанское время были ледниковые воды. Отложения русловой, пойменной и дельтовой фаций былой реки распространены в центральной части района исследования. На днище призайсанской части долины Черного Иртыша обнаружены [7] фрагменты русла Пра-Иртыша, а на предгорной равнине, перекрытой отложениями щебня и галечника, дельты его притоков. Последние в настоящее время располагаются существенно выше современного базиса эрозии, что указывает на новейшие погружения днища котловины. К древним дельтам приурочены массивы сельскохозяйственных угодий, которые подвергаются ветровой эрозии.
Переходное положение между озерными ступенчатыми равнинами и горами Алтая занимает пролювиальная наклонная равнина, сформировавшаяся в эпоху тектонического покоя. В ее фундаменте находится мел-палеогеновая кора выветривания, с отложениями которой связаны месторождения благородных металлов. На предгорных наклонных равнинах преобладают опустыненные степи на светло-каштановых почвах. Они представлены полынно-дерновинно-злаковыми сообществами из ксерофитных злаков (Festuca valesiaca, Stipa lessingiana, S. capillata, S. sareptana) и полыней (Artemisia sublessingiana, A. gracilescens, A. marschalliana). На холмистых равнинах, расположенных в предгорьях, произрастают разнотравно-типчаково-ковыльные степи, а по ложбинам стока тырсовые степи сочетаются с зарослями караганы (Caragana camilli-schneideri) на лугово-каштановых промытых почвах. Для Джунгарской котловины характерны сообщества с доминированием ковылька (Stipa orientalis).
В северной части Зайсанской котловины существуют вытянутые возвышенности шириной до 5 км и протяженностью до 50 км. Они могут быть отнесены к геоморфологической формации форбергов [7] и представляют собой признак поднятия периферических частей межгорных впадин. Эти процессы должны учитываться при создании и эксплуатации гидротехнических сооружений на территории исследования. На склонах сопок Южного Алтая распространяются полынно-тырсово-ковыльковые сообщества на щебнистых бурых почвах. В нижних частях склонов они переходят в дерновинно-злаково-холоднополынные сообщества на светло-каштановых сильно щебнистых малоразвитых почвах.
Важное значение для хозяйственного использования территории имеет исследование закономерностей формирования эоловой равнины [8], относящейся к геоморфологической формации наложенного типа. Ее образование началось в позднем плейстоцене-голоцене в процессе эолового переноса песков из долины Пра-Иртыша. Поверхность песчаных эоловых равнин отличается бугристо-западинным или грядовым рельефом (рис. 1 В, Г). На днище Джунгарской котловины песчаные массивы лишь частично закреплены растительностью. В соответствии с преобладанием ветров юго-западного и южного направлений на расстоянии 80-150 км от области питания, песок перемещается ветром и формирует наложенные эоловые формы на водоразделе рек Бурчун и Карасу, где высота барханов достигает 70 метров, а в левобережье реки Бурчун песком покрываются сельскохозяйственные поля (рис. 2А).
Рис. 2. Ветровая эрозия и способы борьбы с ней: А – песчаный массив на водоразделе рек Алкабек и Бурчун и его область питания; Б – эоловый перенос соли из котловины оз. Эби-Нур (снимок LANDSAT-5 ТМ); В – строительство кольцевой лесополосы вокруг пустыни Такла-Макан Примечание: составлено авторами по результатам данного исследования
Результаты расчета потерь воды на испарение из водохранилищ, каналов
|
Объект исследования |
Количество испарившейся воды |
Площадь или протяженность объекта |
|
Черный Иртыш – Карамай |
4,24 км3 в год 34 300 000м3/год 34 300 000 000 л/год |
571 км, ширина 6 м Площадь зеркала воды – 3426 км2 |
|
Зайсан |
36 600 000 м3 /год (пустыня); 18 100 000 м3/год (степь); 36 600 000 000 л/год (пустыня) 18 100 000 000 л/год (степь) |
До сооружения Бухтарминской ГЭС площадь озера составляла 1830 км², длина 140 км, ширина около 30 км |
Примечание: составлено авторами на основе источника [3] и данных, полученных в ходе исследования.
Конфигурация горных сооружений, обрамляющих Джунгаро-Зайсанскую котловину, усиливает климатический эффект внутриконтинентального положения территории и создает явление орографической континентальности, которая выражается в формировании резко континентального климата (Кк=10, Σt10= от 2600 до 3000 °С, r = от 100 до 200 мм, Ку= от 0,2 до 0,1). Среднегодовое количество осадков составляет 200 мм в западной части и 100 мм в восточной части района исследования. В предгорьях, благодаря барьерному эффекту гор, количество осадков возрастает до 600 мм. Особенностью климата является частая повторяемость высоких скоростей ветра.
В условиях дефицита осадков, значительных суточных и сезонных амплитуд температуры воздуха активно протекает физическое выветривание и дефляция, происходит соленакопление в почвах. В течение всего вегетационного периода в почве наблюдается недостаток влаги. В предгорной зоне, где влагообеспеченность повышается, встречается дикорастущая люцерна – ценная кормовая культура. Степные ландшафты представляют собой естественные пастбища, на которых кормятся: дикий верблюд, кулан, дикая лошадь Пржевальского (тахь), джейран, антилопа сайгак.
На протяжении многих веков в регионе было развито пастбищно-кочевое скотоводство, которое сопровождалось изменением видового состава травостоя, снижением продуктивности лугов, эрозионными процессами, сокращением ареала древесно-кустарниковой растительности. Тем не менее животноводство остается основной отраслью специализации хозяйства Джунгаро-Зайсанской природно-хозяйственной системы [9; 10]. В бассейне Черного Иртыша разводят верблюдов и лошадей. Это важнейший для Китая район пастбищного скотоводства. Среди земель, перспективных для выгона скота, более 47% занимают опустыненные степи и пустыни; 29% – степи; 23,5% – луга; 2% – заболоченные участки. Для предотвращения процессов дигрессии, среди которых наибольшую опасность представляет эоловый перенос незакрепленного субстрата, необходима оценка емкости пастбищ. Для водных экосистем актуально нормирование вылова рыбы. Рыболовство развито на озере Зайсан, а в верхнем течении Черного Иртыша оно запрещено.
Земледелие развивается в оазисах и на орошаемых землях. Растениеводство представлено зерновым хозяйством (пшеница, кукуруза, рис), хлопководством, льноводством, овощеводством (сахарная свёкла и др.). В предгорьях существует плодоводство и виноградарство. В долине Черного Иртыша на долю орошаемых сельхозугодий приходится около 96% от общей площади пашни. Последние приурочены к древним и современным дельтам притоков Черного Иртыша и к речным террасам (рис. 2А), сложенным мелкозернистыми песчаными, супесчаными и суглинистыми грунтами. После полива загрязненные воды с полей попадают в Черный Иртыш. Они несут с собой сложно окисляемые органические вещества, пестициды, нитраты и нитриты. На орошаемых полях, в условиях мощного испарения, происходит вторичное засоление.
Естественной реакцией населения на дефицит воды является создание водохранилищ и прудов. С конца XX века для решения проблем водоснабжения осуществляется переброска вод по открытым каналам системы Иртыш – Карамай – Урумчи, на что тратится 10-11% от общего объема стока Черного Иртыша [3]. Обсуждается проект продления канала до оз. Эби-Нур, расположенного в зоне крайне высокой испаряемости. Это наряду с временным эффектом стабилизации уровня оз. Эби-Нур и обеспечения водой сельхозугодий приведет к дополнительным потерям воды на испарение (табл.) не только из-за высокой температуры воды, но и иссушения ветром (рис. 2Б), весной и осенью высока повторяемость пыльных бурь. За счет потерь воды из канала Черный Иртыш – Карамай можно обеспечить питьевой водой около двух миллионов человек, из расчета 18 250 л/(чел./год), или ежегодно орошать 1608 гектаров сельхозугодий. Водой, испарившейся с поверхности оз. Зайсан, – 991 781 человек и 862 га/год.
В настоящее время на территории округа Алтай построены водохранилища и две ГЭС на реке Бурчун: Бурчун-Чункур (2009) и Бурчун-Шанькоу (2014) [11], увеличилось потребление воды на промышленные и сельскохозяйственные нужды. По этой причине за последние 30 лет объем стока, поступающего с территории Китая в Казахстан, уменьшился почти в три раза [12], что привело к понижению уровня озера и заболачиванию дельты Черного Иртыша. Дальнейшее падение уровня воды в нем вызовет врезание реки Черный Иртыш и ее притоков, более активный вынос аллювия, формирование террас и осушение сельхозугодий на территории округа Алтай (СУАР, Китай), что нивелирует эффект от создания ирригационных систем. Водохранилища небольшого объема, созданные на горных и полугорных реках округа Алтай, быстро заносятся аллювием. Задержка наносов в их чашах и регулирующие сбросы активизируют глубинную эрозию в их нижних бьефах, а посадка уровней приводит к понижению грунтовых вод на пойме и увеличению гидростатического давления на плотину [2], которое может вызывать аварийные ситуации. Они имели место в 2013 и 2016 годах, а в 2024 году произошёл прорыв плотины на реке Бурчун. Поток воды от гидропоста Наньвань (СУАР) увеличился до 2070 м3/с. После впадения р. Бурчун в Черный Иртыш уровень последнего (гидропост Боран) поднялся до 543 см – это на 18 см выше критического уровня [13]. Расход воды в реке Черный Иртыш на гидропосту Боран при этом достигал 1700 м3/с. Казахстанская сторона увеличила сброс воды из Усть-Каменогорского водохранилища (контррегулятор Бухтарминского водохранилища) в среднем с 500 до 800 кубометров в секунду, трагедии удалось избежать.
Дальнейшее развитие экономики СУАР неизбежно влечет за собой рост населения, энергопотребления и строительство новых ГЭС, а также рост изъятия воды из Черного Иртыша. Строятся 13 новых водохранилищ малой и средней мощности и ГЭС – «Цяобатэ». К 2030 году вслед за ростом населения на 15% суммарное водопотребление может достигнуть 4,5 км³ [12; 14]. Это обусловлено тем, что отраслями специализации хозяйства района исследования становятся: водоемкое нефтехимическое производство и энергоемкое машиностроение.
На территории располагается Зайсанская нефтегазоносная область (Казахстан) и месторождение Карамай (Китай). Запасы последнего составляют: 1,955 млрд тонн нефти и 109,1 млрд кубометров природного газа. Ежегодная добыча достигает более 20 млн тонн нефтяного эквивалента в год. Неизбежное нефтяное загрязнение в аридных ландшафтах Зайсано-Джунгарской впадины исчезает быстрее, чем в северных районах, а с применением биоремедиации разложение нефтепродуктов происходит за несколько месяцев [15]. Из-за большого количества солнечной радиации быстро разлагаются нефтепродукты и нефть. Самоочищение водным путем идет медленно, так как годовой слой стока не превышает 30–10 мм. Дефицит воды является основным фактором, сдерживающим дальнейшее развитие всего региона.
На территории исследования ведется разработка месторождений угля (Джунгарское и Зайсанское), строительных материалов (ТОО «СМУ–Шыгыс»), добыча соли и соды. Производятся удобрения (ООО «Чжэнчжоу Шанда Биотек», СУАР), пиломатериалы, фанера «Синьцзян-Линьюань» и мебель. В округе Алтай ведется обработка кожи и шерсти, производство хлопчатобумажных тканей и продукции швейной промышленности. Пищевая промышленность представлена производством муки, мяса (более 1 000 000 тонн баранины и говядины). Существенное значение для экономики района имеет таможенный переход, через который осуществляется торговля с Китаем. Последний реализует инфраструктурные проекты для интенсификации взаимодействия с приграничными регионами и странами. Новая зона приграничной торговли между КНР и Казахстаном открылась в районе КПП Цзимунай, который является важным коридором международной торговли Китая с Казахстаном, Россией и другими странами. Пропускная способность КПП – 200 тыс. тонн и 100 тыс. человек в год. Постепенно формируется единая инфраструктурная сеть, обеспечивающая международную торговлю [16].
В процессе реализации проекта «Большого освоения Запада Китая» может быть поглощен весь сток Черного Иртыша, который формируется до вреза канала Иртыш – Карамай – Урумчи. Прогноз возможных последствий для экономики региона должен создаваться с учетом ожидаемого изменения объема стока реки под влиянием природных факторов [15] и структуры водопотребления. В настоящее время большая часть пресной воды расходуется на нужды сельского хозяйства – 49 860 млн м3/год; промышленности – 1137 млн м3/год: коммунально-бытового хозяйства – 1288 млн м3/год. Исходя из того, что 65% от объема водопотребления использует сельское хозяйство, необходимо применение водосберегающих технологий: капельное орошение, поливы через экраны из интерполимерного комплекса; использование защитного слоя (мульчи) на бороздах, лазерное выравнивание, применение специальных добавок, использование галафитов, создание на поверхности водоемов тростниковых матов для выращивания сельскохозяйственных культур. Перечисленные меры позволят существенно снизить расходы воды на суммарное испарение и предупредить вторичное засоление орошаемых массивов. На территории СУАР успешно внедряется традиционная технология для предотвращения миграции песчаных отложений (рис. 2В). На песках пустыни Такла-Макан было высажено 3 000 км лесных полос общей площадью более 30 млн га, доля лесов возросла с 10% до 25%. Необходимо также внедрение агроландшафтной системы земледелия [17].
Современная экологическая ситуация на территории Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины изменяется от удовлетворительной в горах Алтая, где преобладает традиционное природопользование и взаимодействие этнических групп населения, до критической в долине Черного Иртыша [18], где преобладает орошаемое земледелие, а в растениеводстве занято преимущественно уйгурское население. Из-за нарастающей аридизации климата, понижения уровня грунтовых вод возможна потеря урожайности сельхозкультур, активизация эоловых процессов и, как следствие, – снижение уровня жизни коренного населения.
Заключение
Природно-хозяйственная система Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины формировалась на протяжении многих веков. Традиционными отраслями хозяйства являются животноводство и растениеводство на орошаемых земля. В XX веке существенно возросла роль горнодобывающей (угольная, нефтегазовая, металлургическая) и нефтехимической промышленностей, отраслей машиностроения и переработки сельскохозяйственного сырья. Рыночная специализация хозяйства базируется на местных природных ресурсах, но дальнейшее экономическое развитие сдерживается дефицитом воды. Джунгаро-Зайсанская природно-хозяйственная система представляет собой парадинамическое единство, в котором уровни озера Зайсан, Черного Иртыша с притоками обусловлены характером изменения тектонических процессов, климата и интенсивности антропогенного воздействия. Особенности природы Джунгаро-Зайсанской межгорной котловины определяют пороги дальнейшего развития. Для минимизации экологических ограничений необходимо исключить потери при хранении и транспортировке воды, а также применять водосберегающие сельскохозяйственные технологии.
Библиографическая ссылка
Барышников С. Г., Сметанин Н. В., Барышникова О. Н. ПРИРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ СИСТЕМА ДЖУНГАРО-ЗАЙСАНСКОЙ МЕЖГОРНОЙ КОТЛОВИНЫ // Успехи современного естествознания. 2026. № 5. С. 8-15;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=38509 (дата обращения: 01.06.2026).