На территории Якутии трасса нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан (ВСТО-1) проходит через следующие пункты: Талаканское месторождение - г.Ленск - г.Олекминск - г.Алдан - п.Нагорный. При этом участок Талакан - г.Алдан пересекает физико-географическую страну Среднюю Сибирь, характеризующуюся преобладанием природных комплексов, подчиняющихся широтно-зональной дифференциации, а участок г.Алдан - п.Нагорный - страну гор Южной Сибири, природные комплексы которой подчиняются закономерностям высотной поясности.
По мерзлотно-ландшафтному районированию Якутии [4] природные комплексы изучаемой территории расположены в пределах семи мерзлотно-ландшафтных провинций: Средневилюйской полого-увалистой, Нюе-Олекминской увалистой, Приленской увалистой, Олекмо-Алданской увалистой, Олекмо-Тимптонской плоскогорной. Чульманской плоскогорной и Тимптоно-Учурской среднегорной.
Для предотвращения негативных последствий техногенного воздействия на природную среду немаловажное значение имеет оценка степени устойчивости природных комплексов к этому воздействию.
В условиях криолитозоны вопросы устойчивости мерзлотных ландшафтов рассматривались многими авторами, например, Букс И.И. (1983), Шполянской Н.А. и Зотовой Л.И. (1994), Федоровым А.Н. (1991), Васильевым И.С. и др. (2009).
В северных регионах ведущим ландшафтнообразующим фактором является криогенез. В этих условиях восстановление или стабилизация природных комплексов полностью определяются свойствами многолетнемерзлых пород. Поэтому устойчивость мерзлотных ландшафтов зависит от льдистости пород, изменчивости их температуры, а также от мощности сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоев (стс и смс), т.е. от литогенных факторов. Таким образом, оценка их устойчивости основывается на потенциальной возможности развития криогенных деформаций грунта при нарушении почвы или удалении растительного покрова [6].
Кроме того, известно, что экосистемы Севера, где лимитирующим фактором выступает тепло, а многие биологические процессы замедленны, характеризуются низкой восстановительной способностью и ранимостью, в связи с чем устойчивость мерзлотных ландшафтов зависит также от климатических и биологических факторов [7].
В связи с этим при оценке устойчивости ландшафтов к техногенным нарушениям учитывалиcь в основном мерзлотно-литогенные и биоклиматические условия их формирования.
Методической основой работы явились две взаимодополняющие методики - оценка устойчивости ландшафтно-экологических комплексов к техногенным воздействиям [2] и оценка покомпонентного влияния ведущих мерзлотных характеристик на снижение устойчивости ландшафта [7].
Были приняты следующие основные компоненты мерзлотных ландшафтов, определяющие условия их формирования: льдистость многолетнемерзлых пород, их температура, мощность сезонно-талого или сезонно-мерзлого слоев, характер распространения многолетней мерзлоты, а также биологическая продуктивность, запасы фитомассы, условия теплообеспеченности и увлажнения.
Характеристики мерзлотных условий получены, исходя из работ [4. 6], биоклиматических условий - из работ [1, 5 ,6]. Условия теплообеспеченности выражены суммой биологически активных температур воздуха (суммой среднесуточных температур воздуха выше 10 °С), а увлажнения - значениями радиационного индекса сухости.
Значения принятых показателей по ландшафтным провинциям исследуемой территории приведены в табл. 1.
Для оценки свойств природных комплексов, характеризующих устойчивость, было применено их ранжирование в сочетании с присвоением каждой ландшафтной провинции экспертных баллов - оценок.
В табл. 2 приведены данные по оценке влияния природных элементов на снижение устойчивости ландшафтов, принятые из работ [3, 7]. Выделены 4 градации по степени влияния определенного фактора на снижение устойчивости ландшафта: не влияет - 1 балл; слабо влияет - 2; заметно влияет - 3; нарушает - 4 балла. Интегральное влияние всех составляющих оценивалось суммой баллов. Чем больше суммарный балл, тем менее устойчивым следует считать данный природный комплекс. Принята следующая шкала ранжирования: неустойчивые - 15 баллов и менее; средне- (относительно) устойчивые - 17-19 баллов; слабоустойчивые - 21 балл и более.
Таблица 1
Показатели биоклиматических и мерзлотных условий ландшафтных провинций трассы ВСТО-1
|
Ландшафтные провинции |
Растительность |
Продуктивность, ц/га |
Запасы фитомассы, ц/га |
Теплообеспеченность, град |
Индекс сухости, ккал·м2/год |
Мощность стс (смс), м |
Температура пород, град |
Объемная льдистость пород, отн, ед, |
Характер распространения мерзлоты |
|
Средневилюйская пологоувалистая |
Среднетаежные лиственничные с примесью ели и сосново-лиственничные кустарниково-моховые и кустарничковые леса |
Средне-продуктивные, 40-60 |
1200-1500 |
Умеренно теплые, 1200-1600 |
Недостаточно влажные, 1,5-2,5 |
1,2-2,5 |
-1...-3 |
0,3-0,5 |
Сплошной |
|
Нюе-Олекминская увалистая |
Среднетаежные лиственничные часто с примесью кедра, сосны и ели и сосновые и лиственнично-сосновые леса с кустарничково-зеленомошным покровом |
Повышенно-продуктивные, 60-80 |
1500-2000 |
Умеренно-теплые, 1400-1600 |
Умеренно-влажные, 1,0-1,5 |
2,5-3,5 |
0...-1,5 |
0,3-0,5 |
Прерывистый |
|
Олекмо-Алданская увалистая |
Среднетаежные лиственничные среднегорные леса,сосновые и сосново-лиственничные леса травяно-зеленомошные |
Повышенно-продуктивные, 60-80 |
1500-2000 |
Умеренно-теплые 1400-1600 |
Умеренно-влажные, 1,0-1,5 |
2,5-3,5 |
0...-1,5 |
0,3-0,5 |
Прерывистый |
|
Приленская увалистая |
Среднетаежные среднегорные сосновые и сосново-лиственничные леса и кустарничково-травяно-зеленомошные и кустарничково-травяные |
Повышенно-продуктивные, 60-80 |
2000-3000 |
Умеренно-теплые, 1400-1600 |
Умеренно-влажные, 1,0-1,5 |
1,5-2,5 |
0... -1,5 |
0,3-0,5 |
Островной |
|
Олекмо-Тимптонская плоскогорная |
Среднегорные лиственничные кустарничковые редколесья с зарослями кедрового стланика и леса кустарничково-травяно-зеленомошные |
Средне-продуктивные, 40-60 |
ок.. 1000 |
Умеренно-холодные, 800-1100 |
Влажные, 0,5-1,5 |
стс 1,5-3,0 смс 2,0-4,0 |
0... -4 |
0,2-0,4 |
Прерывистый |
|
Чульманская плоскогорная |
Горнотаежные сосново-лиственничные леса кустарничково-моховые |
Повышенно-продуктивные, 60-80 |
ок. 1600 |
Умеренно-теплые, 1150-1300 |
Влажные, 0,5-1,5 |
стс 1,5-3,0 смс 3,0-4,0 |
0...-3,5 |
0,3-0,4 |
Прерывистый, островной |
|
Тимптоно-Учурская среднегорная |
Подгольцовые кустарники и горноредколесные лиственничники с кедровым стлаником и кустарниковыми березками с кустарничково-мохово-лишайниковым покровом |
низко-продуктивные, 20-40 |
330-720 |
холодные, 450-700 |
влажные, 0,5-1,5 |
1,0-2,0, |
-4...-8 |
0,3-0,5 |
Сплошной, прерывистый |
Таблица 2
Оценка влияния биоклиматических и криологических условий на степень устойчивости (на основе данных Васильева И.С. и др. (2009); Шполянской Н.А., Зотовой Л.И. (1994)
|
Биогидротермические и геокриологические условия |
Оценка влияния в баллах |
|||
|
1 балл (не влияет) |
2 балла (слабо влияет) |
3 балла (заметно влияет) |
4 балла (нарушает) |
|
|
Продуктивность, ц/га |
Повышенно-продуктивные, 60-80 |
Средне-продуктивные, 40-60 |
Низко-продуктивные, 20-40 |
Минимально-продуктивные, Менее 20 |
|
Теплообеспеченность, °С |
Теплые, Более 1600 |
Умеренно-теплые, 1200-1600; |
Умеренно-холодные, 800-1200 |
Холодные, 600-800 |
|
Индекс сухости, ккал·м2/год |
Влажные, 0,5-1,0 |
Умеренно-влажные, 1,0-1,5 |
Недостаточно-влажные, 1,5-2,0; |
Избыточно-влажные, Менее 0,5 |
|
Запасы фитомассы, ц/га |
1000-1600 Повышенные |
720-1000 Средние |
330-720 Слабые |
Ниже 330 минимальные |
|
Распространение мерзлых пород |
Островное |
Прерывистое |
Сплошное с таликами |
Сплошное |
|
Температура грунтов, °С |
Ниже -5° |
От -2° до -5° |
От -1° до -2° |
-1... 1° |
|
Объемная льдистость пород, отн.ед. |
До 0,1 |
0,1-0,2 |
0,2-0,4 |
Более 0,4 |
|
Мощность сезонного протаивания и промерзания, м |
1,5-2,5 |
1,5-2,0 |
1,0-1,5 |
0,5-1,0 |
Использование оценочных баллов, приведенных в табл.2, позволило дать оценку устойчивости ландшафтныи провинциям территории прохождения трассы ВСТО-1.
Среднетаежные ландшафты, характерные для участков Талакан -г.Олекминск и г.Олекминск -г.Алдан, дифференцируются на ландшафты со слабой и средней степенью устойчивости в зависимости от характера распространения мерзлых пород - от сплошного до прерывистого и островного, а также особенностей изменения континентальности климатических условий.
Горнотаежные, горноредколесные и подгольцовые ландшафты горной части трассы по степени устойчивости распределяются следующим образом.
По условиям влагообеспеченности, выраженным через индекс сухости, все провинции характеризуются как влажные (1 балл) и устойчивые. Чульманская плоскогорная провинция по биоклиматическим показателям имеет более высокую степень устойчивости относительно остальных. Этому благоприятствует повышенная биологическая продуктивность (60-80 ц/га) и запасы фитомассы горнотаежных лесов (до 1600 ц/га), а также сравнительно высокая теплообеспеченность, выраженная суммой биологически активных температур воздуха, достигающая 1300°. Аналогичные показатели Олекмо-Тимптонской и Тимптоно-Учурской провинций горноредколесного типа ландшафта характеризуются как низкопродуктивные (20-40 ц/га), с запасами фитомассы до 1000 ц/га, а по условиям теплообеспеченности отмечены как умеренно-холодные (сумма активных температур не превышает 1000°). Таким образом, по биоклиматическим показателям степень устойчивости Чульманской горнотаежной провинции колеблется от слабой до средней. Олекмо-Тимптонская и Тимптоно-Учурская горно-лесные провинции по большинству биоклиматических показателей являются неустойчивыми, кроме показателя влагообеспеченности, по которому степень устойчивости поднимается до среднеустойчивой.
По объемной льдистости поверхностных пород все три рассматриваемые провинции являются крайне неустойчивыми (4 балла) в связи с высокой (25-70 %) льдистостью. Но большая глубина сезонно-талого и сезонно-мерзлого слоев Олекмо-Тимптонской и Чульманской провинций (1,0-4,0/1,0-5,0 м) и сравнительно большая мощность промерзания-протаивания, характерная для Тимптоно-Учурской провинции, повышает устойчивость первых двух до средней, а последней - до слабой степени.
Невысокая температура грунтов (от 0° до -4°) первых двух провинций повышает их устойчивость до 2-х баллов, определяя их слабоустойчивость, в то время как очень низкая температура Тимптоно-Учурской провинции (-3°... -7°) также повышает ее устойчивость до средней степени (1 балл).
Расположение Тимптоно-Учурской провинции в зоне сплошного распространения мерзлых пород делает ландшафты неустойчивыми (4 балла). Прерывистое распространение мерзлых пород двух других природных выделов предполагает слабое влияние на снижение их устойчивости и определяет их слабоустойчивость по этому фактору (2 балла).
Таким образом, в равнинной части трассы ВСТО-1 (от Талакана до г.Алдан) устойчивость среднетаежных природных комплексов к техногенному воздействию средняя, кроме участка Талакан - г. Ленск, где их устойчивость повышается. На горном участке трассы -г.Алдан - п.Тында (до границы с Амурской областью) разнообразие геоморфологических и климатических условий обусловили более широкий спектр устойчивости горных ландшафтов от устойчивых Чульманской до среднеустойчивых Олекмо-Тимптонской и слабоустойчивых Тимптоно-Учурской провинции.
Список литературы
- Букс И.И., Байбородин, Тимирбаева Л.С. Корреляционная эколого-фитоценотическая карта. Масштаб 1:7 500 000 // Сер. Карты природы,населения и хозяйства Азиатской России. - М., 1977. - 1 л.
- Букс И.И. Некоторые методические вопросы определения потенциальной устойчивости природных комплексов в целях прогнозирования их состояния // Методология и методы географического прогнозирования. - М., 1983. - С. 104-113.
- Устойчивость криогенных ландшафтов на северном участке трассы железной дороги Якутии / И.С. Васильев, А.Н. Федоров, С.П. Варламов, Я.И. Торговкин, А.И. Васильев, А.А. Шестакова // Наука и образование. - Якутск, 2009. - №2. - С. 4-8.
- Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР. М-б 1:2 500 00 / отв. ред. П.И. Мельников. - М.: ГУГК, 1991. - 2 л.
- Поздняков Л.К., Протопопов В.В., Горбатенко В.М. Биологическая продуктивность лесов Средней Сибири в Якутии. - Красноярск, 1969. - 155 с.
- Мерзлотные ландшафты Якутии: Пояснительная записка к «Мерзлотно-ландшафтной карте Якутской АССР» / А.Н. Федоров, Т.А. Ботулу, С.П. Варламов и др. - М.: ГУГК, 1989. - 70 с.
- Шполянская Н.А., Зотова Л.И. Карта устойчивости ландшафтов криолитозоны Западной Сибири // Вестник МГУ. Сер. 5. - География. - 1994. - № 1. - С. 56-65.