CC BY
49
УДК 551.586
Н.И. Быков
Лихенометрические исследования лавинных процессов на Алтае
Снежные лавины являются весьма распространенным природным явлением на Алтае. Они оказывают существенное влияние на режим геосистем и создают множество проблем при хозяйственном освоении горных территорий. Вместе с тем, знаний о многолетней динамике лавинных процессов, необходимых для прогноза их развития, недостаточно. Это объясняется отсутствием на Алтае снеголавинных станций, редкой сетью метеостанций, а также тем, что у каждого лавинного аппарата резко выражены индивидуальные особенности лавинообразо-вания. Подобная ситуация требует поиска косвенных индикаторов данного природного явления.
Одним из таких индикаторов могут выступать лишайники. Разработанный еще Р. Бешелем [1] метод лихенометрического датирования каменного субстрата неоднократно применялся для реконструкции режима различных природных процессов, в том числе лавинных [2]. Однако на Алтае опыт лихенометрических исследований крайне ограничен, а в деле изучения лавинных процессов он практически отсутствует. Единственным лихенометрическим исследованием по данной территории является работа О.Н. Соломиной [3], которая использовала данный метод для датирования морен в долине реки Актру на Се-веро-Чуйском хребте. Для этого она использовала виды накипных лишайников Са1ор1аса Бр., Азр1гШа эр., Р1асо1есагкгуа эр., Шпгосагроп §ео§гарЫсит, Ш1. geminatum. Осуществив замеры лишайников на надежно датированных моренах изучаемой долины, она получила функциональные зависимости возраста отдельных особей этих видов от их линейных размеров.
Наиболее приемлемо применение этих моделей для датирования любых отло-
жений на северо-восточном макросклоне Северо-Чуйского хребта в высотных пределах от 1900 до 2200 м над уровнем моря. Следует отметить, что в Центральном Алтае лихенометрию можно осуществлять практически во всех лавинных аппаратах. Это обусловлено тем, что развитие лавин здесь приводит к образованию незадернованных поверхностей. Каменный субстрат этих поверхностей заселяется впоследствии корковыми лишайниками. Недостатком метода в этом случае является ненадежность определения лавинных отложений, так как накопление материала в конусах выноса лавинных аппаратов может происходить под действием и других процессов.
Нами исследована возможность применения лихеноиндикации для анализа лавинных процессов в других районах Алтая, в частности, в бассейне реки Коргон. Было обнаружено, что в многоснежных районах Северо-Восточного и Северо-Западного Алтая подобная индикация ограничена рядом условий. Зоны транзита и аккумуляции лавинных аппаратов этих районов находятся в лесной зоне, для которой характерно высокотравье. Это ведет к тому, что снежная масса при сходе лавины скользит по густому отмершему травяному покрову, не повреждая дернины, поэтому в конусах выноса отсутствует каменный субстрат, на котором могли бы закрепиться накипные лишайники.
Вместе с тем некоторые мощные лавины выбрасывают здесь со дна долины на ее противоположный склон аллювиальный материал из русел рек, благодаря чему появляются возможности для лихеноиндикации. Такое явление отмечено, например, в лавинном аппарате, расположенном на правом склоне долины реки Горелый Коргон в 800 м выше впадения в нее ручья Подъемного. Здесь аллювий отлагается на
левом берегу в курумнике, что создает благоприятные условия для развития лишайников. Подобные отложения могут формироваться лишь в случае схода максимальных лавин. Размеры аллювиального материала изменяются от валунов (до полутора метров в длину) до гальки. Соотношение между ними меняется при движении по склону вверх в пользу более мелкого материала. Заброс гальки и небольших валунов на высоту до сорока метров, вероятно, происходит под действием ударной волны, возникающей перед лавинным потоком. Уничтоженные и перенесенные лавиной деревья отлагаются значительно ниже.
Лихенологический анализ изучаемого аллювия показал, что среди заселяющих его видов доминирует НЫгосагроп geographicum. Степень покрытия материала лишайниками различная, вплоть до полного их отсутствия. Заселение камней в большинстве случаев происходит в определенном порядке. Вначале лишайниками покрываются те части камня, которые находятся вблизи перегиба его поверхности, что, вероятно, определяется более благоприятными экологическими условиями. Ближе к верхней части камня плотность покрытия и диаметр лишайников уменьшаются. Таким образом, характер и степень покрытия валунов и гальки могут служить индикационным показателем времени их заноса в курумник.
Предполагая, что каждая последующая максимальная лавина может изменять экологические условия роста лишайников за счет перемещения (переворота) аллювия, занесенного ранее, мы обследовали и нижние поверхности камней. Выявлено, что у единичных экземпляров гальки на этих поверхностях сохранились остатки погибших лишайников. На валунах такого явления обнаружено не было, что можно объяснить не только тем, что они, вследствие большей их массы, труднее перемещаемы, но и тем, что они первоначально занимают более устойчивое положение. Устойчивость аллювиальному материалу обеспечивает также крупнообломочный материал курумника.
Произведенные замеры лишайников показали, что диаметры отдельных особей на аллювиальном материале изменяются от 1 до 18 мм. В то же время на скалах, расположенных в 20 м, ИЫгосагроп geographicum достигает размеров в 43 мм. Максимальные размеры лишайников на валунах и гальке значительно варьируют (рис. 1), что свидетельствует о неодновременном их заносе.
Число
случаев
20
16
12
8
4
т пт
Н 7 Т
'
і < 10 12
т
-►
14 16 18 20 Диаметр
А
Число случаев
і к
20 -
16-
12 - т
8-
4- ЇЇЇЇ Ч!
0 2 4
шт
ТП
-
2 4 6 В 10 12 14 16 1В 20 Диаметр
Б
Рис. 1. Распределение диаметров всех измеренных (Б) и.максимальных (А) лишайников на лавинном материале
Проведение замеров всех расположенных на каждом отдельном камне лишайников позволило выявить, что существуют пробелы определенных размеров. Наиболее значительны из них 4-4,75; 8-9; 13,5-14,5; 14,5-16; 17-18 мм. Подобные пробелы фактически характеризуют возрастную структуру популяции данного вида или, точнее, отсутствие лишайников определенных возрастных интервалов. Это явление можно объяснить неблагоприятными экологическими условиями распространения вида в данный период.
Причин здесь может быть несколько. Как известно, линейный рост ЛЫгосагроп geographicum может осуществляется как за счет разрастания гриба, так и в результате прорастания спор в талломе уже
живущей особи, т.е. размножения. Возникновение же новых происходит в результате захвата гифами, продуцированными спорами, водорослей, встречающихся на каменном основании. Поэтому возрастные пробелы в популяции лишайника данного вида могут быть объяснены как тем, что апотеции не продуцировали споры, так и тем, что последние не способны были закрепиться на каменном основании. В последнем случае это могло быть связано либо с особенностями жизнедеятельности водорослей, либо с особенностями физиологии спор.
Для датирования изучаемых нами отложений была сделана попытка использования результатов исследований
О.Н. Соломиной в долине Актру. Мы исходили из следующего допущения. Скорость роста лишайников на предполье ледников Актру и в бассейне реки Горелый Коргон, вероятно, лимитируется суммами летних температур. В первом случае это вполне закономерно, поскольку развитие всех биологических систем вблизи их верхней границы распространения лимитируется количеством тепла. Во втором случае температура воздуха, вероятно, также является лимитирующим фактором для роста лишайников, поскольку увлажнение бассейна Горелого Коргона избыточно.
Замеры ЛЫгосагроп geographicum на морене XVII в. (1710 г.) в долине реки Актру, проведенные в 1985 г., показали, что максимальные размеры особей этого вида составили 20 мм [3]. Таким образом, годовой прирост достигал 0,073 мм. Учитывая, что сумма среднесуточных положительных температур в Актру равна 936°, а на высоте конуса выноса исследуемого лавинного аппарата - 1500° С, можно найти величину годового прироста у лишайников на Горелом Коргоне. Он составил приблизительно 0,12 мм. Для прироста 1 мм изучаемому виду в этом районе требуется сумма среднесуточных положительных температур, равная 12822°. Для сравнения можно привести данные по приросту этого вида в долине реки Черек Безенгийс-кий (северный склон Центрального Кавказа) [4], где для прироста 1 мм тре-
буется 10880°. Вероятно, величины требуемого тепла окажутся еще ближе, если учесть, что для Актру брался интервал между 1710 и 1985 гг., а для Черека - между 1887 и 1959 гг. В первый интервал укладывается период понижения температуры воздуха в конце XVIII—начале XIX в., в то время как во втором интервале наблюдалось устойчивое ее повышение.
Полученная величина годового прироста ЛЫгосагроп geographicum позволила определить возраст измеренных лишайников (табл. 1).
Таблица 1
Данные лихенометрического анализа лавинных отложений
Диаметр лишайников, мм Возраст лишайника, годы Календарный год явления
Пробелы в возрастной структуре популяции лишайников
4-4,75 34-42 1957-1964
со 1 СО 67-77 1921-1929
13,5-14,5 116-124 1875-1882
14,5-16 124-137 1861-1875
17-18 146-154 1844-1852
Время схода максимальных лавин
18 154 1844
17 146 1852
16,5 142 1856
14,5 124 1875
13 111 1887
12 103 1895
11 94 1904
10,5 90 1908
10 86 1912
9,75 84 1914
9,5 81 1917
9,25 79 1919
9 77 1921
7,5 64 1935
7 60 1938
5,5 47 1952
5,25 45 1954
3,25 28 1970
3 26 1972
2,75 24 1974
2 17 1981
1 15 1983
Сравнительный анализ радиального роста годовых колец у деревьев верхней границы леса в бассейне Коргона и датированных пробелов роста КЫгосагроп
geographicum выявил интересные закономерности. Начало пробела роста этого вида лишайника совпадает с минимумом прироста ксилемы у древесных растений (рис. 2).
Относит.
Время
Рис. 2. Радиальный прирост древесных растений (черная линия) и пробелы роста лишайников (заштрихованная область)
Таким образом, возрастная структура является хорошим индикационным показателем климатических условий. При датировании отложений он может использоваться для верификации (уточнения) моделей роста лишайников.
Лихеноиндикационный анализ показал, что наибольшая частота схода максимальных лавин наблюдалась с 1904 по 1921 гг. Для этого же периода характерен максимум выпадения осадков, как зимних, так и среднегодовых (рис. 3).
Результат является вполне закономерным, поскольку увеличение зимних осадков ведет к увеличению интенсивности
лавинных процессов. Тем более характерно наличие такой зависимости для максимальных, катастрофических лавин.
Время
Рис. 3. Многолетний режим атмосферных осадков за зимний период по метеостанции Барнаула и схода максимальных лавин, датированных лихеномет-рическим методом (вертикальные линии)
Таким образом, применение лихеномет-рического метода для анализа режима лавин на Алтае можно считать вполне обоснованным. В качестве индикационных показателей следует использовать не только диаметр лишайников, но и степень заселенности ими каменного субстрата, а также возрастную структуру популяции лишайников. Вместе с тем точность датирования при помощи данного метода невысока. Поэтому его применение желательно осуществлять в комплексе с другими методами датирования (дендро-хронологичес-кий, радиоуглеродный и др.).
Литература
1. ВеэсЬе! И. ИесМеп а1з АИег5таззз1аЬ гегег^ег Могапеп // О^эсЬегкс!. и. О1аг1а^ео1. 1950. №1.
2. Горчаковский П.Л., Шиятов С.Г. Фитоиндикация условий среды и природных процессов в высокогорьях. М., 1985.
3. Морены - источник гляциологичес-
кой информации/Под ред. Л.Р. Серебрян-ного, А.В. Орлова, О.Н. Соломиной и др. М., 1989.
4. Голодковская Н.А. Реконструкция оледенения Центрального Кавказа в ХІІІ-ХХ столетиях (по лихенометри-ческим данным): Автореф. дис. ... канд. геогр. наук. М., 1982.
