Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ЛАНДШАФТОВ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНО-ЯКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИИ)

Николаева Н.А. 1
1 ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Республика Саха (Якутия) относится к зоне Севера, богатой природными ресурсами. Отличительными от других территорий особенностями являются крайне суровые климатические условия, неблагоприятные как для проживания населения, так и для ускоренного развития промышленности, строительства, транспорта, сельского хозяйства. Современные экономические условия диктуют необходимость интенсификации освоения топливно-энергетических ресурсов, а также их экспорта, что приводит к обострению экологических проблем, в том числе к загрязнению окружающей среды. Наиболее значительный вклад в этот процесс вносит топливно-энергетический комплекс, что обусловливает актуальность проведения исследований по минимизации последствий нарушения экологического баланса территорий промышленного освоения. Регион характеризуется особыми условиями экологически рискованного природопользования, среди которых первостепенное значение имеют низкие устойчивость ландшафтов и их восстановительная способность. В статье дана оценка степени устойчивости к техногенному воздействию ландшафтов Сыллахского и Верхне-Талуминского месторождений, расположенных в Южной Якутии на территории Южно-Якутского угольного бассейна. Степень устойчивости произведена сочетанием методов ранжирования и балльной оценки на картографической основе. Полученная оценка устойчивости ландшафтов Сыллахского месторождения позволила отнести их к ландшафтам с различными степенями устойчивости, от относительно устойчивых и среднеустойчивых к относительно неустойчивым, в зависимости от сочетания основных факторов формирования ландшафтов – мерзлотных и биоклиматических показателей. Оценка устойчивости ландшафтов Верхне-Талуминского месторождения позволила определить их как относительно неустойчивые, несмотря на то, что по биоклиматическим показателям ландшафты оценены как более устойчивые. По совокупности же мерзлотных показателей, обусловливающих их неустойчивость, данные природные комплексы отнесены к относительно неустойчивым. Работа выполнена в рамках проекта государственного задания (№ FWRS-2021-0014) программы по приоритетному направлению Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021–2030 гг.).
Южная Якутия
угольное месторождение
ландшафт
оценка
устойчивость
1. Южная Якутия: Ресурсный потенциал социально-экономических комплексов / Под ред. П.В. Гуляева. Уфа: Аэтерна, 2019. 243 с.
2. Официальный сайт ООО «УК «ЭЛСИ». [Электронный ресурс]. URL: https://elsi-group.ru/company (дата обращения: 21.09.2023).
3. Официальный сайт УК «Колмар». [Электронный ресурс]. URL: http://www.kolmar.ru/company/strategy/ (дата обращения: 21.09.2023).
4. К 2030 г. в Якутии будут добывать 80 млн тонн угля в год. [Электронный ресурс]. URL: https://dzen.ru/a/ZIxmBf0G8l78XHEj (дата обращения: 24.09.2023).
5. Сыллахское каменноугольное месторождение. [Электронный ресурс]. URL: https://nedradv.ru/nedradv/ru/find_place?obj=f2f5e2370b07304ef3b5b8e49146f7f3 (дата обращения: 24.09.2023).
6. Верхне-Талуминское месторождение. Восточный участок участка № 2. Уголь каменный [Электронный ресурс]. URL: https://nedradv.ru/nedradv/ru/find_place?obj=9ca8e2d2ab6e71575d82c482dcabe203 (дата обращения: 24.09.2023).
7. Официальный сайт ООО «АнтрацитИнвестПроект». [Электронный ресурс]. URL: https:// www.aipcoal.ru (дата обращения: 18.10.2023).
8. Шполянская Н.А., Зотова Л.И. Карта устойчивости ландшафтов криолитозоны Западной Сибири // Вестник МГУ. 1994. Сер. 5. № 1. С. 56–65.
9. Букс И.И., Байбородин В.Н., Тимирбаева Л.С. Корреляционная эколого-фитоценотическая карта. Масштаб 1:7500000 // Сер. Карты природы, населения и хозяйства Азиатской России. М., 1977. 1 л.
10. Мерзлотно-ландшафтная карта Республики Саха (Якутия). Масштаб 1:1500000 / Федоров А.Н., Торговкин Я.И., Шестакова А.А., Васильев Н.Ф., Макаров В.С. и др.; гл. ред. М.Н. Железняк. Якутск, 2018. 2 л.
11. Материалы оценки воздействия на окружающую среду 364.01-ОВОС [Электронный ресурс]. URL: http://www.neruadmin.ru/upload/2021/364.01-%D0%9E%D0%92%D0% 9E%D0%A1%20(3)_small.pdf (дата обращения: 06.10.2023).
12. Федоров А.Н., Ботулу Т.А., Варламов С.П. и др. Мерзлотные ландшафты Якутии: Пояснительная записка к «Мерзлотно-ландшафтной карте Якутской АССР». Новосибирск: ГУГК, 1989. 70 с.
13. Абалаков А.Д., Лопаткин Д.А. Устойчивость ландшафтов и ее картографирование // Известия Иркутского государственного университета. 2014. Т. 8. С. 2–14.
14. Бурцева Е.И. Геоэкологические аспекты развития Якутии. Новосибирск: Наука, 2006. 270 с.

В целях решения проблем энергетической и экономической безопасности России одним из стратегических государственных направлений является интенсификация освоения богатейших топливно-энергетических и минерально-сырьевых ресурсов северо-востока страны, в том числе территории Республики Саха (Якутия).

Ведущую роль в экономике региона играет Южная Якутия, где расположен Южно-Якутский каменноугольный бассейн с уникальными ресурсами высококачественных коксующихся и энергетических углей, геологические запасы которых оцениваются в 7,36 млрд т, которые имеют региональное, межрегиональное и международное значение [1].

По состоянию на конец 2022 г. в Южной Якутии действуют крупные угольные предприятия таких компаний, как АО ХК «Якутуголь», ООО УК «Колмар, ООО УК «ЭЛСИ», ООО «Эрчим-Тхан» [2, 3]. Здесь действуют угольные разрезы и шахты месторождений Нерюнгринское, Эльгинское, Чульмаканское (Денисовская и Инаглинская шахты), Верхне-Талуминское, Кабактинское. В прошлом году был запущен перспективный разрез Сыллахский, где можно добыть 6,5 млн т угля в год [4].

Объекты угледобывающей промышленности являются основными источниками антропогенного воздействия на компоненты окружающей среды, в особенности на атмосферу. Это вызывает различные экологические проблемы, для решения которых необходимо проведение экологических оценок состояния природной среды. Среди них существенное значение имеет оценка природной устойчивости ландшафтов к антропогенному воздействию.

Сыллахское угольное месторождение, крупнейшее по запасам после Эльгинского месторождения, расположено в Нерюнгринском и Олекминском районах Якутии, в 180 км западнее г. Нерюнгри (рисунок). Под Сыллахским месторождением понимается угленосная площадь в западной части Усмунского угленосного района, ограниченная с севера долиной правого притока р. Нырныкта и далее до излучины и ее левого притока – ручья Мошарик, и относится к бассейну среднего течения р. Тунгурча, являющейся правым притоком р. Олекма. Река Сыллах является самым крупным притоком р. Тургунча [5].

Верхне-Талуминское месторождение расположено на территории Нерюнгринского района Республики Саха (Якутия) в 36 км к северо-востоку от административного центра – г. Нерюнгри. Месторождение позволит в ближайшие 10 лет открытыми горными работами добывать уголь в количестве 4 млн т ежегодно [6]. Территория района в металлогеническом отношении находится в пределах Алдано-Чульманского угленосного района, расположенного в центральной части Южно-Якутского каменноугольного бассейна. Расположено месторождение в пределах Чульманского плато и водораздельных пространств р. Чульмакана, Верхней Талумы, Дурая и их притоков.

missing image file

Дорога на Сыллахское угольное месторождение [7]

Для минимизации экологических последствий на природную среду территории промышленного освоения в Южной Якутии существенную роль играет оценка степени устойчивости ландшафтов к техногенной нагрузке.

Цель исследования – оценка степени устойчивости ландшафтов территорий Сыллахского и Верхне-Талуминского угольных месторождений в условиях интенсивного промышленного воздействия.

Материалы и методы исследования

Для оценки устойчивости ландшафтов перспективных угольных месторождений Южной Якутии использованы методики оценки устойчивости ландшафтов в области криолитозоны [8, 9], критерием устойчивости в которых явились мерзлотные и биоклиматические факторы формирования северных ландшафтов, а также применение мерзлотно-ландшафтной карты Республики Саха (Якутия) [10].

Природные условия территории исследования

Климат района резко континентальный с коротким жарким летом и продолжительной холодной зимой. Самые низкие температуры до -57 °С отмечаются в декабре – январе, наиболее высокие до +33 °С установлены в июне – июле, количество осадков – 523,8 мм. Основная часть осадков выпадает в виде дождя. Снежный покров появляется в конце сентября, разрушается во второй половине апреля – первой половине мая [11]. Гидрографическая сеть близлежащих водотоков принадлежит к бассейну р. Сыллах. Питание рек смешанное с преобладанием снегового. Гидрографы характеризуются высоким весенним половодьем, летней и зимней меженью и осенним паводком. В весеннее половодье проходит в среднем 60 % годового стока. Мелкие водотоки характеризуются неразработанными узкими долинами, образуют круто врезанные распадки с углами склонов от 5–10° до 30–40° [11]. В геологическом строении южной части Сыллахского месторождения принимают участие породы архейского комплекса, юрские угленосные отложения и четвертичные образования. Четвертичные образования повсеместно перекрывают юрские угленосные отложения. В составе их выделяются делювиальные, элювиальные, коллювиальные, аллювиальные и озерно-болотные отложения. В геоморфологическом отношении участок расположен на Алданском нагорье. Рельеф района работ довольно однообразен и характеризуется наличием широких плоских водоразделов, расчлененных узкими долинами водотоков. Абсолютные отметки водоразделов колеблются от 750 до 890 м на Сыллахском участке и от 775 до 897 м на Тунгурчинском [11].

Ландшафты месторождения относятся к физико-географической стране Горы Южной Сибири, группе Чульманской плоскогорной ландшафтной провинции. В структуру ландшафтов Сыллахского месторождения входят следующие ландшафтные районы, названия и обозначения которых соответствуют [10, 12]: 29а – горноредколесные горносклоновые делювиально-солифлюкционные лиственничные леса и редколесья, часто с примесью сосны, кустарничково-лишайниковые и моховые на сплошных мерзлых породах, горных подзолистых, таежных типичных и заболоченных, реже дерново-карбонатных и перегнойно-карбонатных; 29б – горноредколесные горносклоновые делювиально-коллювиальные лиственничные редколесья кустарничково-лишайниковые и моховые на сплошных мерзлых породах, подбурах таежных, горных подзолистых дерново-карбонатных, сильнощебнистых, смытых почвах; 30 – горноредколесные горносклоновые делювиально-солифлюкционные лиственничные редколесья кустарничково-лишайниковые и моховые на прерывистых и островных породах на горных подзолистых, дерново-карбонатных, щебнистых смытых почвах; 32 – горнотаежные горносклоновые, делювиально-солифлюкционные, сосново-лиственничные редколесья и редины кустарничково-лишайниковые и моховые на подзолистых смытых щебнистых почвах, на прерывистых и островных мерзлых породах; 34 – интразональные горные с комплексом горноредколесной среднетеррасовой долинной растительности на сплошных породах; 35 – интразональные с комплексом горноредколесной низкотеррасовой долинной растительности на прерывистых и островных породах.

Верхне-Талуминское месторождение представлено ландшафтным комплексом горнотаежных горносклоновых делювиально-коллювиальных сосново-лиственничных редколесий кустарничково-лишайниковых и моховых на смытых подзолистых почвах, расположенных на прерывистых и островных мерзлых породах [12].

Результаты исследования и их обсуждение

Устойчивость системы – это ее свойство сохранять основные параметры в пределах допустимых значений под влиянием внешних и внутренних воздействий. Характер изменений и устойчивости ландшафтов зависит от их свойств, вида и степени антропогенного воздействия, расположения в географической среде [13]. Устойчивость мерзлотных ландшафтов основывается на соотношении основных ландшафтообразующих факторов: климатических (солнечной радиации, температуры воздуха, количества осадков и пр.), биотических (характера растительности, биологической продуктивности, количества фитомассы и пр.) и литогенных (наличия и распространения многолетнемерзлых пород, льдистости грунтов, мощности протаивания и промерзания и пр.) [14, с. 80]. Из этих факторов превалирующее значение для мерзлотных ландшафтов имеет литогенный (мерзлотный), как наиболее характерный для Якутии, когда изменение, стабилизация и деградация ландшафтов обусловлены состоянием мерзлых пород. Кроме того, при оценке устойчивости ландшафтов должно учитываться соотношение двух значимых показателей – тепло- и влагообеспеченности, распределение которых зависит от широтной зональности и высотной поясности. В свою очередь, соотношение показателей тепла и влаги определяет биологическую продуктивность ландшафта.

В соответствии с этим устойчивость ландшафтов Сыллахского месторождения была оценена по количественным показателям мерзлотных и биоклиматических условий, характерных для каждого из шести ландшафтных районов. Характеристики мерзлотных условий получены исходя из работ [10, 12], биоклиматических – на основе [9], табл. 1.

В табл. 2 дано распределение биоклиматических и мерзлотных факторов по степени влияния на снижение устойчивости ландшафта по значениям присвоенных экспертных оценочных баллов: 1 балл (не влияет) присваивался наиболее устойчивому ландшафту; 2 балла (слабо влияет) – относительно устойчивому ландшафту; 3 балла (заметно влияет) относительно неустойчивому; 4 балла (нарушает) – неустойчивому (табл. 2).

Таблица 1

Биоклиматические и мерзлотные факторы формирования ландшафтов территории Сыллахского месторождения

Обозначения ландшафтов

Продуктивность, ц/га

Запасы фитомассы, ц/га

Теплообеспе- ченность, град

Индекс сухости, ккал. см 2/год

Мощность

(стс/смс), м

Температура мерзлых пород, °C

Объемная льдистость пород, доли ед.

Характер распростр. мерзлых пород

29а

среднепродуктивные, 40–60

720–1000

умереннохолодные,

560–1100

влажные,

0,5–1,0

1,0–2,0

-2…-4

до 0,2…

0,2–0,4

сплошной

29б

среднепродуктивные, 40–60

720 –1000

умереннохолодные,

560–1100

влажные,

0,5–1,0

1,5 –2,5

-2…-6

до 0,2…

0,2–0,4

сплошной

30

повышенно продуктивные, 60–80

ок. 1000

умереннохолодные,

800–1100

влажные,

0,5–1,5

2,0–3,0

1…-2

0,2–0,4 (0,6)

прерывист. и островной

32

повышенно продуктивные, 60–80

ок. 1600

умеренно

теплые, 1200–1400

умеренно

влажные, 1,0– 1,5

2,0–3,0

0…0,5

0,2–0,4 (0,6)

прерывист. и островной

34

повышенно продуктивные, 60–80

ок. 1600

умеренно

теплые,

1200–1400

влажные,

0,5–1,0

0,6–1,2

-2…-5

0,2–0,4

сплошной

35

повышенно продуктивные, 60–80

ок. 1600

умеренно

теплые,

1200–1400

влажные,

0,5–1,0

2,0–3,0

0,2-0,4

0,2–0,4

прерывист. и островной

Таблица 2

Оценка влияния природных факторов на снижение устойчивости ландшафтов

Природные факторы

Оценка устойчивости в баллах

1 балл (устойчивые)

2 балла (относительно устойчивые)

3 балла (относительно неустойчивые)

4 балла (неустойчивые)

Продуктивность, ц/га

повышенно

продуктивные,

60–80

среднепродуктивные, 40–60

низкопродуктивные, 20–40

минимально продуктивные, менее 20

Запасы фитомассы, ц/га

1200–1600

1000–1200

700–1000

менее 800

Теплообеспеченность, град.

теплые,

более 1600

умеренно

теплые, 1200–1400; 1400–1600

умеренно холодные, 500–1000, 1000–1200

холодные,

менее 700

Индекс сухости, ккал. см2 /год

влажные,

0,5–1,5

умеренно

влажные 1,0–1,5

недостаточно

влажные 1,5–2,5

избыточно влажные 0,2–0,8

Мощность стс/смс, м

более 2,0

1,4–2,0

0,8–1,4

0,2–0,8

Температура пород, град

– 5 и ниже

–5…–2

-2 – -1

-1–+1

Объемная льдистость пород, отн. ед.

0,1–0,2

0,2–0,4

0,4–0,6

0,6 и более

Характер распространения мерзлоты

сплошной

слабопрерывистый

прерывистый

прерывистый и островной

Таблица 3

Оценка степени устойчивости ландшафтов Сыллахского месторождения

Ландшафт

Продуктивность, ц/га

Запасы фитомассы, ц/га

Теплообеспе-ченность, град.

Индекс сухости, ккал. см2 /год

Мощность

стс/смс м

Температура пород, град.

Объемная льдистость пород, %

Характер распространения мерзлоты

Сумма баллов

29а

2

3

3

1

2

2

1

1

15

29б

2

3

3

1

1

1

1

1

13

30

1

2

2

1

1

4

2

4

17

32

1

1

2

2

1

4

2

4

17

34

1

1

2

1

3

2

2

1

13

35

1

1

2

1

1

3

2

4

15

При этом принята следующая шкала ранжирования: устойчивые – 13 и менее баллов; среднеустойчивые 14–16 баллов; относительно неустойчивые – 17 и более баллов. Оценка устойчивости каждой ландшафтной провинции территории Сыллахского месторождения по дается по сумме баллов (табл. 3).

Основной тип ландшафтов Верхне-Талуминского месторождения – горнотаежные горносклоновые делювиально-солифлюкционные сосново-лиственничные редколесья и редины кустарничково-лишайниковые и моховые на слабопрерывистых мерзлых породах. Они обладают повышенной продуктивностью (60–80 ц/га), запасы фитомассы составляют около1600 ц/га, являются умеренно теплыми (1200–1400 ккал м2/год) и умеренно влажными (1,0–1,5 град.) [10, 12]. Мерзлотные условия: объемная льдистость составляет 0,2–0,4 отн. ед.; температура пород 0–0,5°С; мощность сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоев 2,0–3,0 м. Оценка их устойчивости показала, что суммарное количество баллов – 17, что позволяет определить, что ландшафты Верхне-Талуминского месторождения неустойчивы.

Заключение

Оценка степени устойчивости ландшафтов территории Сыллахского месторождения позволила отнести их к различным степеням устойчивости, от устойчивых и среднеустойчивых к неустойчивым, в зависимости от сочетания основных ландшафтообразующих факторов исследуемого региона – мерзлотных и биоклиматических показателей в каждом ландшафте. Так, устойчивыми определены горные комплексы с горноредколесной среднетеррасовой и низкотеррасовой долинной растительностью на сплошных и прерывисто-островных породах. Горноредколесные делювиально-солифлюкционные лиственничные редколесья кустарничково-лишайниковые и моховые на прерывистых и островных породах оценены как среднеустойчивые ландшафты. Относительно неустойчивыми явились горноредколесные делювиально-солифлюкционные и коллювиальные лиственничные редколесья кустарничково-лишайниковые и моховые на сплошных мерзлых породах и горнотаежные делювиально-солифлюкционные сосново-лиственничные редколесья на прерывистых и островных мерзлых породах.

Оценка устойчивости ландшафтов Верхне-Талуминского месторождения позволила отнести их к относительно неустойчивым к антропогенному воздействию, несмотря на то, что по биоклиматическим показателям ландшафты оценены как устойчивые и среднеустойчивые. Но по совокупности мерзлотных показателей данные природные комплексы отнесены к относительно неустойчивым.

Оценка устойчивости ландшафтов угольных месторождений Южно-Якутского бассейна является важнейшим критерием оценки территории для возможности ее промышленного освоения и может иметь практическое значение для составления экологического регламента территории и обоснования мероприятий по снижению негативных последствий на природную среду.


Библиографическая ссылка

Николаева Н.А. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ЛАНДШАФТОВ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНО-ЯКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИИ) // Успехи современного естествознания. – 2023. – № 10. – С. 88-93;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=38118 (дата обращения: 21.02.2024).

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 = 1,674