CC BY
20
УДК 211.2:55.3
АНТРОПОГЕННАЯ НАГРУЗКА НА ТУНДРОВЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ ПРИ ПРОКЛАДКЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Елена Владимировна Михайлова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат географических наук, старший преподаватель кафедры экологии и природопользования, тел. (383)361-08-86, e-mail: milek123@.mail.ru
Игорь Дмитриевич Махатков
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории генезиса и географии почв, тел. (383)363-90-25, e-mail: makhatkov@mail.ru
Нина Петровна Миронычева-Токарева
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, кандидат биологических наук, доцент, зав. лабораторией биогеоценоло-гии, тел. (383)363-90-25, e-mail: nina@issa.nsc.ru
Наталья Геннадьевна Коронатова
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, кандидат биологических наук, доцент, научный сотрудник лаборатории биогеоценологии, тел. (383)363-90-25, e-mail: coronat@mail.ru
Проведена инвентаризация подтоплений, возникших при строительстве дорожного полотна в лесотундровой зоне Западной Сибири. В качестве основных характеристик использовались количество подтопления и их площадь в заболоченных центральных и краевых, дренируемых, частях локальных водоразделов. Частота распределения участков подтопления по их площади указывает на большое количество мелких (меньше 0,05 га) участков подтопления, суммарная площадь которых составляет около 8-10 га.
Ключевые слова: лесотундра, ландшафты, техногенное влияние, подтопления.
ANTHROPOGENEOUS BURDENING ON FOREST-TUNDRA ECOSYSTEMS DURING THE PAVING OF LINEAR CONSTRUCTIONS
Elena V. Mikhailova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Senior Lecturer of the Department of Ecology and Nature Management, tel. (383)361-08-86, e-mail: milek123@.mail.ru
Igor D. Makhatkov
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 8/2 Аkademik Lavrentiev Prospect, Ph. D., Research Fellow of the Laboratory of Soil Genesis and Geography, tel. (383)363-90-25, e-mail: makhatkov@mail.ru
Nina P. Mironycheva-Tokoreva
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 8/2 Аkademik Lavrentiev Prospect, Ph. D., Associate Professor, Head of the Laboratory of Biogeocenology, tel. (383)363-90-25, e-mail: nina@issa.nsc.ru
Natalia G. Koronatova
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 8/2 Akademik Lavrentiev Prospect, Ph. D., Research Fellow of the Laboratory of Biogeocenology, tel. (383)363-90-25, e-mail: nina@issa.nsc.ru
An inventory of underflooding occurred during the construction of a roadway in the forest-tundra zone of Western Siberia is carried out. As the main characteristics, the amount in the swamped central and marginal drainable parts of the local watersheds were used. The resulting flooding due to the flat relief spread along the roads, water filling the adjacent hollows of frozen flat palsas. The frequency of distribution of flooding areas a large number of small (less than 0.05 ha) areas of flooding, their total area about 8-10 ha.
Key words: forest-tundra, landscapes, technogenic influence, underflooding.
В настоящее время одной из важнейших задач геоэкологии является анализ влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду на региональном и локальном уровнях. К числу недостаточно изученных вопросов относятся негативные последствия, вызываемые строительством линейных сооружений. Самым масштабным процессом проявления антропогенной нагрузки является процесс подтопления при строительстве дорог.
Большая часть исследований этого явления посвящена вопросам трансформации биогеоценозов в зоне подтопления, таких как трансформация почвенного профиля, изменение видового состава, продуктивности фитоценозов (Шишконакова, 2005; Гидрология заболоченных территорий..., 2009, Миляева, 2011).
Несмотря на распространенность явления подтопления заболоченных территорий вблизи линейных сооружений, количественные характеристики нару-шенности территории даются недостаточно полно. В данной работе предпринята попытка количественной оценки возникновения подтоплений в условиях лесотундры.
Для дешифрирования ландшафтов, подверженных негативному влиянию дорожных сооружений использовались снимки Landsat ETM, разрешением 15 м/пиксель и Spot, разрешением 10 м/пиксель. Придорожные подтопления обследовались во время натурных работ. Участки подтопления оконтуривались с помощью GPS-приемников. Контуры подтоплений корректировались по аэрофотоснимкам, разрешением 0,5 м/пиксель, трансформированных в проекцию космических снимков (UTM WGS-84, 44 зона). Границы участков подтопления определялись по явным признакам - отмиранию растений и затопленным не водным растениям. Минимальная площадь выявляемых участков подтопления была принята 0,05 га, при минимальной ширине участка 10 м.
Было обследовано 55 участков подтопления на территории ограниченной прямоугольником с координатами 65,87° с.ш. / 78,75° в.д. - 65,98° с.ш. / 80,42° в.д. Территория расположена на северо-востоке Западной Сибири в междуречье рек Таз и Пур в 60 км южнее Северного полярного круга. Площадь зафиксированных
участков подтопления варьирует в очень широких пределах от 0,08 до 4,83 га (рис. 1).
Речная сеть территории ключевого участка принадлежит междуречью рек Таз и Пур. Обследование последствий влияния строительства дороги на экосистемы междуречья было проведено через два года. Угол пересечения линий стока болотных вод к дороге составлял примерно 90°. Описания проводились по трансекту перпендикулярно дороге. Участок подтопления визуально делился на две зоны: сильно обводненную, где площадь зеркала воды составляет 80 % с моховой растительностью на выступающих из воды кочках, и менее обводненную зону (пушициево-сфагновую).
Рис. 1. Схема распределения подтопленных участков на ключевом участке
На участках заторфованных ложбин отмечено всего 3 подтопления, отличающихся большими размерами. Переходы через такие участки, как правило, снабжаются водопропускными трубами, а отсутствие водоупора в талых торфяных отложениях осоково-сфагновых болот не препятствует перенаправлению и корректировке поверхностного болотного стока после строительства дороги. Зафиксированные нами 3 участка подтопления - случаи неудачного размещения водопропускных труб.
На плоских и слабонаклонных частях междуречий подтопления возникают примерно с одинаковой частотой, 0,58 случаев на погонный километр дороги на плоских центральных частях междуречий, и 0,55 случаев - на слабонаклонных участках междуречий. Площадь подтоплений на плоских заболоченных участках междуречий существенно больше, что приводит в целом к большей нару-шенности территории (рис. 2).
Если на слабонаклонных участках междуречий на погонный километр дорог приходится 0,44 га подтопленной территории, то на плоских участках междуречий - 0,79 га. Эти различия связаны с особенностями рельефа плоских и слабонаклонных частей междуречий. Большой площади подтопления плоских частей междуречий, кроме их сравнительно пологой субгоризонтальной поверхности, способствует близкое залегание мерзлоты кочкарных и плоскобугристых болот. Участки подтопления здесь, как правило, вытянуты вдоль дорожной насыпи. Подтопления плоскобугристых болот часто распространяется в виде резкого повышения уровня воды в мочажинах, охватывая обширные участки болота. По нашим наблюдениям подтопление в этих условиях нередко сопровождается деградацией мерзлоты под буграми болотных комплексов, что заметно по просевшим и затопленным фрагментам бугров с отмершим лишайниковым покровом. Здесь подтопления могут приводить к активизации термокарстовых явлений, прежде всего - просадкам грунта на обширной территории.
Депрессии рельефа Плоские поверхности междуречий Слабонаклонные поверхности междуречий
□ Длина дорог Ш1 Площадь подтоплений Н Количество подтоплений
0 10 20 30 40 50 60 70
Доля дорог, доля количества и доля площади подтоплений, %
Рис. 2. Количественная характеристика подтоплений на территории
ключевого участка лесотундры
На слабонаклонных поверхностях междуречий подтопления распространяются вдоль сравнительно небольших депрессий и балок. Участки подтоплений нередко располагаются перпендикулярно направлению дороги. Кроме того, более глубокое залегание многолетней мерзлоты в некоторой степени способствует лучшей фильтрации поверхностных вод, что сокращает площадь подтопления. Следует заметить, что подтопления на слабонаклонных поверхностях междуречий вызывают более катастрофические изменения условий существования биоты, чем на заболоченных территориях. Это проявляется в массовом усыхании деревьев и кустарников, и почти полном отмирании трав и мхов.
В общем числе участков подтопления преобладают участки площадью до 0,5 га. При этом наибольший вклад в подтопление территории в целом вносят хотя и немногочисленные, но крупные участки. Судя по материалам инвентаризации, из 55 обнаруженных участков подтопления 18 наиболее крупных участков составляют 75 % всей подтопленной площади.
4823232348230201020100010201000102010001020100010201000102010001020100
В целом же снижение влияния подтоплений представляется нам довольно сложной задачей. На плоских поверхностях центральных частей междуречий подтопления возникают при очень небольшом перепаде высот и неясном направлении стока поверхностных вод, что трудно учесть при проектировании водопропускных труб. Небольшие депрессии и ложбины стока, также отличаются небольшими перепадами высот, и не отображаются даже на крупномасштабных топографических картах, что также затрудняет прогноз возникновения подтоплений.
Частота распределения участков подтопления по их площади указывает на большое количество мелких (меньше 0,05 га) участков подтопления, которые мы не учитывали в силу сложности их дешифрирования даже на аэрофотоснимках. Можно ожидать, что их суммарная площадь составит еще около 8-10 га.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шишконакова Е. А. Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири : ав-тореф. дис. ... канд. геогр. наук. - М., 2005. - 23 с.
2. Новиков С. М. Гидроэкологические аспекты хозяйственного освоения заболоченных территорий // Гидрология заболоченных территорий зоны многолетней мерзлоты Западной Сибири : сб. статей / под ред. С. М. Новикова. - СПб. : ВВМ, 2009. - 536 с.
3. Миляева Е. В. Локально-катастрофические сукцессии болотной растительности в зонах техногенного нарушения на территории таежной зоны Западной Сибири // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 4. - С. 276-279.
© Е. В. Михайлова, И. Д. Махатков, Н. П. Миронычева-Токарева, Н. Г. Коронатова, 2017
