«Основой жизнеспособности Республики Саха (Якутия), как и России в целом, является ее минерально-сырьевая база и добывающая промышленность» [1, с. 9]. Но высокие риски и затраты, связанные с разработкой месторождений, низкая степень изученности экологического воздействия освоения в труднодоступных экстремальных условиях не позволяют в достаточной степени реализовать огромный ресурсный и инвестиционный потенциал Северо-Востока Якутии.
Территория бассейна р. Индигирки, как и всех крупных рек арктического сектора Якутии, характеризуется суровым резко континентальным климатом и расположением в области криолитозоны. В верхнем течении бассейна в пределах Верхне-Индигирского золотоносного района развита горнодобывающая промышленность [2], которая оказывает негативное техногенное воздействие на неустойчивые северные геосистемы, их нарушение и загрязнение. Источниками поступления вредных веществ являются также предприятия инфраструктуры, включая энергогенерирующие предприятия, транспорт, населенные пункты.
Среди неблагоприятных факторов экологически рискованного природопользования в регионе особое значение имеет слабая устойчивость геосистем бассейна к любым видам техногенных воздействий и низкая восстановительная способность геосистем.
Для реализации планов по развитию этой территории необходимы исследования по комплексной оценке природного состояния, часть которых представляет собой качественное оценивание природной устойчивости геосистем к техногенному воздействию, что и явилось целью данного исследования.
Материалы и методы исследования
Оценка устойчивости бассейна р. Индигирки получена исходя из анализа методики [3], где критерием устойчивости мерзлотных ландшафтов являются мерзлотные характеристики литогенной основы, механическое нарушение которых приводит к активизации криогеологических процессов, а также методики [4], в которой оценка основана на рассмотрении биоклиматических условий ландшафтно-экологических комплексов. По величине суммарного балла дана оценка степени устойчивости. Кроме этого была использована Мерзлотно-ландшафтная карта Республики Саха (Якутия) [5].
Результаты исследования и их обсуждение
По мерзлотно-ландшафтному районированию бассейн р. Индигирки входит в состав Северо-Восточной Сибири и включает в себя пять ландшафтных провинций арктической зоны [6]:
В.II.3. Нижнеиндигирскую озерно-термокарстовую тундровую провинцию;
В.III.1. Абыйскую озерно-термокарстовую северотаежную провинцию;
В.IV.5. Кондаковско-Улахансисскую плоскогорную провинцию с преобладанием горнотундровых ландшафтов;
В.VI.6. Момскую среднегорную горнотундровую и горноредколесную провинцию;
В.VII.1. Момо-Селенняхскую межгорно-котловинную провинцию с преобладанием горноредколесных и северотаежных комплексов.
В.VI.5. Черскую среднегорную горнотундровую и горноредколесную провинцию;
В.V.4. Оймяконскую провинцию с преобладанием горноредколесных ландшафтов.
Ландшафтная характеристика провинций: В.II.3. Основная площадь Нижне-Индигирской озерно-термокарстовой провинции относится к аласному типу ландшафтов, за исключением южной части, занятой межаласным ландшафтом, и поймы р. Индигирки с низкотеррасовым типом ландшафта. B. III.1. Провинция Абыйская озерно-термокарстовая. Типы природных комплексов: межаласный, аласный, зандровый, древнетеррасовый, низкотеррасовый, мелкодолинный, плоскогорно-привершинный, горно-склоновый. Основные типы ландшафтов – межаласный и аласный. Также имеются зандровый, мелкодолинный, низкотеррасовый и другие типы ландшафтов». В.IV.5. Провинция Кондаковско-Улахансисская низкогорная. Основной тип ландшафтов – горносклоновый. Также имеются плоскогорно-привершинные и горно-привершинные комплексы. Развиты пустыни горные эпофитно-лишайниковые, тундры горнокаменистые и лишайниковые, а также тундры заболоченные. В.VI.6. Провинция Момская среднегорная. Типы местностей: горно-привершинный, плоскогорно-привершинный, горно-склоновый, низкотеррасовый, мелкодолинный, предгорно-зандровый, предгорноморенный, межаласный, ледниково-долинный. Характерны разнообразные формы рельефа – предгорно-зандровые, представленные днищами небольших межгорных впадин, поверхности древних террас, зандровых равнин, а также межаласный. Растительность представлена подгольцовыми лиственничными кустарничково-лишайниковыми редколесьями и кедровым стлаником. В.VII.1. Провинция Момо-Селенняхская межгорно-котловинная отличается наличием следующих типов местностей: межаласного, аласного, горно-долинного, террасового, предгорного моренного, предгорного зандрового, плоскогорно-привершинного, горно-склонового, горно-привершинного, мелкодолинного, горно-долинного, ледниково-долинного. Для предгорий и горных склонов и межаласий высоких террас характерен редкостойный лиственничник с различными типами подроста и кустарничков, на аласах произрастают ерники со сфагновыми болотами [7].
В связи с наличием многолетнемерзлых пород ведущими факторами устойчивости природных комплексов являются мерзлотные процессы: льдистость поверхностных отложений, температура мерзлых пород и мощность сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоев. Наиболее опасным является качественное изменение геокриологической обстановки, т.е. переход многолетнемерзлых пород в талое состояние. При переходе среднегодовой температуры через 0 °С начинается оттайка и деградация пород. При этом прочностные свойства пород скачкообразно снижаются и развиваются опасные процессы: термокарст, термоэрозия и др. К резкому повышению среднегодовой температуры приводит снятие теплоизолирущих напочвенных растительных покровов (травяных, лишайниковых и особенно моховых [8]. Факторами, влияющими на устойчивость, являются также климатические и биологические условия, зависящие от соотношения тепла и влаги в каждом природном комплексе: биопродуктивность, поступление тепловой энергии (по величине радиационного баланса), поступление влаги (в основном по величине годовых осадков) [9].
Для оценки устойчивости ландшафтных провинций бассейна р. Индигирки приняты основные факторы их формирования – мерзлотные и биоклиматические показатели (табл. 1). При этом использованы данные, характеризующие ландшафты бассейна р. Индигирки по [5, 6], а также по [10, 11].
Таблица 1
Биоклиматические и мерзлотные показатели ландшафтов бассейна реки Индигирки
|
Обозначение |
Продуктивность, ц/га |
Запасы фитомассы, ц/га |
Теплообеспеченность, град. |
Радиационный индекс сухости, ккал см2/год |
Мощность (стс смс), м |
Температура пород на подошве слоя годовых колебаний (средн./мин.), °C |
Объемная льдистость пород, % |
Характер распространения многолетнемерзлых пород |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
B.II.3 |
минимально- продуктивн. менее 20 |
от 70 |
очень холодные менее 600 |
влажные, 0,5–1,0 |
0,4–0,6 |
-9… -12 |
0,2–0,6 |
сплошной |
|
B.III.1 |
низкопродуктивн., 20–40 |
400-1000 |
умеренно- холодные, 800 –1000 |
недостаточно влажные, 1,5–2,0 |
0,7–1,2 |
- 4... -7 |
0,4–0,8 |
сплошной |
|
B.IV.5 |
низко-продуктивн. 20–40 |
ок. 70 |
холодные менее 600 и очень холодные 600–800 |
недостаточно влажные, 1,5–2,0 |
0,4–1,5 |
-7…-11 |
0,2–0,4 |
сплошной |
|
B.VI.6 |
низко-продуктивн. 20–40 минимально продуктивн., менее 20 |
ок. 70; |
холодные, 600–800 |
влажные (0,5–1,0) |
1,2–1,8 |
-3… – 9 |
0,2–0,4 |
сплошной |
|
Окончание табл. 1 |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
B.VII.1 |
низко- продуктивн. 20–40 |
400–1000 |
умеренно- холодные 800–1000 |
недостаточно влажные, 1,5–2,0 |
0,4–1,8 |
-3… -8,5 |
до 0,2..- 0,2–0,4 |
сплошной |
|
B.VI.5 |
минимально- продуктивн. менее 20 и низкопрод. 20–40 |
330–720; 1000 |
умеренно- холодные 800–1000 |
недостаточно влажные 1,5–2,0 |
0,7–0,2 |
-8…- 11 |
до 0,2..- 0,2–0,4 |
сплошной |
|
B.V.4 |
низко 20–40 и средне 40–60 продуктивн. |
1000 |
умеренно- холодные 800–1000 |
недостаточно 1,5–2,0 и умеренно влажные 1,0–1,5 |
1,0–2,0 1,5–2,5 |
-2…-4 -2…-6 |
до 0,2..- 0,2–0,4 |
сплошной |
Таблица 2
Оценка влияния природных факторов на снижение устойчивости ландшафтов
|
Биогидротермические и геокриологические условия |
Оценка влияния в баллах |
|||
|
1 балл относительно устойчивые |
2 балла относительно неустойчивые |
3 балла неустойчивые |
4 балла крайне неустойчивые |
|
|
не влияет |
слабо влияет |
заметно влияет |
нарушает |
|
|
Продуктивность, ц/га |
повышенно- продуктивные, 60–80 |
средне- продуктивные, 40–60 |
низко- продуктивные, 20–40 |
минимально продуктивные, менее 20 |
|
Теплообеспеченность, °С |
умеренно-теплые, 1200–1400; 1400–1600 |
умеренно-холодные, 800–1000; 1000–1200 |
холодные, 600–800 |
очень холодные, менее 600 |
|
Индекс сухости, ккал·м2/год |
влажные, 0,5–1,0 |
умеренно-влажные, 1,0–1,5 |
недостаточно-влажные, 1,5–2,0 |
сухие, более 2,0 |
|
Запасы фитомассы, 1 ц/га |
1200–1500 |
400–1000 |
330–800 |
20–100 |
|
Характер распространения многолетнемерзлых пород |
островной |
прерывистый |
сплошной подрусловыми таликами |
сплошной |
|
Температура грунтов, °С |
от-5 ° и ниже |
от -5 ° до -2 ° |
от -2 ° до – 1 ° |
от -1 ° до + 1 ° |
|
Льдистость отложений (объемная), отн. ед. |
0,1–0,2 |
0,2–0,4 |
0,4–0,6 |
0,6 и более |
|
Мощность сезонно-талого (стс) и сезонно-мерзлого (смс) слоев, м |
более 2,0 |
1,5-2,0 |
0,8- 1,5 |
до 0,8 |
Для оценки устойчивости ландшафтов проведено ранжирование принятых факторов в сочетании с присвоением каждому ландшафту экспертных баллов. Выделены 4 градации по степени влияния определенного фактора на снижение устойчивости ландшафта: наиболее устойчивому ландшафту был присвоен 1 балл, а наименее устойчивому – 4 балла [3, 12], табл. 2.
Оценка устойчивости выполнена путем приведения мерзлотных и биоклиматических показателей ландшафтной провинции в единый ряд по степени их влияния на снижение устойчивости по значениям присвоенных экспертных оценочных баллов каждой из них. Суммарный балл влияния всех факторов показал оценку устойчивости каждой ландшафтной провинции бассейна р. Индигирки (табл. 3). При составлении таблицы использованы названия биоклиматических и мерзлотных факторов по [12].
Таблица 3
Степень устойчивости ландшафтов бассейна реки Индигирки
|
Биоклиматические и мерзлотные факторы |
Провинции |
||||||
|
B.II.3 |
B.III.1 |
B.IV.5 |
B.VI.6 |
B.VII.1 |
B.VI.5 |
B.V.4 |
|
|
Продуктивность, ц/га |
4 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
|
Запасы фитомассы, ц/га |
4 |
2 |
4 |
4 |
2 |
2 |
2 |
|
Теплообеспеченность, С ° |
4 |
2 |
3 |
3 |
2 |
2 |
2 |
|
Индекс сухости, ккал•м2/год |
1 |
3 |
3 |
1 |
3 |
3 |
2 |
|
Мощность сезонно-талого (стс) и сезонно-мерзлого (смс) слоев, м |
4 |
3 |
3 |
2 |
2 |
4 |
1 |
|
Температура грунтов, °С |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Льдистость поверхностных отложений (объемная), % |
3 |
4 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
|
Характер распространения многолетнемерзлых пород, ммп |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
Сумма баллов |
25 |
22 |
23 |
20 |
18 |
20 |
16 |
|
Степень устойчивости |
крайне неустойчивые |
неустойчивые |
неустойчивые |
неустойчивые |
слабо- устойчивые |
неустойчивые |
слабо- устойчивые |
Таким образом, анализ сочетания основных ландшафтообразующих факторов исследуемого региона позволил оценить степень устойчивости ландшафтов бассейна р. Индигирки следующим образом. В большинстве ландшафты бассейна определены как неустойчивые. Так, неустойчивыми явились природные комплексы с аласным, низкотеррасовым, межаласным и мелкодолинным типами ландшафтов. Ландшафты с горно-склоновым, моренным, горно-долинным и долинным типами ландшафтов также отнесены к неустойчивым [10]. Устойчивыми в слабой степени явились ландшафтные комплексы с горно-привершинным и плоскогорно-привершинным типами ландшафтов.
Заключение
Территориальное распределение устойчивости ландшафтов бассейна р. Индигирки закономерно согласуется с широтно-зональным и высотно-поясным распределением мерзлотных и биоклиматических факторов. Так, если устойчивость ландшафтов северной низинной части реки является крайне слабой, то устойчивость ландшафтов горной части бассейна подчинена высотной поясности и варьирует от неустойчивой до слабоустойчивой.
Выявлено, что Нижнеиндигирская озерно-термокарстовая провинция с арктическими тундрами определена как обладающая крайней степенью неустойчивости в связи с очень низкими биоклиматическими показателями, высокой льдистостью, низкой температурой горных пород и небольшой глубиной слоев сезонного протаивания и промерзания. Биоклиматические показатели северотаежной редколесной Абыйской озерно-термокарстовой провинции определяют ее как слабоустойчивую, но высокая льдистость и малая мощность глубины протаивания снижают ее показатели до неустойчивой. Неустойчивыми явились также Кондаковско-Улахансисская, Момская и Черская среднегорные горнотундровые и горноредколесные провинции, что обусловлено малой мощностью глубин сезонного промерзания и протаивания горных пород, низкими значениями мерзлотных условий. Момо-Селенняхская и Оймяконская горноредколесные северотаежные ландшафтные провинции определены как слабоустойчивые в связи с пониженной льдистостью, повышенными запасами фитомассы и условиями теплообеспеченности.
Практическая значимость заключается в том, что данная работа, являясь необходимым звеном дальнейшего исследования по оценке экологического воздействия освоения труднодоступной территории Крайнего Севера, может привести к обоснованию и разработке ландшафтно-дифференцированных природоохранных мероприятий по снижению экологических последствий воздействия горнодобывающей промышленности в бассейне р. Индигирки.