Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

преобразование Типа гидротермического режима мерзлотных ландшафтов Северного Верхоянья при современном изменении климата и антропогенном воздействии

Иванова Р.Н. 1
1 Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН
Оценивается изменение характеристик термического и влажностного режимов деятельного слоя в естественных ландшафтах Северного Верхоянья при естественных колебаниях климата и их антропогенном преобразовании. При изменениях климатических параметров происходят ежегодные потери или накопления влаги в почвогрунтах в зависимости от ландшафтных условий. При антропогенном воздействии гидротермический режим почвогрунтов северного редколесья смягчается, а криоаридной степи – ухудшается.
Северное Верхоянье
гидротермический режим
мерзлотный ландшафт
изменение климата
антропогенное преобразование
1. Гаврильев П.П., Иванова Р.Н. Особенности обмена тепла и воды между деятельным слоем и атмосферой в Якутии // Влияние климатических и экологических изменений на мерзлотные экосистемы: труды Третьей международной конференции «Роль мерзлотных экосистем в глобальном изменении климата». 27-31 августа 2006 г., г. Якутск. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2007. – С. 127–133.

Экспериментальные исследования теплового режима криогенных ландшафтов в современных условиях глобального изменения климата и усиления антропогенного воздействия дают достоверную картину сложных изменений и трансформаций деятельного слоя, необходимую для разработки рациональных подходов их использования в хозяйственной деятельности.

Климатические условия Северного Верхоянья, отличающиеся суровостью и резкой континентальностью, которая четко проявляется в контрастных изменениях радиационного и метеорологического режимов по сезонам года. Годовые величины суммарной температуры воздуха выше 10 °С составляет только 800–1200 °С, средняя годовая температура воздуха –14–16 °С; годовая сумма осадков 150–250 мм. Средняя годовая температура почвы на глубине 20 см – 8,3 °С, максимальная + 18 °С, минимальная –31 °С.

Не только чрезвычайная суровость холодного периода и непродолжительность теплого сезона создают исключительную обстановку для формирования специфического гидротермического режима мерзлотных почв, но еще большее значение имеет сложное сочетание атмосферного климата с близко залегающими к деятельной поверхности многолетнемерзлыми породами.

Регион Северного Верхоянья является районом рискованного земледелия. Несмотря на такое обстоятельство, здесь в 1980–1990-е годы прошлого столетия были приложены большие усилия для создания возделываемых пашен для обеспечения свежими овощами местных промышленных предприятий и населенных пунктов.

Материал и методы исследования

Институт мерзлотоведения СО РАН в 1989–1992 гг. организовал мониторинговые наблюдения особенностей микроклимата и тепловых условий, а также экологического состояния ландшафтов в естественной и антропогенной среде в центральной части долины р. Яны.

Для оценки современных изменений климата мы проанализировали показатели средней месячной температуры воздуха и атмосферных осадков по метеостанции Верхоянск с 1891 по 2010 гг. Чтобы иметь представление об экстремальных колебаниях климата нужно выделить климатическую норму, присущую для данной территории. По общепринятой методике климатическая норма выводится в среднем за 30 лет. Так, мы разбили рассматриваемый отрезок на 4 тридцатилетия: 1891–1920, 1921–1950, 1951–1980 и 1981–2010 гг.

Результаты исследования и их обсуждение

Для современного режима деятельного слоя представляет интерес период последнего тридцатилетия 1981–2010 гг. Не вызывает сомнения, что именно в этот период наблюдается процесс глобального потепления климата на Земле. Для метеостанции Верхоянск данный период также примечателен беспрецедентным повышением температуры зимнего сезона. В этот период количество твердых атмосферных осадков понизилось, что можно рассматривать как выравнивающий фактор для возможного потепления мерзлотного режима. Атмосферные осадки мая-месяца значительно увеличились (на 4 мм), июня в пределах климатической нормы, июля понизились. Отдельно нужно оценить показатели осадков августа, которые за последний период повысились на 6 мм. Эти осадки вкупе с осадками сентября, которые тоже повысились на 2–3 мм, оказывают скорее охлаждающее действие, чем отепляющее. Таким образом, можно констатировать, что изменение климата в Северном Верхоянье за последнее тридцатилетие не оказало существенных нарушений мерзлотного режима ландшафтов, вследствие выравнивающего воздействия уменьшения твердых атмосферных осадков и связанного с этим уменьшения высоты снежного покрова, а также повышения количества жидких атмосферных осадков, оказывающих охлаждающий эффект.

В отличие от природных процессов антропогенное преобразование ландшафтов сопровождается значительным нарушением поверхностных условий, изменением структуры радиационно-теплового баланса, температурного и водного режимов деятельного слоя, изменением показателей криогенных процессов и явлений.

Составляющие теплового баланса поверхности и их структура являются энергетической основой формирования мерзлотно-гидротермического режима деятельного слоя мерзлотных ландшафтов.

Ранее нами предпринимались попытки систематизации термического и водного режима различных мерзлотных ландшафтов на примере Спасской Пади в Центральной Якутии [1].

По сочетанию нескольких основных характеристик –

а) величине сезонного протаивания;

б) по температуре (°С) на глубине 20 см (в июне-июле), по глубине проникновения активных температур;

в) выше 5 °С;

г) выше 10 °С – выделены 5 подтипов термического режима (таблица).

Критерии определения подтипов гидротермического режима деятельного слоя

I. По сочетанию нескольких основных характеристик

Подтип термического режима

Величина сезонного протаивания, м

Температура (°С) на глубине 20 см (в июне-июле)

Глубина проникновения активных температур, м

> 5оС

> 10оС

Умеренный

> 2,0

10–20

до 0,65–1,2

до 0,25–0,7

Умеренно-холодный

1,6–2,0

6–16

0,55–1,1

0,2–0,6

Холодный

1,0–1,5

4–12

0,3–0,9

0,1–0,5

Сильно-холодный

0,5–1,0

3–10

0,1–0,5

0,05–0,3

Чрезмерно-холодный

< 0,5

0–3

0,03–0,2

не проникает

II. По величине (запасу) продуктивной влаги в слое 0–0,5 м

Подтип водного режима

Влагозапас, мм

Избыточно влажный

> 125

Влажный

75–125

Умеренно влажный

50–75

Недостаточно влажный

30–50

Используя вышеизложенные критерии, мы провели типизацию гидротермического режима для ландшафтов Северного Верхоянья.

Гидротермический режим почвогрунтов естественных ландшафтов:

– северной тайги Северного Верхоянья относится к чрезмерно холодному переувлажненному типу (величина сезонного протаивания < 0,5 м; температура на глубине 0,2 м менее 3 °С; глубина проникновения активной температуры меньше 0,1 м; величина продуктивной влаги в слое 0–0,5 м выше 100 мм),

– лугов в межгорных впадинах Северного Верхоянья – к сильно-холодному избыточно-влажному типу (величина сезонного протаивания 0,55 м; температура на глубине 0,2 м около 6 °С; глубина проникновения активной температуры преимущественно 0,1 м и менее; величина продуктивной влаги в слое 0–0,5 м > 125 мм).

Гидротермический режим почвогрунтов антропогенных ландшафтов:

– орошаемой пашни, возделываемой в криоаридной степи относится к холодному умеренно-влажному типу (величина сезонного протаивания 1,1 м; температура на глубине 0,2 м стабильно выше 10 °С и в среднем составляет 16 °С; глубина проникновения активной температуры 0,4 м; величина продуктивной влаги в слое 0–0,5 м более 50 мм),

– пашни, освоенные путем расчистки северного редколесья – к холодному переувлажненному типу (величина сезонного протаивания 0,9–1,25 м; температура на глубине 0,2 м около 10 °С; глубина проникновения активной температуры 0,2 м; величина продуктивной влаги в слое 0–0,5 м > 100 мм).

Выводы

1. При антропогенном воздействии гидротермический режим почвогрунтов северного редколесья смягчается (изменяется от чрезмерно холодного переувлажненного до холодного переувлажненного).

2. Гидротермический режим криоаридной степи – ухудшается (изменяется от умеренно-холодного недостаточно-влажного до холодного умеренно-влажного).

3. Эти преобразования могут вызвать локальные изменения структуры естественных фитоценозов (продуктивности и видового состава), обратимую и необратимую смены фитоценозов, а также региональную динамику растительности и состава флоры. Уникальные коренные естественные фитоценозы криоаридных степей имеют регрессивный тип ареала и с легкостью могут быть полностью захвачены сорно-полевыми (синантропными) или инвазивными (чужеродными) видами с сопредельных территорий.


Библиографическая ссылка

Иванова Р.Н. преобразование Типа гидротермического режима мерзлотных ландшафтов Северного Верхоянья при современном изменении климата и антропогенном воздействии // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 11-1. – С. 38-40;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31021 (дата обращения: 23.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074