CC BY
25
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», № 3, 2014
удк 379.85 Шальнев В.А. [Shalnev V.A.],
Ковалева Т. Г. [Kovaleva T.G.], Настатуха Д.С. [Nastatukha D.S.]
морфологическая структура горных ландшафтов постгляциАльных районов и ее трансформация
Morphological pattern mountain terrains postglacial region and its transformation
В статье рассмотрены этапы оледенения Западного Кавказа в четвертичную эпоху и динамика современных ледников. Изучена морфологическая структура и трансформация растительности приледниковых районов (на примере ледника Алибек). Была создана карто-схема морфологических единиц приледниковых районов Алибека. На четырнадцати пробных площадках был собран гербарный материал и определены виды растений. Для сравнительного анализа была построена столбчатая диаграмма. С учетом возраста формирования донных и боковых морен, связанных с определенными фазами и стадиями отступания ледника Алибек, и видовым разнообразием современной растительности были определены основные этапы трансформации растительных компонентов в этих морфологических единицах ландшафта: ранняя фаза зарастания природных комплексов в стадии Фернау (площадки №7, 8), средняя фаза зарастания субальпийскими лугами и березовыми криволесиями (№1-5, 12), зрелая стадия березовых криволесий (№11, 12, 13) и современные субальпийские луга (№14).
Ключевые слова: четвертичные оледенения, динамика ледников, трансформация растительности.
This article describes the stages of glaciation of the West Caucasus in the Quaternary period and the dynamics of modern glaciers. The study adresses the morphological structure and transformation of vegetation in periglacial areas (for example, the Alibek glacier). A schematic map of the morphological units of the Alibek periglacial areas has been created. The herbarium material was collected at fourteen test plots and the plant species were identified. A bar chart has been created as an aid for the comparative analysis. Given the age of formation of the bottom and lateral moraines associated with certain phases and stages of the retreat of the Alibek glacier as well as the species diversity of contemporary vegetation, the main stages of the transformation of plant components in these morphological units of the landscape were identified: the early phase of overgrowth of natural complexes in the Fernau stage (area №7, 8), middle phase of overgrowth with subalpine meadows and krumholtz forms of birch trees (№1-5, 12), a mature stage of krumholtz birch formations(№11, 12, 13) and the current sub-alpine meadows (№14).
Key words: quaternary glaciations, dynamics glaciers, transformation of vegetation.
Общая площадь современного оледенения северного склона Большого Кавказа по состоянию на 2000 год равна 853,6 км2, а число ледников составляет 1521. Наибольшее их число находится в Центральном Кавказе, бассейне Терека (55,4 %). В пределах Западно-
го Кавказа их число уменьшается (30,7 %), и относятся они к бассейну реки Кубани [1].
Современные ледники - это наследие прошлых холодных эпох четвертичного ледникового периода. Палеогляциальные формы этих оледенений лучше всего сохранились в пределах Западного Кавказа, его двух хребтов - Главного Кавказского и Бокового. Исследования Л.А. Варданянца, Л.И. Маруашвили, Н.В. Думитрашко, Г.К. Тушинского, Н.И. Сафронова показали своеобразие древних оледенений Западного Кавказа по сравнению с Альпами, и его локальные особенности.
По мнению И.Н. Сафронова [2], на Западном Кавказе в верховьях Кубани сохранились признаки трех этапов древнего оледенения: нижнечетвертичного, среднечетвертичного и верхнечетвертичного. Самыми мощными оледенениями были нижне- и среднечетвертичное оледенения. Длина последних достигала 40-50 км. Их «работа» обусловила формирование особого типа морфоструктур рельефа - трого-вых долин рек. Ледники последнего, верхнечетвертичного этапа оледенения в районе исследования (верховья реки Теберды, бассейна Кубани) имели меньшие размеры и несколько фаз отступания. Последняя, Аманаузская фаза оледенения формировала стадиальные морены во всех истоках реки Теберды - реках Аманауз, Алибек и Домбай.
В долине Алибека такая морена хорошо прослеживается озерной четкой бывшего моренного озера, которое было заполнено флю-виогляциальными и аллювиальными отложениями. В настоящее время она находится на расстоянии 4,5-5,0 км от современного «языка» ледника Алибек, который продолжает отступать, что фиксируется небольшими конечными стадиальными моренами. Освободившееся от ледников пространство долины зарастало березовыми криволесьями с полянами субальпийских лугов, а по мере поднятия границы снеговой линии хвойными (пихтовыми) лесами. Прирусловые участки освоила ольха и береза. Таким образом шел процесс формирования средне-горного Алибекско-Домбайского ландшафта внутригорных эрозионно тектонических депрессий темнохвойных лесов троговых долин [3; 4].
Тенденция отступания ледников Западного Кавказа сохраняется и в конце XIX и в XX веке. Идет интенсивное таяние ледников и уменьшение их размеров. Сокращается и их количество. Наиболь-
НАУКИ 0 ЗЕМЛЕ
_ Морфологическая структура парных ландшафтов.
шие потери отмечены в бассейне реки Кубани, ее верховьях, где число ледников сократилось на 11% или 58 единиц [5]. Процесс таяния ледников, во времени протекал не одинаково. Так, до 1970 г. отмечалось интенсивное таяние ледников, и их площади уменьшились 46-47 %. В последнее 30 лет скорости таяния ледников уменьшились в 2 раза.
Достоверные данные наблюдений за процессами таяния ледников получены на примере ледника Алибек, который формируется в высокогорных цирках северного склона Главного Кавказского хребта, имеет длину 4,5 км и площадь 5,4 км2. Его «язык» опускается к верхней границе леса Алибекско-Домбайского ландшафта и вторгается в высотный пояс экотона березовых криволесий, высокотравных субальпийских лугов и кленово-пихтовых редколесий. Наблюдения за колебаниями «языка» ледника проводились с 1875 года по настоящее время. Активное участие в их проведении принимали Х.Я. Закиев, П.В. Ковалев, В.Д. Панов, Ю Г. Ильичев, Ю.В. Ефремов, А.В. Пого-релов и др. [1].
За первый отрезок времени наблюдений (1875-1959) ледник отступил на 978 м к уступу «бараньих лбов», и здесь формировалась последняя конечная морена высотой до 2-3 м. В настоящее время она частично размыта. Средние годовые величины стаивания ледника достигали 8-15 м. С 1959 по 1972 г. динамика ледника была в основном положительной, и его длина увеличилась на 23 м, а за семь следующих лет уменьшилось на 25 м. Следующие колебания ледника к 1994 г. показали рост длины ледника на 23 м. С 1994 г. общее потепление климата определило усиление процессов таяния со скоростью в отдельные годы до 20 м. Всего к 2007 году он отступил на 132 км. Всего с 1959 по 2007 г. ледник отступил на 121 м, а за весь срок наблюдения на 1089 м.
Мониторинг за динамикой ледников в настоящее время осуществляется также с использованием аэро- и космоснимков разных лет. Данные анализа аэрофотоснимков и космоснимков 2005 г. с их привязкой к общей системе координат, по данным С.Г. Лагуна, показали, что ледник Алибек отступил за 50 лет - на 283 м [6].
Приледниковые территории, которые освободились при таянии ледников, представляют интересный полигон для изучения трансформации биоты, а, следовательно, и структуры морфологических единиц ландшафта. На крупномасштабной ландшафтной карте ледника
Рисунок 1.
1а. 1б.
II.
Условные обозначения
Границы морфологических единиц
_ - местностей _ - урочищ
--- фаций ■>< "водопад
- площадки сбора растительности
Карто-схема морфологических единиц приледниковых районов Алибека.
©
легенда
местность второго цирка на северном склоне главного Кавказского хребта, заполненного «ледниковым телом». выделяются простые урочища:
Крутой склон северной экспозиции поверхности ледника. Фрагменты очень крутых и обрывистых склонов стенок цирка, сложенных гнейсами и кристаллическими сланцами, с редкими пятнами луговой растительности.
местность первого (нижнего) цирка с «ледниковым телом» и моренными отложениями разной стадии зарастания березовыми криволесьем и субальпийскими лугами. выделяются урочища:
Сложное урочище ледника Алибек, занимающего часть цирка. Выделяются простые урочища:
НАукИ о ЗЕМлЕ
_ Морфологическая структура горных ландшафтов.
2а. Очень крутой склон задней стенки цирка, формирующий ледопад.
2б. «язык» ледника, под которым формируется ледниковая река (исток реки Алибек). Выделяются фации:
2б1. Поверхностная морена конца ледника.
2б2 и 2б3. Поверхностные морены левого и правого борта ледника.
А. Сложное урочище боковой морены, сложенное моренными отложениями ледника Аманаузской фазы оледенения. Выделяются простые урочища:
3. Очень крутого склона восточной экспозиции с процессами поверхностного смыва и солифлюк-ции. Выделяются фации.
за. Верхней части очень крутого склона, зарастающего березовым криволесьем с полянами субальпийских лугов;
зб. Нижняя часть крутого склона (приледниковая) с первичной единичной травянистой растительностью.
зв. Верхняя часть крутого склона с растительностью субальпийских лугов.
4. То же, что и 3, только западной экспозиции с березовыми криволесьями и полянами субальпийских лугов.
5. Срединная морена Алибекского и Двуязычного ледников, сложенная крупнооболочным моренным материалам, с березовым криволесьем.
6. Озерная котловина моренного озера. Выделяются фации.
ба. Аквальная Турьего озера.
бб. Склоны приозерной котловины северной и западной экспозиции, сложенные пролювием и флю-виаглициальными отложениями, с субальпийскими лугами и редкой березой.
7. Боковая морена второй Аманаузской стадии отступания ледника Алибек с очень крутыми склонами восточной и юго-западной экспозиции, сложенная крупнообломочными моренными отложениями, с первичной растительностью.
8. Фрагменты конечной морены третьей Аманаузской стадии отступания ледника Алибек, сложенная среднеоболомочными моренными отложениями, зарастающими единичными видами травянистой растительности и карликовой березой.
9. Современная донная морена стадии Фернау, сложенная моренными и флювиогляциальными отложениями, местами с эрозионными ложбинами и «бараньими лбами» в начальной стадии зарастания.
10. Боковая морена Аманаузской стадии отступания западной экспозиции, сложенная моренными отложениями.
11. Каньонообразная приледниковая часть русла реки Алибек, формирующаяся в донной морене.
III. местность днища троговой долины реки Алибек, сложенная размытыми моренными отложениями, флювигляциалом и аллювием, с березовыми криволесьями. выделяются простые урочища:
12. Крутой уступ «бараньих лбов» с растительностью березового криволесья.
13. Крутые присклонные участки у подножья «бараньих лбов», сложенные переотложенным моренным материалом и флювиогляциалом, с березовыми криволесьями.
14. Боковая морена западной экспозиции зарастающая березой и сложенная моренными отложениями Аманаузской фазы оледенения.
15. Русла рек Алибек и Двухязычного ледника, сложенные крупнооболочным материалом морен и аллювием.
IV. Местность прирусловых участков реки Двухязычного ледника, сложенная моренными отложениями и аллювием. Выделяются следующие простые урочища:
16. Боковые морены западно-восточных экспозиций в стадии зарастания березовым криволесьем.
17. Русло и прирусловые участки реки, сложенные крупнообломочным материалом морен и аллюви-лием.
Алибек хорошо прослеживается микрозональные полосы структурных элементов морфологических единиц, отражающие разные временные рамки динамики ледника Алибек аманаузской стадии отступания (рис. 1).
Основная стадиальная морена аманаузской фазы, которая формировалась в долине реки Алибек в районе кладбища альпинистов, коррелируется с самой высокой боковой мореной у современного «языка» ледника Алибек. Её высота достигает 125-130 м над современной донной мореной у края ледника, что свидетельствует о большой толще ледника этой фазы оледенения.
Вторая стадиальная морена постаманаузской стадии отступания ледника в долине Алибека хорошо коррелируется со второй боковой мореной левого борта ледника, высота которой над донной мореной достигает 119 м. Морена последней постаманаузской стадии сохранилась фрагментарно на крутом перегибе в районе уступа бараньих лбов. Боковая морена выражена лучше. Её высота достигает 2,5-5,0 м.
Центральное место на карте занимает донная морена современной стадии отступания ледника, получившей название стадии Фернау (урочище 9). Она хорошо сохранилась в центральной и восточной части днища цирка. Еще в начале 80-х годов XX в. здесь было небольшое ледниковое озеро. Сейчас его нет. Западную часть занимает коньоно-образное русло реки Алибек. Поэтому сохранившаяся часть донной морены представляет собой самую раннюю стартовую площадку для освоения её современной растительностью. Другие природные комплексы приледниковой территории осваивались растительностью более длительный отрезок времени.
Переодические наблюдения за динамикой растительности велись с 1953 г. Язык ледника подходил близко к последней, третьей постаманаузской морене (урочище 8). Березовое криволесье в это время уже заселяло днище троговой долины Алибек ниже уступа бараньих лбов (местность III, урочище № 13), так как ледник отсюда отступил 130-140 лет тому назад. Фрагменты субальпийской растительности занимали также пологие склоны Турьего озера (урочище 6) и срединную морену (урочище 5). На восточных склонах морен, обращенных к леднику, растительность практически отсутствовала. К настоящему времени, т. е. через 60 лет, березовые криволесья заселили
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
_ Морфологическая структура горных ландшафтов.
14
12
10
14 13 12 11
10 9 8 7 6 5 4 Площадки сбора растительности.
32
Рисунок 2. Видовое разнообразие растительности приледниковых
районов Алибека.
урочища «бараньих лбов» (урочище 12), срединную морену вплоть до Турьего озера (5). На склоне самой высокой боковой морены Амана-узской фазы оледенения сформировались фациальные биокомплексы березового криволесья (3а) и субальпийских лугов (3в). В средней и нижней части боковой морены восточной экспозиции (3б) и целиком всего склона морены правого борта ледника второй стадии отступания ледника (урочища 7) до сих пор растительные ценозы не сложились. Здесь редко произрастают одиночные виды травянистой растительности и карликовая береза (рис. 2).
Для исследования травянистой растительности приледниковых морфологических единиц были заложены 14 пробных площадок. Сбор материала проводился по двум направлениям от площадки донной морены (урочище 9), которая совсем недавно освободилась от ледника.
8
6
4
2
0
Первая линия проходила в юго-западном направлении через все боковые морены левого борта ледника к Турьему озеру. При удалении от исходной точки хорошо видна динамика видового разнообразия растительности ценозов на диаграмме (рис. 2).
Здесь наблюдается увеличение видового состава, от площадки наблюдения №8 к №1. На площадке №8 травянистая растительность отличается бедным видовым составом. Всего 3 вида травянистой растительности. Некоторые виды встречаются в единичном экземпляре. Начинает развиваться подрост древесной растительности. Встречается Salix высотой до 50 см и Betula до 30 см. Наиболее встречаемый вид травянистой растительности - Calamagrostis pseudophragmite. Идентичный видовой состав, но с увеличением проектного покрытия, характерен для площадки №7. В видовом составе площадки №6 три вида растений (Calamagrostis pseudophragmite, Chamaenerion dodonaei и Dianthus pseudarmeria) преемственны от площадки №7. На территории площадки №5 так же присутстует Calamagrostis pseudophragmite. Для него характерен высокий показатель обилия - Cop2 по шкале Дру-де. Пробные площадки №5 и 4 имеют всего один схожий вид llene vulgaris. Он так же повторяется и на ключевом участке №3. Площадки №2 и 3 имеют в своём составе два одинаковых вида. На первой площадке, как и на второй, присутствует Hedysarum caucasicum. Этот вид растительности встречается на большинстве пробных площадках и не отличается высокими показателями обилия.
Вторая линия исследования идёт от точки №8 до площадки №14. Здесь также характерно увеличение видового состава и количественного состава от центральной точки №8. Так, на площадках № 8 и 9 имеются три общих вида (Calamagrostis pseudophragmite, Chamaenerion dodonaei, Hedysarum caucasicum), а сравнение площадок №9, 10 и 11 показало наличие всего двух одинаковых вида. На площадке №12 встречается только один повторяющийся вид растительности. Это Calamagrostis pseudophragmite. На площадках №10 и 11 он является доминантным видом. Точка №13 находится в березовом криволесье и в видовом разнообразии отличается от площадки №12. Здесь встречается один повторяющийся вид растений (Alchemilla stellulata). Площадка № 14 расположена в пределах субальпийских высокотравных лугов и имеет 7 видов общих с предыдущей площадкой.
НАУКИ 0 ЗЕМЛЕ
_ Морфологическая структура парных ландшафтов.
При анализе растительности данного района выделяется преобладание семейств Asteraceae, Poaceae, Scrophulariaceae. Самая интересная растительность изучалась на площадках №13 и 14. Растительные ценозы этх площадок имеют наиболее длительный период развития. Первая из них (№13) занимает присклоновые участки днища долины реки Алибек. Они уже давно освободились от ледника, поэтому здесь сложился типичный биоценоз березовых криволесий. Разнообразие травянистой растительности составило 13 видов. Более того, в связи с общим потеплением климата в подросте отмечено произрастание пихты в возрасте 5-15 лет. На площадке №14, которая занимает нижнюю часть склона троговой долины, сложился типичный биоценоз высокотравных субальпийских лугов верхней границы леса. В связи с этим здесь описано самое большое количество характерных видов растений - 17.
В структуре растительного покрова встречаются сорные виды растительности. Наибольшее количество синантропных видов выявлено на площадках № 1, 2, 13 и 14. Здесь высокие показатели обилия Rumex confertus, Heracleum sphondylium, Lapsanagrandiflora, Sonchuspalustris, Carduus nutans, Senecio vulgaris, Verbascum densiflorum Berto. Это аборигенные виды, так как роль антропогенного фактора здесь не велика.
библиографический список
1. Панов В.Д., Ильичев Ю.Г. Салпагаров А.Д. Колебания ледников Северного Кавказа за XIX-XX столетия. Кисловодск: Северо-Кавказское изд. МИЛ, 2008.
2. Сафронов И.Н. О древнем оледенении Северо-Западного Кавказа // Сб. трудов института. Ставрополь, 1960.
3. Шальнев В.А. Эволюция ландшафтов Северного Кавказа. Ставрополь: Изд-во СГУ 2007.
4. Шальнев В.А., Конева В.В. История изучения и современные ландшафты Тебердинского заповедника. Ставрополь: Изд-во Сервисшкола, 2014.
5. Лурье П.М., Панов В.Д., Ильичев Ю.Г Салпагаров А.Д. Снежный покров и ледники бассейна реки Кубани. Кисловодск: Изд-во МИЛ, 2006.
6. Шальнев В.А. Конева В.В., Лагун С.Г. и др. Ландшафты Тебер-диского заповедника. Кисловодск: Изд-во МИЛ, 2009.
ОБ АВТОРАХ
Шальнев Виктор Александрович, доктор географических наук, профессор кафедры физической географии и ландшаф-товедения Северо-Кавказского федерального университета. Тел. (962) 447-05-24. E-mail: [email protected]. Ковалева Татьяна Геннадьевна, аспирант кафедры физической географии и ландшафтоведения Северо-Кавказского федерального университета. Тел. (928) 300-20-50. E-mail: [email protected].
Настатуха Дарья Сергеевна, студентка 1 курса магистратуры направление «География» Северо-Кавказского федерального университета. Тел. (928)305-39-44. E-mail: daria.nastatukha@ mail.ru.
Shalnev Viktor Alexandrovich, Doctor of Geographical Sciences, Professor of the Department of Physical Geography and Landscape North Caucasus Federal University. Phone: 8-962-447-05-24. E-mail: [email protected].
Kovaleva Tatiana Gennadevna, graduate student of the Department of Physical Geography and Landscape North Caucasus Federal University. Phone: 8-928-300-20-50. E-mail: [email protected].
Nastatuha Daria Sergeevna, student 1st year Magistrates direction "geography» North Caucasus Federal University. Phone: 8-928-305-39-44. E-mail: [email protected].
