CC BY
25
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2004, том 10, № 24-25
================= ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ=============
УДК 551.5
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НА ОСНОВЕ КРУПНОМАСШТАБНОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ СОМОНА БУЛГАН, ЮЖНО-ГОБИЙСКИЙ АЙМАК, МОНГОЛИЯ)*
© 2004. Е.А. Востокова1, П.Д. Гунин1, Т.И. Казанцева2, А.В. Прищепа1, С.Н. Бажа1
1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН 2 Ботанический Институт им. В.Л. Комарова РАН
Экологический мониторинг регионального уровня осуществлялся путем периодического ландшафтно-экологического картографирования с применением материалов дистанционного зондирования. В основу ландшафтно-экологического картографирования было положено отражение пространственной структуры экосистем (природных, природно-антропогенных, антропогенных), степени дестабилизации экосистем, включая процессы опустынивания и сравнительный анализ карт, разработанных по материалам разновременных космических съемок, т.е. выполненных с определенным временным интервалом.
На необходимость осуществления такого мониторинга, как важной задачи научно-исследовательских и производственных работ, направленных на информационное обеспечение мероприятий по охране природы и борьбе с опустыниванием, обращалось внимание уже давно (Регион. Экол. Мониторинг, 1983; Космич. Мониторинг, 1985). Большое внимание изучению процессов опустынивания экосистем уделяется на юго-востоке Европейской части России, где они весьма интенсивны. Результаты многолетних исследований этой проблемы, особенно деградации почв, обобщены З.Г. Залибековым (2000). Однако последовательного осуществления мониторинга дестабилизации экосистем на региональном уровне почти не осуществлялось.
Цель и задачи исследований.
Результаты антропогенных воздействий на экосистемы четко отражаются в их пространственной структуре, которая наиболее рельефно и наглядно познается с помощью экологических карт, в том числе карт экосистем и их антропогенных изменений, разрабатываемых на основе космической информации (Берлянт, 1986; Востокова и др., 1988). В настоящее время для целей экологического картографирования и слежения за антропогенными изменениями экосистем широко используются дистанционные методы (Виноградов, 1984; Востокова, 1991; Востокова, Кельнер, 1986, и др.). Так, только для Монголии с использованием космической информации разработаны и изданы: серия ресурсных карт (1989), карта экосистем (1995) в масштабе 1:1000000; составлены карты экосистем и их антропогенного нарушения в масштабе 1:500000 на Российскую и Монгольскую части бассейна р. Селенги, которые служат базой для целей мониторинга состояния экосистем (Востокова, Гунин, 1997). На данном этапе для решения задач рационального природопользования в конкретных административных областях и районах (в Монголии соответственно - аймаках и сомонах) необходимы карты более крупного масштаба. При этом необходимо соблюдение главного картографического принципа - чем мельче административная единица, тем крупнее должен быть масштаб экологической карты. Кроме того, содержание карты должно отвечать не столько общегеографическим задачам, сколько тем экологическим проблемам, которые стоят перед администрацией рассматриваемого региона. Для степной части Монголии такой проблемой является деградация и опустынивание пастбищ. Особенно остро эта проблема возникла для участков, расположенных по границе степей и пустынь, т.е. в экотонной зоне опустыненных степей и остепненных пустынь.
* Работы выполнены в составе Российско-Монгольской комплексной биологической экспедиции в рамках проекта ЕС «Коперникус-2» «Gobi Desertification» (EC contract number ICA-CT-2000-10022).
Информационному обеспечению мероприятий по борьбе с опустыниванием пастбищ на региональном уровне наиболее полно отвечает среднемасштабная карта современных экосистем, на которой находят отражение также и все типы пастбищ. Такая карта экосистем служит базовой основой для отражения развивающихся процессов опустынивания. Основными диагностическими признаками дестабилизации экосистем служат появление определенных микроформ рельефа (песчаных наносов, массивов бугристых песков, барханов), изменения почв и растительности (разрушение гумусового горизонта, поверхностное уплотнение или опесчанивание почв, появление видов растений, типичных для пустынных областей, снижение жизненности основных пастбищных растений и смена доминантных видов в сообществах). Эти признаки, выявленные в ранее проведенных работах, использовались при дешифрировании космической информации и разработке карты экосистем масштаба 1:200000 (Гунин, 1992; Сарантуяа, 1995).
Для разработки такой карты экосистем был выбран сомон Булган, расположенный в центральной части Северной Гоби. Выбор этого района предопределен также и тем, что эта территория достаточно детально и планомерно изучалась с 1970 г., т. е. на протяжении более 30 лет (Пустын. Степи, 1980; 1981; Экосистемы Монголии, 1995). Это дало возможность широко использовать накопленный фактический материал для анализа процессов деградации пастбищных экосистем, флюктуации и динамики продуктивности в зависимости от природных условий и интенсивности антропогенных воздействий, что, в целом, и обеспечило сомону Булган репрезентативность для разработки методических подходов экологического среднемасштабного мониторинга, с одной стороны, и выявления факторов дестабилизации экосистем и их опустынивания, с другой.
Основной задачей проведенных исследований являлось создание Карты современных экосистем и их опустынивания по состоянию на 2002-2003 гг. Сравнительный анализ этих карт с аналогичными картами, разработанными Т.И. Казанцевой и Г.Н. Якуниным в 1990 г., позволил выявить тренды изменений экосистем и осуществить региональный экологический мониторинг дестабилизации экосистем.
Методика исследований.
Работы по созданию карт современных экосистем и их опустынивания сопровождались изучением пространственной структуры экосистем и процессов их дестабилизации на всей территории сомона. Карта экосистем разработана на основе использования космической информации, в общем, по обычной методике экологического картографирования (Востокова и др., 1988, Метод. рекомендации, 1989), но с двумя отличиями. Во-первых, в качестве исходного материала использовался не фотографический снимок, а цветное синтезированное изображение в масштабе 1:200000, полученное по материалам многоспектральной сканерной съемки системой Ландсат-7 ТМ, выполненной осенью 2002 г. Во-вторых, составление карты, ее редактирование и анализ осуществлялись автоматизированным путем по специальной компьютерной программе. Единственный недостаток использованного снимка - худшее разрешение и связанная с этим расплывчатость границ цветного синтезированного изображения, выполненного в тонах, слабо приближенных к естественным аспектам природных объектов. Учитывая это, при наземном обследовании территории сомона были предприняты маршрутные исследования, которые позволили проверить предварительный макет карты, дали возможность уточнить некоторые границы экосистем и их дешифровочные признаки.
При изучении и картографировании экосистем их выделение осуществлялось по растительному покрову в рамках единого элемента рельефа и состава почвообразующих пород. Контурная нагрузка карты современных экосистем полностью явилась результатом дешифрирования космического цветного синтезированного изображения. В качестве дешифровочных признаков использовались цветовая гамма и рисунок изображения, которые, в основном, формировались цветом и формой подстилающей поверхности. Поэтому во время полевых работ большое внимание было уделено установлению взаимосвязей между компонентами экосистем, в первую очередь между растительным покровом и почвенно-грунтовыми условиями с учетом форм рельефа. Использование этих взаимосвязей позволило достаточно достоверно интерпретировать цветные изображения и разработать карту современных экосистем (Приложение 8).
Легенда к карте в оригиналепостроена в матричной форме: по горизонтали приведено 24 типа экотопов, включающих краткую характеристику рельефа и почвообразующих пород (табл. 1), по
вертикали выделено 52 комплекса растительных сообществ (табл. 2). На пересечении этих граф расположены индексы собственно экосистем. Большинство экосистем относится к природным и природно-антропогенным. Они подразделены на три типа: автоморфные (литогенные), полугидроморфные и гидроморфные (гидрогенные) и антропогенные. К последним отнесены экосистемы, сформировавшиеся под воздействием антропогенных факторов. Они отличаются неустойчивостью, т.к. их существование полностью зависит от хозяйственной деятельности. К ним отнесены аграрные (с огородными культурами и рудеральной растительностью) и сильно нарушенные экосистемы с рудеральной растительностью в населенных пунктах и местах длительного скопления домашних животных (кошары, зимовки, колодцы).
Таблица 1. Абиотические компоненты экосистем сомона Булган (легенда к карте, Приложение 8). Table 1. Abiotic components of Ecosystems of Bulgan somon (Appendix 8, first number on the map).
№ на
карте (первые Рельеф, почвообразующие породы
цифры)
Средне-высотные горы (выше 2000м над у./м.)
1. Сильно расчленённые, скалистые с каменистыми осыпями
2. Высокие межгорные долины, холмистые, каменисто-суглинистые
Низкие и сниженные горы (до 2000 м над у./м.)
3. Сильно расчленённые скалистые
4. Различно расчленённые, каменисто-суглинистые
Холмогорья, мелкосопочники, форберги, вулканические конуса
5. Различно расчленённые, приподнятые, каменистые, местами с песчаными плащами
6. Сглаженные, с каменистыми выходами, частично завеянные песком
Останцы красноцветов, местами перекрытые базальтами, гранитные интрузии
7. Каменистые, по ложбинам супесчано-суглинистые, завеянные песком
8. Сниженные, легкосуглинистые, завеваемые песком
Подгорные, наклонные, делювиальные равнины
9. Круто наклонные, расчленённые, каменисто-щебнистые, легкосуглинистые
10. Полого-наклонные, слабо расчленённые щебнистые, легкосуглинистые
Пластовые пологие, плоские, делювиально-пролювиальные и пролювиальные равнины
11. Полого-волнистые и полого-увалистые, супесчано-легкосуглинистые, гравелистые
12. Плоские, почти не расчленённые супесчано-легкосуглинистые и суглинистые
13. Полого-наклонные и плоские, легко суглинистые, завеваемые песком
14. Сильно эродированные уступы, с выходами красноцветов
Эоловые бугристые равнины
15. Кучевые пески и песчаные наносы, маломощные
16. Бугристые песчаные массивы, местами перевеваемые
17. Барханы и барханно-грядовые песчаные массивы на твёрдой поверхности
Аллювиальные равнины
18. Родники и долины ручьёв, болотные понижения, илисто-суглинистые, местами с торфом
19. Глубоко врезанные сайры и каменистые ущелья, иногда с ручьями
20. Долины крупных сайров, часто террасированы, с каменистым руслом
21. Сухие дельты и разливы, плоские каменисто-суглинистые и супечано-суглинистые
Озёрные котловины
22. Бугристые окраины с засолёнными опесчаненными суглинками
23. Плоские днища высохших озёр, засолённые, суглинистые, иногда опесчаненные
24. Плоские и слабоволнистые днища, иногда заливаемые
На основе карты современных экосистем и того же космического изображения разработана карта процессов деградации и опустынивания (Приложение 9). На этой карте выделены природные и антропогенные процессы дестабилизации экосистем, приводящие к опустыниванию (эоловые процессы, инвазии пустынных видов растений, угнетение и гибель основных кормовых злаков, изменения почв; Приложение 10). На ней также отражены различные виды использования земель, являющиеся основными факторами деградации экосистем: сельскохозяйственный (выпас домашнего скота, орошаемое огородное хозяйство, пункты водопоев скота); сельскохозяйственно-селитебный (сезонные стоянки юрт, кошары, загоны); селитебный (постоянные населенные пункты,
туристические лагеря и кемпинги); транспортный (грунтовые дороги различного назначения и интенсивности использования).
Эти карты дали возможность проследить, прежде всего, основные закономерности пространственного распределения современных экосистем и процессов их дестабилизации. Для осуществления экологического мониторинга были использованы: фотоплан масштаба 1:200000, составленный по космическим фотоснимкам 1985 г. съемки и карты экосистем и их антропогенной нарушенности, разработанные в 1990 г. (Т.И. Казанцева и Г.Н. Якунин в кн. «Экосистемы Монголии, 1995). Все карты выполнены в бумажном варианте и на электронных носителях. Это позволило использовать подходы геоинформационного картографирования, разработанные А.М. Берлянтом (1997), для сравнительного анализа экосистем и установления их динамики за последние 10-15 лет, установить размеры участков экосистем, для которых выявлены проявления процессов опустынивания. Для этого на основе электронных вариантов карт 1990 и 2003 гг. были подсчитаны площади всех экосистем, зафиксированных на картах, а также площади нарушенных участков.
Таким образом, обобщенная схема дистанционного картографического мониторинга процессов дестабилизации экосистем, осуществляемого на региональном уровне, включала два этапа:
1 этап (1985-1990) - дешифрирование космической информации 1985 г. съемки, разработка карт экосистем и их антропогенной нарушенности;
2 этап (2002-2003) - дешифрирование космической информации 2002 г. съемки, разработка аналогичных карт; сравнительный анализ электронных версий разработанных карт, анализ количественных показателей, полученных по этим картам; выявление некоторых закономерностей распределения участков дестабилизированных экосистем и тенденций этого процесса.
Природные условия и пространственная структура экосистем сомона Булган.
Территория сомона Булган имеет форму неправильного многоугольника, с выдающейся вершиной на севере, имеющей координаты 44050 'с.ш. и 1030157 в.д. Южная граница проходит на широте 43045 -43050 'с.ш. С юга участок ограничен горами Богиин-Хяр, относящимися к системе хребтов Гурван-Сайхан; на западе - отрогами гор Арц-Богдо, относящихся к Гобийскому Алтаю. Горы достигают высоты 2000 м над ур. моря. Вдоль широтно вытянутого хребта Богиин-Хяр форберги формируют холмогорья, сложенные красноцветными отложениями, которые в центре достигают значительной высоты, а к западу и востоку снижаются до невысоких возвышенностей. Вдоль окраины Арц-Богдо протянулась цепочка форбергов, образованных вулканическими породами. Трещинные излияния базальтов и конусообразные останцы в форме потухших «вулканчиков» расположены также по бортам центральной депрессии, разделяющей предгорья Арц-Богдо и Богиин-Хяр. К востоку от Арц-Богдо местность широкими ступенями опускается к депрессии периодически пересыхающего озера Улан-нур, а во влажные годы пополняемого водами р. Ойгиин-гол, которая берет начало в горах Хангая. Эта равнина осложнена небольшими возвышенностями с выходами гранитов, мраморизованных известняков либо сложенных базальтами. Эту часть территории можно считать самой восточной оконечностью Долины Озер. Высотные отметки озера не превышают 1008-1010 м н.ур.м. Предгорья хребта Богиин-Хяр также полого понижаются к северу и северо-востоку. От северной части участка эти предгорья отделяет вытянутая с юго-запада на северо-восток депрессия, местами с остатками соленых озерков. Значительная часть территории сомона расположена на абсолютных высотах 1100 -1200 м, но максимальный перепад высот достигает почти 1050 м. Солончаковая депрессия, маркирующая тектонические разломы, разделяющие хребты Гобийского Алтая (Арц-Богдо) и Гурван-Сайхан, и вся древняя котловина Улан-нура сопровождается массивами бугристых песков.
На территории сомона широко распространены супесчаные и песчаные отложения, в значительной степени щебнистые, а в местах выхода гранитных интрузий или базальтовых лав каменистые. Широкое распространение почвообразующих пород легкого гранулометрического состава, представленных делювиально-пролювиальными отложениями, способствуют интенсификации эоловых процессов. Отсюда разнообразие форм песчаных скоплений: от небольших бугорков - «томоков», у кустов или дернин растений, до отдельных барханов и барханно-грядовых массивов.
Важным природным фактором формирования экосистем и их пространственной структуры являются гидрогеологические условия: глубина залегания и степень минерализации грунтовых вод. Для этого сомона характерно распространение пресных грунтовых вод в песчаниках мелового
возраста и сайровых отложениях, которые местами разгружаются в виде родников. Минерализация вод изменяется от 0.3, в предгорьях, до 3.5 г/л и более - в солончаковых депрессиях и по окраине озера Улан-нур. Состав вод соответственно изменяется: от гидрокарбонатных кальциево-магниевых, до хлоридно-сульфатных натриевых. В основном, грунтовые воды, пригодные для питья, в сайрах залегают на глубине от 0.5 до 2.5 м. Но для водоснабжения центра сомона - поселка Булган и орошения огородов используются воды источников, расположенных вдоль уступа пластовой равнины, сложенной песчанниками.
Общая площадь сомона составляет 7589.0 кв. км1. В природном отношении, в равнинной и предгорной части сомона выделяется три подзоны: от сухих и опустыненных степей - до остепненных пустынь (Экосистемы Монголии, 1995, Пустынные степи, 1981). Сухие и опустыненные степи характеризуются наибольшим для региона количеством атмосферных осадков (от 130 до 150200 мм/год). Индекс сухости - 7.1-7.3. Растительность представлена сообществами мелкодерновинных злаков и дерновинного лука с участием кустарников на каштановых и светло каштановых почвах, часто щебнистых, местами карбонатных. Полупустыни или пустынные злаковники (Рачковская, 1989) имеют уже меньшее количество осадков (110-130 мм/год) с индексом сухости 7.4-7.7. Растительность представлена также мелкодерновинными злаками и луками, с участием пустынных видов (Anabasis brevifolia, Ephedra sinica) на бурых почвах, сильно щебнистых. Остепненные пустыни получают уже только около 105 мм/год осадков при индексе сухости 9.4. В растительном покрове доминируют сообщества пустынных растений, злаки и луки занимают второстепенные позиции, хотя постоянно присутствуют. Почвы представлены разновидностями палево-бурого типа (Пустынные степи, 1981).
Пространственная структура экосистем характеризуется тремя основными особенностями, определяющими их разнообразие:
1) наличие почти всех типов экосистем, встречающихся на территории Северной Гоби;
2) доминирование экосистем равнин, что отражает общую тенденцию в Гоби, где равнинные и котловинные экосистемы занимают 70% площади; равнины, усложненные мелкосопочниками - 20%, а низкие и средне высотные горы всего 10% (Евстифеев и др., 1992);
3) инверсия подзональных типов экосистем, предопределяемая расположением в южной части сомона горных хребтов Гурван-Сайхана.
Инверсия пространственной структуры экосистем очень отчетливо проявляется при движении с юга от хребта Богиин-Хяр к северу. Так, в южной части сомона Булган в плакорных условиях наблюдается следующая смена экосистем, охарактеризованных по растительности:
1. опустыненные степи, представленные ковыльково-луковыми экосистемами, местами с изенем (Kochia prostrata) на светло каштановых легкосуглинистых и супесчаных щебнистых почвах;
2. пустынные злаковники (или полупустынные экосистемы) с луково-ковыльковыми, ковыльково-аяниевыми (Ajania fruticulosa - Stipa gobica) сообществами и повсеместным участием караган и терескена на бурых лугкосуглинистых и супесчаных щебнистых почвах;
3. остепненные пустыни, экосистемы которых представлены ковыльково-баглуровыми (Anabasis brevifolia- Stipa gobica), реамюриево-баглуровыми (Anabasis brevifolia - Reaumuria songarica) с непременным участием кустарникового вьюнка (Convolvulus gortschakovii), курчавки (Atraphaxis pungens), караган на палево-бурых суглинистых и легкосуглинистых щебнистых почвах.
Общую картину инверсионной пространственной структуры экосистем осложняют эдафические варианты, образованные петрофитными и псаммофитными группами растительных сообществ. Среди них доминируют ксерофитнополынно-парнолистниково-тостовые (Brachanthemum gobicum -Zygophyllum xanthoxylon - Artemisia xerophytica), ковыльково-тостовые (Brachanthemum gobicum -Stipa gobica), серебристокарагановые (Caragana korschinskii) и саксауловые (Haloxylon ammodendron) экосистемы. На бугристых песках преимущественно доминируют караганники, на развеваемых участках - с участием типичных псаммофитов (Elymus racemosus, Agriophyllum pungens). Отдельные барханы и их скопления часто совсем лишены растительности. На бугристых песках по бортам солончаковой депрессии распространены высокоствольные саксаульники, иногда с участием
1 Некоторая неточность в общей площади сомона Булган связана с административными изменениями границ после 1990 г.
тамарикса (Tamarix rammosissima) и селитрянки (Nitraria sibirica).
Таблица 2. Биотические компоненты экосистем сомона Булган (легенда к карте: вторые цифры после точки, Приложение 8). Table 2. Biotic components of Ecosystems of Bulgan somon (Appendix 8, second number, after point, on the map).
Природные, автоморфные (Natural, automorphic) Умеренно засушливые степи на тёмно-каштановых почвах (Moderate dry steppe on dark chestnut soils)
1. Festuca valesiaca, Oxytropis tragacanthoides plant aggregation; 2. Festuca valesiaca + herba petrophytica plant aggregation on gentle slopes and Juniperus sabina thicket on steep rocky slopes
Сухие степи на каштановых почвах (Dry steppe on chestnut soils)
3. Krasheninnikovia ceratoides + Caragana leucophloea - Festuca valesiaca + Agropyron cristatum on steep slopes, Ephedra przewalskii - on rocky outcrops; 4. Stipa gobica + heteroherbacea on hills with Stipa krylovii + Agropyron cristatum + heteroherbacea in hollows; 5. Caragana leucophloea, Caryopteris mongolica, Krasheninnikovia ceratoides (on steep slopes) - (Stipa gobica + S. krylovii + Agropyron cristatum + heteroherbacea) - on gentle slopes
Опустыненные степи на светло-каштановых почвах (Desertification steppe on light chestnut soils) 6. Caragana leucophloea, C. bungei - Amygdalus pedunculata + (Agropyron cristatum + Stipa gobica + S. krylovii); 7. Herba petrophytica -Anabasis brevifolia on rocky outcrops and Caragana leucophloea, C. pygmaea - (Stipa gobica + S. krylovii + heteroherbacea) in hollows; 8. Caragana leucophloea, Amygdalus pedunculata, Krascheninnikovia ceratoides - (Stipa gobica + S. krylovii + Allium polyrrhizum + Agropyron cristatum) on slopes and hollows, and Amygdalus pedunculata + Caragana leucophloea - on rocky outcrops; 9. Kochia prostrata, Ephedra sinica -(Stipa gobica + Allium polyrrhizum), Allium polyrrhizum + Stipa gobica + Ephedra sinica (locally); 10. Ephedra sinica, Convolvulus ammanii (locally) - (Allium polyrrhizum + Stipa gobica); 11. Stipa gobica + Allium polyrrhizum + Artemisia frigida on slopes and Stipa breviflora + S. gobica + Allium polyrrhizum in hollows
Пустынные злаковники на бурых почвах (Desert grassland on brown soils)
12. Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korschinskii - (Stipa gobica + Allium polyrrhizum, Stipa gobica + Allium polyrrhizum + Ajania fruticulosa); 13. Ephedra sinica + Krascheninnikovia ceratoides + Stipa gobica + Ajania fruticulosa, Stipa gobica + Ephedra sinica + Convolvulus ammanii; 14. Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korshinskii, Ephedra sinica - (Stipa gobica + Allium polyrrhizum + Artemisia frigida) with Artemisia scoparia, around weakly incut sairs; 15. Zygophyllum xanthoxylon, Caryopteris mongholica - (Stipa gobica + Allium polyrrhizum + Anabasis brevifolia); 16. Ajania fruticulosa +Stipa gloreosa, Stipa gobica, Krascheninnikovia ceratoides - (Ajania fruticulosa + Stipa gobica + Allium polyrrhizum); 17. Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korschinskii, Zygophyllum xanthoxylon - (Ajania fruticulosa + Stipa gloreosa, Stipa gobica + Artemisia xerophytica + Allium polyrrhizum; 18. Rarefied thickets with Caragana korschinskii + Krascheninnikovia ceratoides and Allium polyrrhizum +Stipa gobica, S. glareosa; 19. Krascheninnikovia ceratoides - (Caragana korschinskii + Artemisia xerophytica + Stipa gobica) on fixed sands and Calligonum mongolicum, Elymus racemosus, Agriophyllum pungens - on deflated places.
Остепнённые пустыни на палево-бурых почвах (Steppization desert on pale-brown soils) 20. Caryopteris mongholica, Olgaea lomonosovii, Zygophyllum xanthoxylon on rocky outcrops, Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korschinskii - (Anabasis brevifolia + Ajania fruticulosa + Stipa gobica) on sandy drift; 21. Anabasis brevifolia + (Salsola passerina + Reaumuria songarica) + Stipa glareosa, S. gobica in hollow with Caragana leucophloea, C. korshinski , Caryopteris mongholica, Heteropappus altaicus on rocky outcrops; 22. Rarefied thickets with Caragana leucophloea, Krascheninnikovia ceratoides, Atraphaxis pungens, Caryopteris mongholica and Stipa gobica, S. glareosa; 23. Stipa glareosa - (Sympegma regellii + Anabasis brevifolia + Stipa gobica) with petrophyticae (locally); 24. Stipa glareosa, S. gobica - (Anabasis brevifolia + Convolvulus gortschakovii, Atraphaxis pungens, Asterothamnus centrali-asiaticus, Reaumuria songarica); 25. Salsola passerina - (Anabasis brevifolia + Stipa glareosa, Anabasis brevifolia + Stipa glareosa + Allium polyrrhizum); 26. Brachanthemum gobicum + Zygophyllum xanthoxylon - Artemisia xerophytica, Brachanthemum gobicum + Stipa glareosa; 27. Agriophyllum pungens on harchans and Bassia dasyphylla, Zygophyllum xanthoxylon, Krascheninnikovia ceratoides, Haloxylon ammodendron around packed falls. Природные, сочетание автоморфных и гидроморфных (Natural,automorphic and hydromorphic) Пустынные злаковники на бурых почвах и остепнённые пустыни на палево-бурых почвах (Desert grassland on brown soils and steppe desert on pale-brown soils) 28. Haloxylon ammodendron + (Atraphaxis pungens, Salsola passerina, Reaumuria songarica) + Stipa glareosa; 29. Caragana korschinskii + Haloxylon ammodendron + Zygophyllum xanthoxylon + Nitraria sibirica; 30. Agriophyllum pungens, Elymus racemosus, Calligonum mongolicum -(Haloxylon ammodendron + Nitraria sibirica); 31. Caragana korshinskii, Zygophyllum xanthoxylon, Krascheninnikovia ceratoides - (Stipa glareosa + Allium polyrrhizum + Haloxylon ammodendron); 32. Zygophyllum xanthoxylon - (Caragana korschinskii, Haloxylon ammodendron, Nitraria sibirica + Haloxylon ammodendron); 33. Achnatherum splendens - (Neopallasia pectinata+ A. dracunculus + Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korschinskii , Amygdalus pungens [locally]); 34. Achnatherum splendens, Artemisia scoparia - (Stipa gobica + Ajania fruticu-losa + Krascheninnikovia ceratoides, Caragana korschinskii; 35. Krascheninnikovia ceratoides, Ephedra sinica, E. przewalskii - (Allium polyrrhizum + Stipa gobica) with Achnatherum splendens aggregations; 36. Heteroherbacaea + Stipa gobica, Achnatherum splendens and Amygdalus pedunculata, Caragana leucaphloea, Atraphaxis pungens, Caryopteris mongholica, Asterothammus centrali-asiaticus; 37. Artemisia pectinata, A. intricata, Ephedra sinica, Krascheninnikovia ceratoides - (Stipa gobica + Allium polyrrhizum with Achnatherum splendens aggregations; 38. Haloxylon ammodendron - Salsola passerina, Reaumuria songarica, Zygophyllum xanthoxylon;
Природные и антропогенно-природные, гидроморфные(Natural and anthropogenic-natural,hydromorphic)
Горные степи (Mountain steppe)
39. Achnatherum splendens, Stipa inebrians with pratum variiherbosum + herbae nocentes (ruderalis) - Urtica cannabina, Hyoscyamus niger, Peganum nigellastrum
Опустыненные степи и остепнённые пустыни (Desertification steppe and steppization desert)
40. Communitys complex with Achnatherum splendens, Iris lactaea, Carex sp. + Agrostis mongholica + Hordeum brevisubulatum, and hummocky marsh (palus salebrosa); 41. Haloxylon ammodendron + Bassia dasyphylla + plantae ruderalis; 42. Kalidium foliatum, K. gracile with Anabasis brevifolia, Salsola passerina, Reaumuria songarica; 43. Kalidium foliatum, Haloxylon ammodendron - (Salsola passerina + Reaumuria songarica); 44. Nitraria sibirica + Achnatherum splendens, Nitraria sp. - (Achnatherum splendens + plantae ruderalis); 45. Iris lactae, Achnatherum splendens + Hordeum brevisubulatum with Phragmites australis, and Tamarix laxa (locally); 46. Kalidium foliatum, Reaumuria songarica - Haloxylon ammodendron with Nitraria sibirica, Nitraria sp. - Haloxylon ammodendron; 47. Kalidium foliatum, K..gracile aggregations; 48. Phragmites australis - Kalidium foliatum
Антропогенные, полугидроморфные (Anthropogenic, halfhydromorphic)
49. Salsola collina, Atriplex laevis, Chenopodium acuminatum, Ch. album + Corispermum mongolicum, Peganum nigellastrum, Urtica cannabina, Hyoscyamus niger (around sheep-folds); 50. Salsola pestifera, Chenopodium album, Corispermum mongolicum with Achnatherum splendens + Nitraria sp. (around springs and wells); 51. plantae ruderalis, rarely with Ulmus pumila, Populus sp. (in settlements); 52. Irrigated vegetable garden with ruderal plants around.
В центральной части довольно широко распространены экосистемы с песчаными наносами у кустов караган, терескена и др., а на каменисто-щебнистых участках обычны сочетания аяниево-ковыльковых группировок с зарослями эфедры. Наиболее четкая приуроченность экосистем различных эдафических вариантов прослеживается в остепненных пустынях на склонах мелкосопочников и небольших возвышенностей. Так, на элювии мраморизованных известняков распространены ковыльково-терескеново-аяниевые растительные сообщества; на элювии сланцев -ковыльково-борбудурганово-баглуровые (Anabasis brevifolia - Salsola passerina - Stipa gobica); а на гранитных интрузиях наиболее обычны кустарниковые заросли караганы светлокорой (Caragana leucophloea), миндаля (Amygdalus pedunculata), курчавки (Ataphaxis pungens), часто с участием Caryoptheris mongolica, Asterothamnus centrali-asiaticus.
Геолого-геоморфологические и гидрогеологические условия предопределили также особенности распределения гидроморфных экосистем. Так, предгорья Богиин-Хяр и пластовые равнины к северу от него ограничены уступом, высотой i0-i2 м, вдоль которого выклиниваются грунтовые воды в виде родников или заболоченных участков. К ним приурочены гидроморфные экосистемы, растительность которых представлена сочетаниями сообществ селитрянки (Nitraria sibirica), дэриса (Achnatherum splendens) и лугово-болотного разнотравья, а в некоторых местах - даже типичных низовых болот с участием Halerpestes sarmentosa, Phragmites australis. Гидроморфные и полугидроморфные экосистемы приурочены также к солончаковым депрессиям, сайрам и окраинам песчаных массивов. На солончаках распространены экосистемы с разреженным растительным покровом, представленным поташниковыми (Kalidium foliatum, K. gracile), саксауловыми и селитрянковыми группировками. Экосистемы сайров выделяются благодаря эстрагоново-дэрисовым (Achnatherum splendes - Artemisia dracunculus) группировкам в опустыненных и сухих степях на юге участка и селитрянково-саксауловым - на севере. Такие сайры четко и однозначно выделяются на космическом цветном изображении по ярко зеленому фототону. Лишь очень выположенные сайры и их сухие дельты с каменистыми днищами и разреженными группировками полыней (Artemisia scoparia, A. dracunculus), дэриса и однолетних солянок (Coryspermum mongolicum, Bassia dasyphylla, Salsola monoptera, S. passerina) имеют на снимке расплывчатые очертания иного фототона. По окраинам песчаных массивов часто располагаются заросли ириса (Iris lactea) с участием дэриса, или высокоствольного саксаула.
В распределении гидроморфных экосистем основное значение имеют условия водного питания их растительности и характер засоления корнеобитаемых горизонтов почв. По этим признакам можно выделить три основные группы этих экосистем:
1) полугидроморфные экосистемы преимущественно периферии солончаков; растительность их представлена баглурово-борбудурганово-реамюриевыми, саксаулово-борбудурганово-реамюриевыми сообществами, иногда с участием поташника, саксаула или селитрянки на солончаковых почвах с хлоридно-сульфатным или сульфатным засолением;
2) галогидроморфные экосистемы днищ солончаковых впадин; их растительность представлена преимущественно поташниковыми группировками, иногда с участием селитрянки, реамюрии и саксаула на хлоридно-сульфатных солончаках;
3) гликогидроморфные экосистемы участков с неглубоким залеганием пресных грунтовых вод или выхода их на поверхность; доминирующее положение в растительном покрове занимают дэрисовые с участием лугового разнотравия, селитрянково-дэрисовые и ирисовые сообщества и разнотравно-злаково-осоковые луга (с участием Carex reptabunda, C. pediformis, Hordeum brevisabulatum, Puccinellia tenuiflora, Halerpestes sarmentosa, Phragmites australis); эти экосистемы образуют обычно экологические ряды по мере углубления грунтовых вод и увеличения поверхностного засоления почв.
Распределение экосистем, прослеживаемое по карте (Приложение S), имеет ряд характерных черт, помимо уже упоминавшейся инверсии. Одной из таких черт можно считать доминирование в каждой подзоне одной-двух экосистем. Так, в опустыненных степях, общая площадь которых составляет 496.72 кв. км, господствуют экосистемы с ковыльково-луковыми сообществами на светлокаштановых легкосуглинистых и супесчаных почвах. Они занимают более 70% всей площади этих степей (табл. 3). В подзоне пустынных злаковников (полупустынь) доминирующую роль играют экосистемы с холоднополынно-луково-ковыльковыми сообществами с участием караган и терескена на бурых легкосуглинистых и супесчаных щебнистых почвах. Эти экосистемы занимают площадь i09S.02 кв. км. По отношению к подзоне, площадь которой составляет 2299,02 кв. км, эти экосистемы
занимают почти половину ее территории. Почти втрое меньшую площадь занимают экосистемы с луково-ковыльково-аяниевым покровом, приуроченные к почвам с близким залеганием карбонатного пролювия. Почти такая же картина прослеживается и в подзоне остепненных пустынь, площадью 2450.51 кв. км. Здесь доминируют экосистемы с ковыльково-баглуровыми и луково-ковыльково-баглуровыми фитоценозами, часто с участием Salsola passerina на палево-бурых почвах. Они занимают свыше 30% площади сомона. Значительную роль играют также экосистемы с ксерофитнополынно-тостовыми, ковыльково-тостовыми, саксаулово-хойроговыми (Potaninia mongolica - Haloxylon ammodendron co Stipa glareosa) сообществами на участках с эоловыми наносами разной мощности. Эти экосистемы зафиксированы на 20% территории остепненных пустынь.
Таблица 3. Площади и долевое соотношение экосистем сомона Булган. Table 3. Areas and parts correlation of ecosystems in Bulgan somon.
Типы экосистем Индексы экосистем Площадь экосистем, км2 Доля экосистем, %
Природные автоморфные Умеренно засушливые степи на темно-каштановых почвах 1 - 2 139.95 1.84
Сухие степи на каштановых почвах 3 - 5 149.84 1.98
Опустыненные степи на светло-каштановых почвах 6 - 11 496.72 6.54
Пустынные злаковники на бурых почвах 12 - 19 2299.02 30.29
Остепненные пустыни на палево-бурых почвах 20 - 27 2450.51 32.28
Природные, сочетание автоморфных и гидроморфных Пустынные злаковники на бурых почвах, остепненные пустыни на палево-бурых почвах 28 - 38 1400.71 18.44
Природные и антропогенно-природные, гидроморфные Горные степи 39 74.11 0.98
Опустыненные степи и остепненные пустыни 40 - 48 535.55 7.05
Антропогенные, полугидроморфные Рудеральные сообщества 49 - 52 43.18 0.58
Общая площадь экосистем 7589,57 100
Большое разнообразие создают экосистемы, которые имеют специфические экотоны. Они составляют почти 70% выделенных экосистем, хотя площадь каждой из них не превышает 2% от всей площади сомона. К ним относятся, например, экосистемы, распространенные на элювии базальтов, где растительность представлена группировками Anabasis brevifolia, Sympegma regelii, Ephedra przewalskii, Krascheninnikovia ceratoides, а также кочковатые болота с лугово-болотной растительностью у выходов пресных родников.
Антропогенные факторы дестабилизации экосистем и мониторинг процессов опустынивания
Анализ распределения современных экосистем дал основание для выделения основных процессов деградации, вызванных хозяйственной деятельностью. Дестабилизация экосистем в сомоне Булган происходит преимущественно в результате действия антропогенных факторов, как в виде последствий непосредственного уничтожения или нарушения спонтанных экосистем, так и стимулирующих активность природных экзогенных процессов. Пастбищное использование естественных кормовых ресурсов при отгонном животноводстве является древнейшим видом антропогенного воздействия на растительный покров и экосистемы в целом. При перегрузке пастбищ и нарушении норм выпаса происходит постепенный переход экосистем в неустойчивое состояние. Это в конечном итоге приводит к деградации пастбищных экосистем, особенно в годы с недостаточным количеством атмосферных осадков, к развитию негативных экзогенных процессов. Из этих процессов наиболее распространенными в исследованном районе можно считать микротеррасирование склонов, развевание и перевевание песчаных отложений, формирование эоловых форм рельефа с новыми видами экосистем.
Микротеррасирование происходит в результате многократного прогона скота по одним и тем же участкам склона. Образующиеся многочисленные тропы, полностью лишенные растительности, создают на склоне своеобразные небольшие уступы или микротеррасы. Наиболее значительно этому процессу подвержены склоны возвышенностей, расположенных вблизи пунктов водопоя скота. Нарушение экосистем с песчаными грунтами происходит повсеместно, но в первую очередь разрушаются экосистемы вблизи колодцев. Обычно такие водопои окружены кольцом слабо закрепленных бугристых песков, часто занятых зарослями селитрянки и группировками сорных
растений. На регулярно используемых участках пастбищных экосистем происходит постепенная деградация наиболее ценных кормовых растений, в частности таких злаков как змеевка и ковылек. Поверхность суглинистых почв сильно уплотняется, а песчаных, наоборот, разрыхляется, что способствует их эоловой переработке.
Помимо прямого воздействия на почвенно-растительный покров пастбищных экосистем, отгонное животноводство сопровождается устройством и эксплуатацией пунктов водопоя скота, строительством и использованием укрытий для животных (кошар, загонов) и жилых помещений для зимовки аратов-скотоводов. Все эти явления сопровождаются концентрацией больших скоплений скота на небольшой площади. Это приводит к полному уничтожению спонтанной растительности, уплотнению верхних горизонтов почвы, накоплению на ее поверхности продуктов жизнедеятельности животных, т. е. к обогащению почв азотными и органическими соединениями. Как следствие, на таких участках формируются группировки рудеральной азотолюбивой растительности. Чаще всего здесь господствуют группировки Urtica cannabina, Atriplex sibirica, Chenopodium glaucum, Ch. album, Hyoscyamus niger, Bassia dasyphylla, Corispermum mongolicum, образующие различные сочетания. Таким образом, в результате интенсивного использования пастбищ происходит постепенная замена ценных кормовых растений на непоедаемые, а часто ядовитые растения; формируются рудеральные антропогенные экосистемы с полностью измененным почвенно-растительным покровом. Но, как правило, эти дигрессионные смены экосистем носят обратимый характер и при снятии антропогенного пресса естественные экосистемы смогут постепенно восстанавливаться, хотя сроки таких восстановительных сукцессий могут быть весьма значительными.
Иной характер воздействия на экосистемы оказывает орошаемое земледелие. В этом случае целенаправленно уничтожаются все природные экосистемы, замещаемые однолетними монокультурами (в сомоне Булган они представлены только огородными культурами). В связи с тем, что орошение осуществляется открытым способом, вокруг оросительных канав и коллекторов формируются гидроморфные экосистемы, растительность которых представлена группировками сорных видов. В сомоне Булган под орошение занята небольшая площадь у родников: всего три участка, размером не более 100 га.
Еще большие изменения экосистем происходят при строительстве и эксплуатации жилых и производственных помещений. Непосредственно в населенных пунктах все природные экосистемы замещены антропогенными с сорной растительностью, или с искусственными насаждениями (в сомоне Булган - это посадки тополя). Но существенная дестабилизация экосистем наблюдается на большой площади вокруг населенного пункта. Нарушения экосистем сопровождаются загрязнением и замусориванием поверхности. Накопление в поселках и вокруг них мусора, не утилизируемого естественным путем, представляет существенную экологическую проблему социальной значимости.
На дестабилизацию экосистем и их распределение влияет и транспортное использование земель. В сомоне Булган распространены только грунтовые дороги. Наиболее широкая полоса нарушенных экосистем наблюдается вдоль многоколейных дорог, связывающих поселок Булган с центром аймака - городом Даланзадгад. На некоторых участках этих дорог ширина полос с уничтоженной растительностью и нарушенными экосистемами достигает 0.5 км. Менее всего нарушены экосистемы вдоль местных дорог, соединяющих отдельные колодцы или кошары, особенно на севере сомона.
За последние годы значительную роль в дестабилизации природных экосистем начал играть туристический бизнес. Возросший поток иностранных туристов повлек за собой не только возникновение новых автомобильных дорог, но и строительство кемпингов и туристических баз, не подкрепленных соответствующей инфраструктурой. Стихийное возникновение рынков продажи местных сувениров (кустарных поделок, природных полудрагоценных камней и пр.) в местах с наиболее живописными ландшафтами способствовало их захламлению. Так, наблюдается увеличение антропогенных нагрузок на легко ранимые экосистемы на выходах красноцветов в районе урочища Широ-Шаавар, песчаного массива Унгийн-Дзо и др.
Из экзогенных процессов ведущее место занимают процессы ветровой эрозии: вынос и аккумуляция песчаного материала, развевание и перевевание не закрепленных растительностью песчаных отложений. Эти процессы хорошо прослеживаются на цветном космическом изображении по светло-желтому фототону. По этим признакам выделяются: песчаные наносы с незначительной мощностью песка; песчаные «плащи», навеваемые по ложбинам и пологим вогнутым склонам возвышенностей; массивы бугристых и кучевых песков, закрепленных растительностью; отдельные
барханы и скопления барханных гряд. Песчаные наносы, формирующиеся у кустов растений образуют небольшие, высотой до 30 см, бугорки-«томоки», имеющие каплевидную форму. Они распространены, в основном, в центральной части сомона на участках, занятых преимущественно экосистемами с доминированием в растительном покрове кустарников: караган, терескена, саксаула и парнолистника.
Довольно широко распространились песчаные плащи, навеянные на подветренные склоны останцовых сопок и ложбин. Такие наносы местами имеют значительную мощность. Здесь формируются экосистемы с участием саксаула и псаммофитов. На опесчаненных склонах сопок формируются экосистемы, в растительном покрове которых разреженно встречается Haloxylon ammodendron, Agriophyllum pungens, Calligonum mongolicum, Caragana korschinskii. Тут же между базальтовых глыб встречаются Ephedra sinica, Zygophyllum xanthoxylon, Asparagus gobicus, Atraphaxis fruticosus, Amygdalus pedunculata, изредка злаки. На таких участках распространены преимущественно группировки молодого саксаула (1-5 лет); старые деревья почти не встречаются. На местности такие плащи хорошо видны по зеленому аспекту саксаульников. На снимке они имеют несколько расплывчатый контур, который достаточно четко выделяется на темном фоне базальтов. Формирующиеся на этих песчаных плащах экосистемы образуют своеобразный комплекс с типичными каменистыми участками на склонах, где растительность очень разрежена и представлена единичными экземплярами кустарников.
Кучевые и бугристые массивы песков, слабо закрепленных растительностью, сформированы на мощных песчаных отложениях. На таких участках в опустыненных степях обычно господствуют экосистемы с караганой Коржинского, которая на местности формирует серебристый или желтовато серебристый аспект. В остепненных пустынях на мощных песчаных скоплениях распространены высокоствольные саксаульники, часто с участием селитрянки и Сalligonum mongolicum.
Наибольшая выраженность эоловых процессов проявляется в сформированных барханах и массивах барханно-грядовых песков. Барханы достигают 10-12-метровой высоты и имеют классическую двурогую форму. Растительность на самих барханах практически отсутствует. Только у основания изредка встречаются одиночные экземпляры Agriophyllum pungens. Такие барханы встречены по бортам древней котловины Улан-нура. Наиболее мощное скопление барханно-грядовых песков отмечено на восточной окраине сомона.
Эоловые процессы являются основными деградационными процессами, приводящими к формированию более ксероморфных экосистем, т. е. - к опустыниванию. Кроме них, при наземных исследованиях и сравнении карт экосистем разных лет, выявлены проявления деградации почвенно-растительного покрова, которые можно также отнести к процессам опустынивания. К ним относятся:
1. расширение сорнотравных группировок растений на обогащенных органическими веществами почвах;
2. усыхание дернин змеевки и ковылька;
3. продвижение эфедры на плакорные участки, занятые луково-ковыльковыми сообществами;
4. уменьшение гумусового горизонта светло каштановых почв;
5. увеличение каменистости верхнего горизонта суглинистых почв;
6. повышение содержания солей в корнеобитаемом слое почв до токсичного уровня.
Расширение группировок сорной растительности констатировано практически вокруг всех
эксплуатируемых колодцев, кошар и зимовок, а также на участках длительных стоянок юрт. Однако, размеры такого расширения в разных частях исследованной территории различны. Они максимальны вблизи поселка Булган, и имеют минимальные размеры на периферии сомона.
Высыхание дернин змеевки наблюдалось по всем степным экосистемам, где ранее этот вид входил в число доминантов. В настоящее время в этих сообществах дернины змеевки почти полностью погибли, а молодых или 2-3 - летних экземпляров нет. Усыхание дернин ковылька в степях отмечено только местами. На некоторых участках он представлен не только вполне жизнеспособными старыми крупными экземплярами, но и молодыми, только формирующимися, но проходящими полный цикл развития. В предгорьях Богиин-Хяр, на склонах холмогорий в сухих степях ковыль (Stipa krylovii), ранее занимавший доминирующее положение, в настоящее время встречается только по ложбинам, не выходя на выпуклые склоны и пологие вершинные поверхности.
Особый интерес вызывает продвижение эфедры (Ephedra sinica) на плакорные участки, занятые степными экосистемами. Этот процесс внедрения пустынного вида, впервые описаный П. Д. Гуниным и др. (1993), может быть оценен как начальная стадия опустынивания. За последние 10-15 лет эфедра
не только внедрилась на плакоры экосистем опустыненных степей с луково-ковыльковыми и холоднополынно-луково-ковыльковыми сообществами, но начала местами доминировать. Такие сообщества в опустыненных степях заняли к 2002г. площадь 22.25 кв. км., а в пустынных злаковниках - 60.99 кв. км.
Изменения почвенного покрова в результате воздействия антропогенных факторов дестабилизации экосистем явились объектом специального исследования почвоведов И.А. Ямновой и Д.Л. Голованова. Они установили существенные потери гумуса в степных почвах и выявили начальные стадии такырообразования, которые можно рассматривать как начальные процессы опустынивания.
Анализ разновременных карт показал, что первоначально дестабилизированные участки экосистем были распределены отдельными локальными очагами. Дальнейшее углубление и расширение площадей дестабилизированных экосистем приводят к слиянию этих очагов и формированию более или менее широкой полосы. В сомоне Булган сам сомонный центр является основным наиболее крупным очагом дестабилизации и опустынивания экосистем. Более мелкие очаги образовались вокруг интенсивно используемых родников и колодцев. К востоку от поселка Булган на базе родников организованы мелкие огородные хозяйства, которые сетью дорог сочленяются с Булганом. К западу от него очаги дестабилизированных экосистем приурочены, в основном, к колодцам, расположенным по днищам сайров и их слившихся сухих дельт. В целом они сформировали обширную полосу нарушенных экосистем.
Различные формы природно-антропогенных эоловых процессов прослеживаются по окраине древней озерной котловины и солончаковой депрессии в центре исследованной территории, разделяющей предгорья хребтов Арц-Богдо и Богиин-Хяр. Наиболее мощные скопления барханно-грядовых песков отмечены на восточной окраине сомона. Далее к северо-западу формы рельефа песчаных массивов становятся меньше, бугры не превышают 1 м в высоту. Эти бугристые пески четко выделяются по зарослям серебристой караганы Коржинского, местами они занимают довольно значительную площадь. Массивы бугристы песков разделяются равнинными участками, где эоловые процессы приводят к формированию навеянных бугорков-«томоков». Но по бортам центральной солончаковой депрессии вновь распространены массивы крупно бугристых и барханных песков, занятых преимущественно саксаульниками с участием селитрянки.
Процессы деградации экосистем прослеживаются практически на всей территории сомона. Наиболее часто они выражаются в нарушении почвенно-растительного покрова экосистем: уменьшении проективного покрытия доминантов, появлении большого количества дигрессионно активных видов растений, в разрушении дернин злаков; в уплотнении поверхностных горизонтов почв, появлении такыровидных поверхностей или, наоборот, разрыхленных участков на отложениях легкого гранулометрического состава. Непосредственно процессом опустынивания можно считать только расширение ареалов пустынных видов растений, в частности Ephedra sinica. За 10-15 лет эта эфедра не только внедрилась на плакорах в экосистемы опустыненных степей с луково-ковыльковыми и холоднополынно-луково-ковыльковыми сообществами, но начала местами даже доминировать. Такие сообщества в опустыненных степях заняли к 2002 г. площадь в 22.25 кв. км , а в пустынных злаковниках - 60.99 кв. км. Помимо Ephedra sinica расширение ареалов отмечено и для таких пустынных видов как Caryoptheris mongolica, Asterothamnus centrali-asiaticus.
Таким образом, экологический мониторинг, осуществленный путем сопоставления площадей различно дестабилизированных экосистем по разновременной космической и картографической информации, позволил установить:
- основные изменения степени дестабилизации экосистем отмечены для пустынных злаковников (полупустынных экосистем) и гидроморфных экосистем;
- антропогенная дестабилизация степных экосистем привела к ухудшению состояния основных кормовых растений, в частности к почти полному исчезновению змеевки;
- слабо нарушенные экосистемы, зафиксированные в 1990 г., оценены в 2002-2003 г. как сильно и очень сильно нарушенные;
- наибольшая степень дестабилизации экосистем установлена практически для всех гидроморфных экосистем;
- ряд экосистем, в 1990 г. встречавшихся только очень маленькими участками (на карте отмечавшиеся как включения в другие экосистемы), на карте 2002-2003 г. образуют уже самостоятельные выделы;
- увеличение площадей сильно и очень сильно нарушенных экосистем привело к уменьшению
площадей слабо дестабилизированных экосистем.
Заключение
Экологический мониторинг антропогенной дестабилизации экосистем, часто приводящей к опустыниванию, направлен на выявление изменений в современных экосистемах путем изучения их пространственной структуры. Сюда входит изучение также функциональной организации экосистем и хозяйственной значимости их почвенно-растительных ресурсов. Такие исследования осуществлялись в Северной Гоби, для которой типичным и традиционным видом использования природных ресурсов является отгонное животноводство на степных пастбищах.
Процессы дестабилизации экосистем, в том числе их опустынивания, очень четко проявляются в Северной Гоби, являющейся экотонной зоной между степными и пустынными экосистемами.
Среднемасштабная карта экосистем, разработанная на основе использования космической информации, полно отражает пространственную структуру современных экосистем и служит исходной базой для разработки оценочной карты опустынивания экосистем. Карта опустынивания экосистем отражает не только степень дестабилизации экосистем, но и распределение природных и природно-антропогенных процессов опустынивания экосистем и факторов, их вызвавших. Региональный экологический мониторинг дестабилизации экосистем, осуществленный путем сравнительного анализа карт экосистем и их опустынивания, разработанных с использованием разновременной космической информации, дал возможность получить достоверные качественные и количественные показатели происходящих изменений экосистем.
Проведенный мониторинг дестабилизации экосистем сомона Булган показал лишь локальное расширение площадей антропогенного опустынивания, но установил также достаточно устойчивую тенденцию к их увеличению. В связи с тем, что сомон Булган можно рассматривать как эталон, это заключение можно экстраполировать на всю экотонную зону Северной Гоби. Уникальность и неустойчивость экосистем этой территории требует осуществления специальных природоохранных и рекультивационных мероприятий по сохранению и восстановлению экосистем. Из них можно считать важнейшими: регулирование выпаса и рекреационных нагрузок; обустройство заказников у родниковых болот и высокоствольных саксаульников.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Берлянт А.М. Образ пространства. М. 1986. 226 с.
2. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М. 1997. 64 с.
3. Верещака Г.В. Экологические карты в системе карт для оптимизации окружающей среды. // Геодезия и картография. 1991. № 1. С.39-41
4. ВиноградовБ.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Мысль. 1984. 320 с.
5. Востокова Е.А. Картографическое обеспечение космического мониторинга экологических условий // Ландшафтно-экологические основы природопользования и природоустройства. Целиноград. 1991.С.14-19.
6. Востокова Е.А., Гунин П.Д. Карта экосистем Монголии как основа для ландшафтно-экологического мониторинга // Биогеография: изд. МфГО. 1997. Вып. 6. С.38-40
7. Востокова Е.А., Кельнер Ю.Г. Космическая информация как основа картографического мониторинга природной среды // Применение аэрокосмических методов для изучения и контроля состояния земной поверхности. М., 1986. С.11-19.
8. Востокова Е.А., Сущеня В.А., Шевченко Л.А. Экологическое картографирование на основе космической информации. М.: Недра. 1988. 220 с.
9. Гунин П.Д. Диагностика процессов опустынивания аридных экосистем Центральной Азии // Экология и природопользование в Монголии. Пущино. 1992. С. 271-287.
10. Гунин П.Д., Слемнев Н.Н., Казанцева Т.И., Радзиминский П.З. Об экспансии Ephedra sinica Staff. в горных экосистемах Гоби (Монголия) // Растительные ресурсы. СПб.: Наука. 1993. Т. 29. Вып. 3. С. 7-21.
11. Евстифеев Ю.Г., Казанцева Т.И., Рачковская Е.И., Тимофеев Д.А., Якунин Г.Н. Современное состояние пустынных экосистем // Экология и природопользование в Монголии. Пущино. 1992. С.103-121.
12. Залибеков З.Г. Процессы опустынивания и влияние на почвенный покров. М. 2000. 219 с.
13. Космический мониторинг биосферы. Вып. 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 139 с.
14. Методические рекомендации по оценке и картографированию современного состояния экосистем. Улан-Батор, 1989. 107 с.
15. Методология оценки состояния и картографирования экосистем в экстремальных условиях. Пущино. 1993. 203 с.
16. Пустынные степи и северные пустыни Монгольской Народной Республики. Ч.1. Природные условия (сомон Булган). Л.: Наука. 1980. 184 с.
17. Стационарные исследования (сомон Булган). Л.: Наука. 1981. 260 с.
18. Рачковская Е.И. Растительность Гобийских пустынь МНР (география и классификация). Автореферат диссертации доктора биологически наук. Ташкент. 1989. 41 с.
19. Региональный экологический мониторинг. М.: Наука. 1983. 264 с.
20. Сарантуяа Н. Диагностика процессов деградации аридных экосистем Монголии. Автореферат диссертации кандидата биологических наук. М. 1995. 24 с.
21. Экосистемы Монголии. М.: Наука. 1995. 223 с.
REGIONAL ECOLOGICAL MONITORING OF ECOSYSTEMS' CONDITION ON THE BASE OF BIG-
SCALE CARTOGRAPHY (ON AN EXAMPLE OF BULGAN SOMON, SOUTHERN GOBI AIMAG,
MONGOLIA)
© 2004. E. A. Vostokova1, P. D. Gunin1, T.I. Kazantseva2, A. V. Prischepa1, S. N. Bazha1
Institute of ecology and evolution of the Russian Academy of Sciences Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences
The ecological monitoring on a regional level was realized by a complex of space mapping methods, which includes: regular study of a modern state of natural ecosystems, as complete geosystem, in dependence on a kind and level of anthropogenic pressures; cartographical reflectance of regional frame of modern ecosystems and degree of ecosystems destabilization, including processes of a desertification; relative analysis of such maps developed on stuffs of non-simultaneous space filmings; engineering of information cartographical ensuring of measures on nature protection, optimization of people living conditions and conservation of natural resumption of natural resources.
The basic signs of ecosystems destabilization are appearance of the definite microforms of a relief (sandy drifts, massifs of bumpy sand, sand-dunes), change of soils and green (destruction of humic horizon, superficial inspissation or sandyzation of soils, typical desert plant species appearance, destruction or lowering viability of the basic pascual plants etc.). These signs were used at interpretation of the satellite information received from Landsat-7 in 2002, and engineering of a map of ecosystems in scale 1:200000.
The primary goal of the conducted research was producing a map of modern ecosystems and their desertification in 2002 - 2003. For mapping of ecosystems their abjection was realized using the data on a vegetation cover within the framework of an uniform element of a relief and soil composition.
The generalized scheme of remote cartographical monitoring of ecosystems destabilization processes which realized on a regional level, included two stages:
1-st stage (1985 - 1990) - interpretation of the satellite information received in 1985, engineering the maps of ecosystems and their anthropogenic disturbance;
2-nd stage (2002 - 2003) - interpretation of the satellite information received in 2002, creation of similar maps; relative analysis of the electronic versions of the developed maps, analysis of quantity indicators received on these maps; revealing of some patterns for allocation of destabilized fields in ecosystems, and tendencies of this process.
The destabilization of ecosystems in Bulgan somon descends mainly as a result of anthropogenic factors action. Basically, the anthropogenic destabilization of ecosystems and processes of their desertification here are connected with five factors stipulated by use of natural resources and all ability to live of the people in this region. They are:
- pascual use of natural fodder resources and fresh underground waters using nomadic animal industries;
- land-use and fresh waters of springs usage for vegetable gardens irrigation and water-supply of settlements;
- construction and operation of residential and industrial buildings in settlements;
- transport use;
- use of all complex of an environment for tourist business, including construction of campings and tourist bases.
Thus, the regional ecological monitoring of ecosystems destabilization carried out by relative analysis of maps of ecosystems and their desertification developed with use of the non-simultaneous space information, has enabled to receive authentic qualitative and quantity indicators of descending changes of ecosystems.
The conducted monitoring of destabilization of Bulgan somon ecosystems has shown only local dilating of the areas of an anthropogenic desertification, but has established also stable enough tendency to their augmentation. The Bulgan somon is possible to consider as the standard, so this conclusion can be extrapolated on the whole ecotone region of Northern Gobi.
