CC BY
16
Естественные и точные науки ••• 39
Natural and Exact Sciences •••
Науки о Земле / Earth Science
Оригинальная статья / Original Article
УДК 911.5.6
DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-39-52
Комплексный подход к оценке изменений в землепользовании и их влияния на динамику углерода в горных ландшафтах Чеченской Республики
© 2021 Гуня А. Н. 1 4, Гайрабеков У. Т. 2, 4, Махмудова Л. Ш. 3, Алахвердиев Ф. Д. 4, 5
1 Институт географии РАН Москва, Россия; e-mail: [email protected] 2 Академия наук Чеченской Республики
Грозный, Россия; e-mail: [email protected] 3 Грозненский государственный нефтяной технический университет
им. академика М. Д. Миллионщикова Грозный, Россия; e-mail: [email protected]
4 Чеченский государственный университет им. А. А. Кадырова Грозный, Россия; e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
5 Дагестанский государственный педагогический университет
Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью данной работы является описание условий накопления углерода в различных типах землепользования, приуроченных к конкретным ландшафтам. Методы. Изучение изменений в землепользовании в горных ландшафтах Чеченской Республики осуществлялось на основе ландшафтного картографирования и профилирования. По космическим снимкам определены различные типы землепользования в тех или иных ландшафтах за разные периоды. Полевые экспедиционные работы позволили провести описание природных комплексов ранга фация: описание рельефа и почвообразующих пород, почв, состава растительности, водного режима, характера использования и степени деградации. Результаты. На примере четырех ключевых участков карбонового полигона в Чеченской Республике - высоко-горно-лесолуговом, низкогорно-лесном, предгорно-степном, также низкогорно-лесном и предгорно-низ-когорном лесостепном - проанализированы современные и исторические виды ландшафтопользова-ния, отличающиеся условиями накопления и динамикой углерода, охарактеризованы возможности и ограничения различных углеродных сценариев в зависимости от ландшафтов и типов их использования. Вывод. Исследования определили принципы комплексного подхода к оценке землепользования, характеризующегося нейтральным или накопительным балансом углерода. Анализ динамики углерода следует рассматривать не столько в контексте использования земель, сколько в контексте использования ландшафтов. Связка «ландшафт - использование» дает возможность оценить не только сценарий накопления углерода, но и предотвратить разрушение устойчивости всей ландшафтно-экологической системы при внедрении тех или иных карбоновых технологий.
Ключевые слова: карбоновый полигон, виды ландшафтопользования, углерод, углеродоёмкие отрасли, горные ландшафты, использование земель, климатические факторы.
Формат цитирования: Гуня А. Н., Гайрабеков У. Т., Махмудова Л. Ш., Алахвердиев Ф. Д. Комплексный подход к оценке изменений в землепользовании и их влияния на динамику углерода в горных ландшафтах Чеченской Республики // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2021. Т. 15. № 4. С. 39-52. DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-39-52
A Complex Approach to Land Use Change Assessment
and its Impact on Carbon Dynamics in Mountain Landscapes of the Chechen Republic
© 2021 Alexey N. Gunya 1 4, Umar T. Gayrabekov 2, 4, Lyubov Sh. Makhmudova 3, Fazil D. Alakhverdiev 4, 5
1 Institute of Geography, Russian Academy of Sciences Moscow, Russia; e-mail: [email protected] 2 Academy of Sciences of the Chechen Republic Grozny, Russia; e-mail: [email protected] 3 M. D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical University Grozny, Russia; e-mail: [email protected]
4 A. A. Kadyrov Chechen State University Grozny, Russia; e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
5 Dagestan State Pedagodical University Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
ABSTRACT. The aim of the article is to describe the conditions of carbon accumulation in various types of land use, confined to specific landscapes. Methods. The changes in land use in the mountainous landscapes of the Chechen Republic was studied on the basis of landscape mapping and profiling. Various types of land use in certain landscapes for different periods have been identified using the satellite images. Field expeditions made it possible to describe natural complexes of facies rank: a description of the relief and parent rocks, soils, vegetation composition, water regime, use nature and the degradation degree. Results. Using four key areas of the carbonic polygon in the Chechen Republic - high-mountain forest-meadow, low-mountain-forest, piedmont-steppe, also low-mountain forest and piedmont-low-mountain forest-steppe - modern and historical types of landscape use, differing in conditions of accumulation and carbon dynamics, are analyzed. The possibilities and limitations of various carbon scenarios depending on landscapes and types of their use are characterized. Conclusion. Research has established the principles for complex approach to the land use assessment, characterized by a neutral or accumulative carbon balance. The analysis of carbon dynamics should be considered not in the context of land use, but in the context of landscape use. The "landscape - use" link makes it possible to assess not only the scenario of carbon accumulation, but also to prevent the destruction of the stability of the entire landscape-ecological system during the introduction of certain carbon technologies.
Keywords: carbonic polygon, types of landscape use, carbon, carbon-intensive industries, mountain landscapes, land use, climatic factors.
For citation: Gunya A. N., Gayrabekov U. T., Makhmudova L. Sh., Alakhverdiev F. D. A Complex Approach to Land Use Change Assessment and its Impact on Carbon Dynamics in Mountain Landscapes of the Chechen Republic. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2021. T. 15. No. 4. Pp. 39-52. DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-39-52 (In Russian)
Введение
Климатическая и углеродная тематика стала одной из ключевых научных и научно-прикладных направлений исследований в последние два года. Это связано с возникновением новых рисков для углеро-доемких отраслей экономики России, связанных с трансформациями на экспортных рынках. Для своевременной реакции на возникшие угрозы требуется оперативный ответ, в том числе за счет использования «климатических активов» России, комплексного
развития экспертизы по «углеродной» тематике и реализации программы карбоно-вых полигонов [6].
Карбоновый полигон в Чеченской Республике на базе ГГНТУ им. акад. М. Д. Мил-лионщикова охватывает спектр горных и предгорных ландшафтов на площади 470 га. Каждый из шести выделенных участков характеризуется ландшафтным своеобразием и типом динамики землепользования. Территория и ландшафты Чеченской Республики испытывают большие измене-
Естественные и точные науки ••• 41
Natural and Exact Sciences •••
ния землепользования за последнее столетие. В середине XX в. на смену традиционному экстенсивному животноводству и мелкоконтурному земледелию пришло индустриально-добывающее природопользование и интенсивное сельское хозяйство. Последние 30 лет структура природопользования пережила глубокие изменения в связи с военными действиями, миграцией населения, трансформацией всей при-родно-хозяйственной системы.
Комплексность «углеродной» проблематики потребовала выработки комплексной структуры программы исследований. В самом общем виде она включает три блока: 1) естественно-научный блок (ландшафтные условия динамика углерода, климатическое моделирование и др.); 2) экономико-правовой блок (использование, владение, правовое регулирование и др.); 3) управленческий блок (корпоративные и национальные стратегии, государственные и частные проекты, встраивание в национально-геополитическую модель). Объединяющим началом этих блоков служит землепользование, которое включает природно-ландшафтные, экономико-правовые и управленческие элементы.
В процессе исследования были поставлены несколько групп задач. По первому блоку приоритетными стали задачи по разработке методологии и терминологического аппарата в изучении динамики углерода в разных типах землепользования. Мы ориентировались на выявление паттернов ландшафтопользования (ландшафт+ис-пользование), отличающихся условиями накопления и динамики углерода. Этим самым предполагается заложить научную основу для последующих этапов исследования: разработка критериев и показателей землепользования, характеризующегося нейтральным и депонирующим балансом углерода; управление сбалансированным землепользованием; выявление «углеродных» окликов ландшафтов на климатические и другие внешние факторы и др.
В современных исследованиях динамика использования земель и земельного покрова (land use / land, cover change) стала ключевым инструментом оценки углеродного баланса при разных социально-экономических условиях и факторах. Анализ мировых трендов в изменении использования земель и земельного покрова в горах [3] позволяет выделить несколько типов разнонаправленных изменений: 1) изменение гляциально-нивальной зоны, в основном в сторону ее уменьшения;
2) поднятие верхней границы горных лугов;
3) увеличение массивов горных лесов и уплотнение лесных массивов в горах умеренного пояса, в основном за счет снижения интенсивности хозяйственной нагрузки; 4) сокращение лесного пояса в ряде тропических гор за счет усиления использования в странах с растущим населением; 5) урбанизация и эксурбанизация и др. Основными факторами изменений земельного покрова в горах следует считать: рыночные сдвиги, повлиявшие на диверсификацию сельского хозяйства; миграции населения в горы и из гор; существенные сдвиги в увеличении площадей заповедных территорий в горах; изменение биофизических факторов, в первую очередь, изменение климата, что повлияло на отступание ледников, изменение верхней границы леса, аридизацию ландшафтов межгорных депрессий и др. Значительная часть изменений имеет неопределенную динамику и наложение факторов.
Согласно полевым исследованиям на Северном Кавказе [7; 8], основными трендами являются: сокращение нивально-гляциаль-ной зоны (особенно на Восточном Кавказе [1; 2]), поднятие субнивальных лужаек, увеличение и уплотнение лесных массивов (в основном, за счет снижения пастбищной нагрузки), в ряде горных долин - рост рекреационных центров. Во многих случаях отмечаются разнонаправленные тренды, усиливающие контрастность ландшафтов.
Изучение динамики землепользования для оценки изменений углерода базируются на положении о тесной связи между характером землепользования и типом земельного покрова, с одной стороны, и динамикой углерода, с другой. Эта корреляция была многократно проверена в различных исследованиях. Для горных ландшафтов такая оценка проводилась относительно редко, что связано с чрезвычайной разнородностью условий накопления и динамики углерода в горах, трудностью экстраполяции точечных данных на более обширные территории. Так, в работе [9] в качестве операционных единиц, в которых изучались различия в динамике углерода, использовались разные кластеры землепользования: естественный и малонарушенный лес, лесные плантации, сельскохозяйственные угодья, восстанавливающийся лес. Углерод в надземной и подземной биомассе измерялся с использованием аллометрических уравнений, в то время как образцы почвы анализировались на общий углерод методом сухого сжигания.
Различия в запасах углерода в различных видах землепользования были проанализированы с использованием дисперсионного анализа (ANOVA). Было обнаружено, что в нетронутом лесу содержится больше органического углерода почвы (>45 т/га) по сравнению с другими видами землепользования с наименьшим объемом на территории сельскохозяйственных угодий (около 1,5 т/га). Было отмечено, что сокращение использования земель с высокими накоплениями углерода снижает потенциал горных ландшафтов как поглотителей углерода. Авторы рекомендуют расширения масштабов программ восстановления лесов в горной среде.
В другом исследовании в горах Эфиопии [12] была установлена четкая связь между содержанием органического углерода в почве и изменениями в землепользовании. Результаты показали, что общий средний запас органического углерода в почве в естественных и смешанных лесах был почти на 30 % больше, чем в пахотных землях и почвах кустарниковых сообществ. Положение о том, что нарушение естественного покрова приводит к потере карбона, а климатические изменения ускоряют этот процесс, все чаще подкрепляются экспериментальными данными (например, Sleeter et al, 2015) [13].
Изучение землепользования в зарубежных работах базируется на выборе типа земельного покрова. Часто такое упрощение диктуется возможностями дистанционных методов, которые различают пашни и лес, селитьбы и луга и др. Топографическая сложность гор, динамические процессы и резкие градиенты окружающей среды создают уникальные сочетания земельного покрова и определяют сложную динамику изменений по сезонам и в течение нескольких лет. Изменение климата влияет на динамику использования земель в горах, добавляя дополнительную сложность, изменяя характер трендов, трансформируя распределение видов использования и всю структуру землепользования. Таким образом, в горах категории землепользования появляются и исчезают, растут и сжимаются, а также приводят к смене пространственной мозаики от рассеянной к сгруппированной и наоборот [10; 11]. В этих условиях ландшафтная структура может служить определенной, в той или иной мере стабильной, системой координат, относительно которой возможна оценка динамики
землепользования и, в конечном счете, оценка изменений условий накопления углерода [4].
В данной работе ландшафтный подход, а также применение термина «ландшафто-пользование» были положены в основу сбора и интерпретации данных.
Методы и материалы исследования
Изучение изменений в землепользовании в горных ландшафтах Чеченской Республики осуществлялось на основе ландшафтного картографирования и профилирования. По космическим снимкам определялись различные типы использования в тех или иных ландшафтах за разные периоды. На основе полевых экспедиционных работ проводилось комплексное физико-географическое описание природных комплексов ранга фация: описание рельефа и почвообразующих пород, почв, состава растительности, водного режима, характера использования и степени деградации. Был заложен физико-географический профиль через западную часть территории Чеченской Республики, включающий ландшафты четырех участков: «Галанчож» в высокогорной лесолуговой зоне (средняя высота 1800 м н. у. м) площадью 51 га, «Рошни-Чу» в низкогорно-лесной зоне (500 м н. у. м) площадью 243 га, «Старопро-мысловский» в предгорно-степной зоне (250 м н. у. м) площадью 41 га и «Толстой-Юрт» в предгорно-низкогорной лесостепной зоне (350 м н. у. м) площадью 94 га. По полевым исследованиям следов землепользования, архивным данным и снимкам было реконструировано землепользование за предыдущие периоды.
Результаты и их обсуждение
Физико-географические факторы ландшафтного разнообразия на региональном уровне
Физико-географический профиль через западную часть территории Чеченской Республики тянется на более чем 80 км (прямая линия) и имеет перепады высот от 200 до 2100 м н. у. м (рис. 1). Важнейшими факторами ландшафтной дифференциации на региональном уровне являются геологическое строение, рельеф и климат. Как видно из профиля, наиболее древними породами являются юрские отложения.
Буквами показаны ключевые участки полигона: Г - Галанчожский, Р - Рошни-Чу, А - Алханчурт-ская долина (Старопромысловский), Т - Толстой-Юрт.
Цифрами показана растительность: 1 - горные луга, частично, кустарники из азалии; 2 - мелоколе-сье из березы, ивы; 3 - широколиственные леса; 4 - степи; 5 - селитьбы и пашни.
Естественные и точные науки
Natural and Exact Sciences ••
Рис. 1. Комплексный физико-географический профиль по карбоновому полигону Чеченской Республики
В самой южной высокогорной части профиля преобладают нижнеюрские аргиллиты, близкие по своему составу к глинам. Поэтому они часто служат водоупором, способствуя развитию оползневых процессов и соответствующих форм рельефа. Галанчожский участок приурочен к зоне разлома: относительно пологий склон западной и северо-западной экспозиции резко обрывается к руслу небольшого ручья по ущелью, которое служит границей средне-юрских алевролитов различных ярусов. Они являются плодородным субстратом для горно-луговостепных почв, которые служили основой для формирования террасового земледелия. Далее к северу распространены среднеюрские породы. Они чередуются с верхнеюрскими, переходящими в нижнемеловые породы, представленные известковистыми породами (мел, мергель). Здесь развиты карбонатные почвы, карст, отчасти гипсовый карст. Следующие ниже низкогорья сложены палеоген-неогеновыми майкопскими глинами, которые сменяются четвертичными отложениями из галечников, песков и глин, слагающих Чеченскую равнину. Северные части профиля
представлены передовыми хребтами - Сунженским, Грозненским и Терским, сложенных преимущественно неогеновыми отложениями из песчаников и глин, переходящими в понижениях между хребтами (Андреевская и Алханчуртская долины) в четвертичные отложения из галечников, песков и глин.
Большие перепады высот создали разнообразие климатических условий. Следует отметить, что обеспеченность данными о климате в горной части весьма скудная. Считается, что при подъеме на каждые 100 м температура воздуха понижается в среднем на 0,5°. Зимой понижение меньше (около 0,3°), а летом больше - 0,6° (данные метеостанций) [5]. По мере увеличения высоты местности количество осадков растет (от 300 мм на равнине за Терским хребтом до 1400-1700 мм на северных склонах Лесистого и Пастбищного хребтов). В Галанчож-ской межгорной котловине количество осадков уменьшается (около 600-700 мм).
Горный рельеф сильно дифференцирует условия тепловлагообеспеченности. Даже на коротких расстояниях обеспеченность теплом и влагой может варьировать на 20-
30 %, что сразу заметно, например, по распространению леса. На низких высотах лес тяготеет к склонам северной экспозиции, а также к ложбинам стока (Терский и Сунженский хребты). В высокогорье - максимальная высота распространения леса приурочена к склонам южной экспозиции. Широколиственные леса из ясеня, дуба, липы, бука, граба преобладают до высот 10001200 м, далее к ним примешиваются мелколиственные породы (береза). Начиная с высоты около 1500 м, леса не образуют сплошной полосы. В результате хозяйственной деятельности высотная зона от 1300-1500 до 1800 м преобразована человеком. Здесь лесная зона фрагментарна, она чередуется с ле-солуговостепными и лесолуговыми участками. Выше 2000 м начинается горно-луговая зона. Степные участки занимают склоны южной экспозиции передовых хребтов. На равнинах степные ландшафты трансформированы хозяйственной деятельностью и превращены в селитьбы и сельскохозяйственные поля.
Ландшафты ключевых участков
Галанчожский участок занимает высокогорную зону республики в пределах абсолютных высот 1698-1879 м. Участок представляет собой пологий склон, сложенный среднеюрскими алевролитами, структурно-денудационный, осложненный ложбинами, преимущественно западной экспозиции. Доминантными природными комплексами выступают террасовидные поверхности с разнотравно-вейниковыми (из вейника
тростниковидного) с пятнами рододендрона желтого (азалии) горными лугосте-пями на мощных горно-луговостепных черноземовидных почвах. Субдоминантными комплексами выступают лесолуговые комплексы из ивы и березы, на гребневых участках - разнотравно-дерновинно-злаковые сообщества, которые сменяются по понижениям пятнами азалии (рис. 2).
Участок Рошни-Чу расположен в низкогорной зоне на северном макросклоне Черных гор в пределах высот 418-542 м н. у. м. Участок занимает левый берег р. Рошни на выходе гор на Чеченскую равнину. Доминантными природными комплексами являются склоны, сложенные неогеновыми песчаниками и глинами, преимущественно пологие, в средней части склонов - до 10-15° крутизны, северо-восточной экспозиции, под грабово-дубово-буковыми лесами с примесью боярышника. Леса претерпели значительное антропогенное воздействие в результате заготовки древесины и дров, а по периферии - выпаса скота. Вследствие этого образовалось множество полян и участков леса с различными стадиями сукцессии. Первичные буковые леса сохранились на труднодоступных и относительно крутых участках (рис. 3).
Участки Старопромысловский и Толстой-Юрт расположены вне основной горной зоны, далеко вдаваясь в степную и равнинную зоны. Передовые горные хребты, несмотря на свою небольшую высоту, значительно трансформируют ландшафтные условия накопления углерода (рис. 4).
Рис. 2. Субдоминантные природные комплексы Галанчожского участка: разнотравно-злаковые на гребневых участках (слева), заросли азалии -
по понижениям (справа)
Естественные и точные науки •
Natural and Exact Sciences •••
Рис. 3. Участок Рошни-Чу
Рис. 4. Доминантные ландшафты передовых хребтов и расположение
ключевых участков Условные обозначения:
1 - гребни, пригребневые поверхности и склоны передовых низкогорных хребтов, сложенные преимущественно неогеновыми отложениями из песчаников и глин, под горно-степной кустарниковой с фрагментами лесостепей и мелколесья из широколиственных пород растительностью на горно-степных черноземовид-ных и каштановых почвах;
2 - склоны отрогов передовых хребтов, переходящие в межгорные долины, сложенные неогеновыми отложениями из песчаников и глин, частично перекрытые четвертичными отложениями, под горно- и предгорно-степной по-лынно-злаковой растительностью, местами деградированной до полупустынной на преимущественно каштановых почвах;
3 - террасы и присклоновые поверхности межгорных долин, сложенные преимущественно четвертичными аллювиально-пролю-виальными отложениями их глин, супесей и суглинков под окультуренными степями, реже лу-гостепями на черноземах и каштановых почвах; 4 - урбанизированные ареалы агломерации Грозного; 5 - участки: (А) Старопромысловский и (Т) Толстой-Юрт.
Участок Старопромысловский в Ал-
ханчуртской долине расположен в пределах высот 223-304 м н. у. м. Участок занимает склоны Грозненского хребта, сложенные неогеновыми отложениями из песчаников и глин, частично перекрытых четвертичными отложениями, северной экспозиции, пологие и средней крутизны, под горностепной разнотравно-злаковой растительностью, местами деградированной до зла-ково-полынной стравленной на преимущественно каштановых почвах. На затененных склонах средней крутизны наблюдается возобновления кустарников и мелколесья из боярышника, дуба (рис. 5). Ландшафты почти повсеместно испытали глубокую пастбищную дигрессию, приведшую к исчезновению кустарниковых лесостепей, развитию эрозии, стравленности и преобладанию в травянистом покрове плохо поедаемых видов.
Рис. 5. Доминантные и субдоминантные природные комплексы Старопромысловского участка
Доминируют горно-степные разнотравно-злаковые пастбищные природные комплексы (слева). На теневых участках - мелколесно-кустарниковые из косточковых с примесью дуба (справа).
Участок Толстой-Юрт расположен на склонах северной экспозиции Терского хребта в пределах высот 225-425 м. Доминантными природными комплексами являются склоны Терского хребта, сложенные преимущественно неогеновыми отложениями из песчаников и глин, частично перекрытые четвертичными отложениями, северной экспозиции, пологие и средней кру-
тизны, ступенчатые и ложбинные, осложненные искусственно-выровненными террасами и дорогами нефтепромышленного комплекса, под горно-лесной растительностью из дуба, мелколесья и кустарников из держи-дерева на горно-лесных черноземо-видных и каштановых почвах. Субдоминантными природными комплексами являются склоны под кустарниковыми степями с фрагментами лесостепей (рис. 6).
Рис. 6. Доминантные и субдоминантные природные комплексы участка Толстой-Юрт
Слева - мелколесья. Справа - лесостепные и степные участки. Фотографии сделаны в декабре 2021 г.
Использование земель Использование земель на Галанчожском участке имеет сложную историю. До выселения чеченцев в 1944 г. ландшафты интенсивно использовались под пашни, сенокосы и пастбища. В непосредственной близости от участка находилось несколько селений. После выселения ландшафты использовались
как пастбища для овец, пригоняемых на летнее время из коллективных хозяйств пред-горно-равнинных районов. Заселение брошенных селений было запрещено в советское время. В конце 1980-х гг. отдельные семьи начали постепенно осваивать родовые земли в Галанчожской котловине. Процесс приостановился во время военных действий, но затем
Естественные и точные науки ••• 47
Natural and Exact Sciences •••
снова продолжился в 2000-е гг. Во время экспедиций 2014-2021 гг. было установлено, что еще 7 лет тому назад в Галанчожской котловине практически не было никакого использования. Однако постепенно отдельные предприниматели стали гонять небольшие стада (в основном бычков) на летние пастбища. С прокладкой дорог процесс освоения ускорился. В 2019 г. в Галанчожской котловине было уже несколько сот овец, крупного рогатого скота и лошадей, началось восстановление селений и башен, строительство мечетей. А в 2021 г. котловина с ее Галанчожским озером в центре стала объектом туризма выходного дня. Сам участок, однако, находится в стороне от основных дорог и поэтому пока не вовлечен в использование, хотя примыкающие к участку ландшафты используются как пастбища для выпаса небольшого стада лошадей.
Участок Рошни-Чу примыкает близко к одноименному селению Рошни-Чу. Это крупный населенный пункт с численностью населения около 6 тыс. человек. Лесные ландшафты издавна использовались как источник дров, в лесах выпасался скот. После выселения чеченцев селение было занято переселенцами из Дагестана. Образование лесхозов привело к регулированию лесопользования, хотя, по некоторым данным, проводились лесозаготовки в промышленных целях. Возвращение чеченцев и восстановление села привели к росту количества скота и увеличению потребности в дровах. Во время военных действий село и окружающие ландшафты сильно пострадали. Восстановление в послевоенный период сопровождалось проведением газоснабжения, что благоприятно сказалось на лесном покрове. К тому же изменился базис жизнедеятельности населения, который во многом связан с работой в городах. Поэтому здесь относительно немного скота, используется стойловое содержание и выгон на высокогорные участки. Все это дало шанс горным лесам к восстановлению.
Старопромысловский участок является наиболее нарушенным предыдущими этапами освоения. К тому же он расположен внутри интенсивно заселяемого ареала вблизи г. Грозный. На старых топографических картах (середины и второй половины 20 в.) вся территория практически испещрена нефтяными скважинами и другими сопутствующими нефтегазовому комплексу элементами инженерной инфраструктуры (рис. 7).
Рис. 7. Фрагмент топографической карты масштаба 100 000 на Старопромысловский участок.
Состояние местности на 1984 г.
К тому же местные жители издавна использовали прилежащие склоны в качестве круглогодичного выпаса частного скота, что препятствовало возобновлению кустарников и деревьев. В настоящее время на самом участке нет объектов нефтепромышленного комплекса, отмечен выпас, ведется разграничение пользователей-арендаторов, что позволяет надеяться на снижение нагрузки за счет регулирования использования.
Участок Толстой-Юрт также пережил несколько этапов использования: от чисто сельскохозяйственного к сочетанию сельского хозяйства и добычи нефти. Как и в случае с Рошни-Чу, на состояние лесных экосистем большое влияние оказала прокладка газопроводов, наладившая обеспечение газоснабжением ближайшие селения. Основная нагрузка на ландшафты исходила от объектов нефтепромышленного комплекса. Почти повсеместно остались дороги, шлаконакопители, нефтепроводы. Скважины на самом участке законсервированы. В настоящий период горно-лесные ландшафты Терского хребта испытывают этап восстановления: лесные массивы уплотняются, в некоторых местах осваиваются земли под строительство частных домов, которые, по всей видимости, планируются использовать в рекреационных целях.
Ландшафтопользование
О структуре ландшафтопользования территории исследования дает представление таблица 1.
Таблица 1
Ландшафты ключевых участков и их использование
Участки полигона Зональный тип и подтип ландшафта Доминантные / субдоминантные природные комплексы Использование в XX веке Использование современное
Галанчожский Среднегорновы-сокогорный лесолуговой, луговостепной Террасовидные поверхности с разнотравно-вейниковыми лугостепями / лесолуговые комплексы из ивы и березы и пятнами азалии Очаговое земледелие, выпас. Последние 30 лет без использования. Без использования, на приграничных участках - выпас
Рошни-Чу Низкогорно-лесной широколиственный Склоны северо-восточной экспозиции под буковыми лесами / мелколесье из клена, ясеня, боярышника, груши, дуба Лесопользование, заготовка дров, выпас Пчеловодство, фрагментарно -выпас (по периферии)
Старопромыс-ловский Предгорно-степной Склоны северной экспозиции под разнотравно-злаковыми степями / кустарниковое мелколесье из косточковых Нефтепромышленное использование, выпас Выпас, использование инфраструктуры нефтепромышленного комплекса
Толстой-Юрт Низкогорно-лесной и лесостепной Склоны северной экспозиции с широколиственными лесами из дуба и кустарниковыми (держи-дерево) мелколесьями / горно-степные и лесостепные Нефтепромышленное использование, выпас, заготовка дров Использование инфраструктуры нефтепромышленного комплекса, рекреация
Ландшафтопользование на ключевых участках претерпело значительные изменения за последние 80 лет. Ландшафты в высокогорье, будучи плотно заселенными, использовались в качестве базиса жизнедеятельности - под пашни, сенокосы и выпас. Разрушение системы расселения и выселение горных жителей на равнину привело к экстенсификации использования в виде от-гонно-пастбищного животноводства. В предгорно-низкогорной зоне, где стыкуются плотно заселенные ареалы Чеченской равнины и Чернолесья, горные леса издавна использовались в качестве заготовки дров, отдельные хутора осваивали участки полян в горных лесах. Однако этот процесс тормозился вследствие отсутствия пригодных для земледелия площадей. В советское время лесопользование стало регулироваться, однако лишь в последние годы обеспечение местного населения газом решило проблему дров, и леса получили шанс на восстановление. В использовании ландшафтов передовых хребтов большую роль сыграло развитие нефтепромышленного комплекса. Сеть скважин и инфраструктуры нефтепромышленного комплекса сказались на глубо-
ких изменениях в ландшафтах. Рост населения за счет нефтяной промышленности, а позднее - за счет внутренней миграции, привел к росту численности частного скота и, как следствие - увеличению пастбищной нагрузки.
Дискуссия: оптимальные сценарии развития
Новые вызовы, связанные как с глобальными рыночными и климатическими изменениями, так и с геополитическими особенностями, заставившими обратить внимание на баланс углерода, поставили вопрос об измерении баланса углерода в различных ландшафтах с разным использованием. Каждый из участков стоит перед выбором различных сценариев развития. Наиболее оптимальными в контексте современной углеродной политики являются углерод-нейтральный (направленный на прекращение деградации ландшафтов) и углерод-депонирующий сценарии (табл. 2). При этом следует обратить внимание на то, какое ландшафтопользование будет поддержано, будет ли существенно изменен ландшафтный покров и насколько глубоко будут изменения в использовании.
Естественные и точные науки •
Natural and Exact Sciences •••
Таблица 2
Сценарии, направленные на регулирование баланса углерода в ландшафтах ключевых участков
Участки полигона Углерод-нейтральный сценарий развития Углерод-депонирующий сценарий развития
Галанчожский Лугостепные сообщества с умеренным выпасом Не предусмотрен (восстановление широколиственных лесов вряд ли будет эффективно вследствие риска развития склоновых процессов)
Рошни-Чу Горно-лесные ландшафты широколиственных и смешанных лесов с умеренным лесопользованием Горно-лесные ландшафты широколиственных лесов с рекреационным использованием, запрет лесопользования и выпаса. Восстановление буковых лесов на участках пологих склонов
Старопромысловский Консервация объектов нефтепромышленного комплекса в горностепных ландшафтах, регулирование выпаса Консервация объектов нефтепромышленного комплекса в горно-степных ландшафтах, запрет выпаса, восстановление природных комплексов с лесостепями и мелколесьями
Толстой-Юрт Консервация (в отдельных случаях рекультивация) объектов нефтепромышленного комплекса в горно-лесных ландшафтах, регулирование выпаса Консервация (в отдельных случаях рекультивация) объектов нефтепромышленного комплекса в горно-лесных ландшафтах, строгая охрана и восстановление лесов
На всех четырех участках возможны оба сценария. Под вопросом углерод-депони-рующий сценарий в высокогорной зоне (Галанчож). Здесь ландшафтные условия не позволяют широко внедрять технологии накопления углерода. Так, например, лесоразведение ограничено рельефом, повсеместное разведение и восстановление лесов повысит риск развития склоновых процессов вследствие неустойчивости склонов, сложенных рыхлыми отложениями. На наш взгляд, умеренный выпас - оптимальный сценарий для высокогорного участка. На других участках углерод-депонирую-щий сценарий потребует дополнительных усилий по ограничению использования.
Достижение углерод-нейтрального сценария возможно уже в ближайшей перспективе (5-15 лет). При этом весьма важным является учет ландшафтной структуры, в первую очередь, соотношения доминантных и субдоминантных природных комплексов. Как правило, природное разнообразие открывает путь к поддержке тех или иных типов ландшафтного покрова. К внедрению других растительных сообществ (более углерод-депонирующих) следует относиться весьма осторожно, чтобы не нарушить весь баланс экосистемы.
Представляется необходимым развитие пространственно-временных индикаторов эффективного ландшафтопользования, отражающих не только максимальные вели-
чины углеродонакопления, но и отвечающих принципам устойчивости ландшафта. С этих позиций следующие технологические решения возможны в пределах изученных ключевых участков: 1) леосовосстанов-ление, лесоразведение и охрана лесов имеет большое значение в низкогорной зоне (Рошни-Чу) в ареалах нефтяных месторождений (Старопромысловское, Толстой-Юрт); 2) восстановление степных (Старопромысловское), лесостепных (Толстой-Юрт) и лугостепных (Галанчож) режимов почвообразования, способствующих
накоплению углерода в ландшафте.
Заключение
Анализ динамики углерода следует рассматривать не столько в контексте использования земель, сколько в контексте использования ландшафтов. Связка «ландшафт - использование» дает возможность оценить не только сценарий накопления углерода, но и предотвратить разрушение устойчивости всей ландшафтно-экологиче-ской системы при внедрении тех или иных карбоновых технологий. На примере ключевых участков карбонового полигона в Чеченской Республике проанализированы современные и исторические виды ланд-шафтопользования, отличающиеся условиями накопления и динамики углерода, охарактеризованы возможности и ограничения различных углеродных сценариев в зависимости от ландшафтов и типов их ис-
пользования. Такие исследования закладывают научные основы для разработки критериев и показателей землепользования, характеризующиеся нейтральным или депонирующим балансом углерода. Следует отметить, что огромные изменения в ланд-шафтопользовании Чеченской Республики,
обусловленные социально-экономическими, политическими и другими причинами, затушевали климатические изменения. Требуются детальные климатические измерения для выявления «углеродных» откликов ландшафтов на собственно климатический фактор.
Литература
1. Атаев З. В. Современное оледенение Би-шиней-Саладагского хребта (Восточный Кавказ) // Мониторинг. Наука и технологии. 2019. № 4 (42). С. 12-20.
2. Атаев З. В. Современное оледенение Бо-госского хребта // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2018. Т. 12. № 2. С. 62-74.
3. Гуня А. Н. Динамика использования земель и земельного покрова горных регионов мира // Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Том XI / под ред. И. А. Керимова, В. А. Широковой, В. Б. Заалишвили, В. И. Черкашина. М.: ИИЕТ РАН, 2021. С. 327-331.
4. Гуня А. Н., Гакаев Р. А. Ландшафтная структура как основа для оценки динамики углерода в горах (на примере Макажойской котловины) // Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Том XI / под ред. И. А. Керимова, В. А. Широковой, В. Б. Заалишвили, В. И. Черкашина. М.: ИИЕТ РАН, 2021. С. 332-339.
5. Гуня А. Н., Мацаев С. Б. Агроклиматический потенциал культурных ландшафтов горной части Чеченской Республики // Северокавказская комплексная экспедиция. Труды / отв. ред. А. Н. Гуня, М. Н. Петрушина. Грозный: ЧГУ; Махачкала: АЛЕФ. 2021. С. 114-124.
6. Керимов И. А., Гайрабеков У. Т., Махмудова Л. Ш. Карбоновый полигон Чеченской Республики: I. Ландшафтные особенности и структура // Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2021. Т. 6. № 3 (25). С. 35-47.
7. Северо-Кавказская комплексная экспедиция: сборник трудов. Вып. 1 / отв. ред. А. Н. Гуня. Грозный: ЧГУ, 2019. 154 с.
8. Северокавказская комплексная экспедиция: труды. Вып. 2 / отв. ред. А. Н. Гуня, М. Н. Петрушина. Грозный: ЧГУ; Махачкала: Алеф, 2021. 166 с.
9. Amanuel W., Yimer F., Karltun E. Soil organic carbon variation in relation to land use changes: the case of Birr watershed, upper Blue Nile River Basin, Ethiopia. Journal of Ecology and Environment. 2018. 42 (1). Pp. 1-11.
10. Ewane B. E., Lee H. H. Assessing land use/land cover change impacts on the hydrology of Nyong River Basin, Cameroon. Journal of Mountain Science. 2020. 17 (1). Pp. 50-67.
11. Ewane, E. B. Assessing land use and landscape factors as determinants of water quality trends in Nyong River basin, Cameroon. Environmental Monitoring and Assessment. 2020. 192 (8). Pp. 1-35.
12. Mugagga F., Nagasha B., Barasa B., Buyinza M. The effect of land use on carbon stocks and implications for climate variability on the slopes of mount elgon, Eastern Uganda. International Journal of Regional Development. 2015. Vol. 2. No 1. Pp. 58-75.
13. Sleeter B. M., Liu J., Daniel C., Frid L., Zhu Zh. An integrated approach to modeling changes in land use, land cover, and disturbance and their impact on ecosystem carbon dynamics: a case study in the Sierra Nevada Mountains of California. AIMS Environmental Science. 2015. Vol. 2. Iss. 3. Pp. 577-606.
References
1. Ataev Z. V. Current glaciation of the Bishiney-Saladag Range (Eastern Caucasus). Monitoring. Nauka i tekhnologii [Monitoring. Science and Technology]. 2019. No. 4 (42). Pp. 12-20. (In Russian)
2. Ataev Z. V. Current glaciation of the Bo-gossky Range. Izvestiya Dagestanskogo gosudar-stvennogo pedagogicheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki [Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences]. 2018. Vol. 12. No. 2. Pp. 62-74. (In Russian)
3. Gunya A. N. Dynamics of land use and land cover in mountainous regions of the world. Sov-
remennye problemy geologii, geofiziki i ge-oekologii Severnogo Kavkaza. Tom XI [Current Issues of Geology, Geophysics and Geoecology of the North Caucasus. Vol. 11]. I. A. Kerimov, V. A. Shirokova, V. B. Zaalishvili, V. I. Cherkashin (eds.) Moscow, IHNST RAS Publ., 2021. Pp. 327-331. (In Russian)
4. Gunya A. N., Gakaev R. A. Landscape structure as a basis for carbon dynamics assessing in the mountains (Makazhoy Depression). Sov-remennye problemy geologii, geofiziki i ge-oekologii Severnogo Kavkaza. Tom XI [Current Issues of Geology, Geophysics and Geoecology of the North Caucasus. Vol. 11]. I. A. Kerimov, V. A.
Естественные и точные науки ••• 51
Natural and Exact Sciences •••
Shirokova, V. B. Zaalishvili, V. I. Cherkashin (eds.) Moscow, IHNST RAS Publ., 2021. Pp. 332-339. (In Russian)
5. Gunya A. N., Matsaev S. B. Agro-climatic potential of cultural landscapes of the mountainous part in the Chechen Republic. Severokavkazskaya kompleksnaya ekspeditsiya. Trudy [North Caucasian Complex Expedition. Proceedings]. A. N. Gunya, M. N. Petrushina (eds.) Grozny, ChSU Publ.; Makhachkala, Alef Publ., 2021. Pp. 114124. (In Russian)
6. Kerimov I. A., Gayrabekov U. T., Makhmu-dova L. Sh. Carbon polygon of the Chechen Republic: 1. Landscape features and structure. Groznen-skiy estestvennonauchnyy byulleten [Grozny Journal of Natural Sciences]. 2021. Vol. 6. No. 3 (25). Pp. 35-47. (In Russian)
7. Gunya A. N. (ed.) Severo-Kavkazskaya kompleksnaya ekspeditsiya: sbornik trudov. Vyp. 1 [North Caucasian Complex Expedition: Collection of Papers. Iss. 1]. Grozny, ChSU Publ., 2019. 154 p. (In Russian)
8. A. N. Gunya, M. N. Petrushina (eds.) Severo-Kavkazskaya kompleksnaya ekspeditsiya: sbornik trudov. Vyp. 2 [North Caucasian Complex Expedition: Collection of Papers. Iss. 2]. Grozny, ChSU Publ.; Makhachkala, Alef Publ., 2021. 166 p. (In Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Гуня Алексей Николаевич, доктор географических наук, ведущий научный сотрудник, отдел физической географии и проблем природопользования, Институт географии РАН, Москва; профессор кафедры географии, факультет географии и геоэкологии, Чеченский государственный университет им. А. А. Кадырова, Грозный, Россия; e-mail: [email protected]
Гайрабеков Умар Ташадиевич, доктор географических наук, директор Института природных ресурсов Академии наук Чеченской Республики; доцент кафедры экологии и природопользования, факультет географии и геоэкологии, Чеченский государственный университет им. А. А. Кадырова, Грозный, Россия; e-mail: [email protected]
Махмудова Любовь Ширваниевна, доктор технических наук, профессор, Институт нефти и газа, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М. Д. Миллионщикова, Грозный, Россия; e-mail: [email protected]
Алахвердиев Фазиль Джалалович, доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования, факультет географии и геоэкологии, Чеченский государственный университет им. А. А.
9. Amanuel W., Yimer F., Karltun E. Soil organic carbon variation in relation to land use changes: the case of Birr watershed, upper Blue Nile River Basin, Ethiopia. Journal of Ecology and Environment. 2018. 42 (1). Pp. 1-11.
10. Ewane B. E., Lee H. H. Assessing land use/land cover change impacts on the hydrology of Nyong River Basin, Cameroon. Journal of Mountain Science. 2020. 17 (1). Pp. 50-67.
11. Ewane, E. B. Assessing land use and landscape factors as determinants of water quality trends in Nyong River basin, Cameroon. Environmental Monitoring and Assessment. 2020. 192 (8). Pp. 1-35.
12. Mugagga F., Nagasha B., Barasa B., Buyinza M. The effect of land use on carbon stocks and implications for climate variability on the slopes of mount elgon, Eastern Uganda. International Journal of Regional Development. 2015. Vol. 2. No 1. Pp. 58-75.
13. Sleeter B. M., Liu J., Daniel C., Frid L., Zhu Zh. An integrated approach to modeling changes in land use, land cover, and disturbance and their impact on ecosystem carbon dynamics: a case study in the Sierra Nevada Mountains of California. AIMS Environmental Science. 2015. Vol. 2. Iss. 3. Pp. 577-606.
AUTHORS INFORMATION Affiliations
Alexey N. Gunya, Doctor of Science (Geography), Leading Researcher, Department of Physical Geography and Environmental Issues, Institute of Geography, Russian Academy of Sciences, Moscow; Professor, Department of Geography, Faculty of Geography and Geoecol-ogy, A. A. Kadyrov Chechen State University, Grozny, Russia; e-mail: [email protected]
Umar T. Gayrabekov, Doctor of Science (Geography), Director of Institute of Natural Resources, Academy of Sciences of the Chechen Republic; Associate Professor, Department of Ecology and Nature Management, Faculty of Geography and Geoecology, A. A. Kadyrov Chechen State University, Grozny, Russia; email: [email protected]
Lyubov Sh. Makhmudova, Doctor of Science (Technology), Professor, Institute of Oil and Gas, M. D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical University, Grozny, Russia; email: [email protected]
Fazil D. Alakhverdiev, Doctor of Science (Biology), Professor, Department of Ecology and Nature Management, Faculty of Geography and Geoecology, A. A. Kadyrov Chechen State University, Grozny, Russia; Professor, Department of Geography and Teaching
Кадырова, Грозный, Россия; профессор кафедры географии и методики преподавания, Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Methods, Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Благодарность
Работа выполнена в рамках госзадания ГГНТУ им. академика М. Д. Миллионщи-кова: № FZNU-2021-0011 «Изучение секве-страционного и эмиссионного потенциала карбонового полигона «ЭкоГрозный» и разработка научно-обоснованных технологий декарбонизации (на примере Чеченской Республики)».
Принята в печать 15.12.2021 г.
Acknowledgment
The research was supported financially by M. D. Millionshchikov Grozny State Oil Technical University State Assignment No. FZNU-2021-0011 "Sequestration and Emission Potential of the EcoGrozny Carbon Polygon and the Development of Science-Based Decarbonization Technologies (the Chechen Republic)
Received 15.12.2021.
Науки о Земле / Earth Science Оригинальная статья / Original Article УДК 631.416.9
DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-52-59
Особенности микроэлементного состава горно-луговых и бурых лесных почв восточной части Западного Кавказа
© 2021 Дегтярева Т. В.
Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Цель исследования - рассмотреть особенности формирования микроэлементного состава горно-луговых и бурых лесных почв в восточной части Западного Кавказа на территории Акско-Джалпак-кольского и Гондарайского ландшафтов. Применены методы ландшафтно-геохимического и почвенно-геохимического анализа распределения микроэлементов в почвенном покрове. Результаты. Изучено распределение химических элементов (Pb, Cu, Zn и Cd) в зависимости от внутренних и внешних условий миграции, характерных для почв под высокогорно-луговой и среднегорно-лесной растительностью. Выводы. Установлено, что формирование микроэлементного состава горно-луговых и бурых лесных почв в ландшафтах высокогорной и среднегорной части восточных районов Западного Кавказа подчиняется общим закономерностям, свойственным этим почвам для всего Кавказа.
Ключевые слова: горно-луговые почвы, буроземы, микроэлементы, Западный Кавказ, антропогенная трансформация.
Формат цитирования: Дегтярева Т. В. Особенности микроэлементного состава горно-луговых и бурых лесных почв восточной части Западного Кавказа // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2021. Т. 15. № 4. С. 52-59. 001: 10.31161/19950675-2021-15-4-52-59
Features of the Microelement Composition of Mountain Meadow and Brown Forest Soils in the Eastern Part of the Western Caucasus
