CONDITION OF MOUNTAIN ECOSYSTEMS OF THE TIAN-SHAN AND GEO-HAZARDS FORMATION

Abstract


The article considers the analysis of mountain ecosystems condition of the Tian-Shan affected by antropogenic and climate changes contributing to natural hazards formation. Rugged orography, unstable geodynamic environment of the Tien-Shan, result in the occurrence of such natural processes as landslides, debris flows and floods. The frequency and severity of the natural processes are associated with the condition of forest ecosystems. One of the reasons of mountain ecosystems degradation is deforestation. Moreover, the forest shrinkage in the Inner Tien-Shan defines the mesoclimate and associated glaciation systems of the region.

Горные экосистемы, расположенные в аридной зоне, отличаются крайне вы- сокой степенью пространственной неоднородности. Вертикальная поясность и климатические особенности склонов разной экспозиции определили разнообра- зие ландшафтов и разнообразие экосистем. На протяжении нескольких киломе- тров по вертикали и нескольких десятков километров по горизонтали наблюда- ются все переходы от жестких аридных условий континентальных пустынь через горные полупустыни, степи, луга, леса, к субнивальному и нивальному поясу. Избыток тепла и недостаток увлажнения у подножий гор сменяется относитель- ным избытком увлажнения и недостатком тепла на вершинах. Особенности оро- графии горных стран обусловливают высокие скорости абиогенного переноса в этих ландшафтах. Именно этим определяется повышенная опасность возникно- вения стихийных природных процессов в горах, которые в совокупном воздей- ствии могут представлять серьезную опасность для населения горных террито- рий [9].Горные страны Центральной Азии уникальны по своей структуре и отличают- ся естественной замкнутостью. Последнее обстоятельство усиливает уязвимость его геосистем. Тянь-Шань относится к числу горных массивов с развитым со- временным оледенением и представляет собой гигантский природный аккуму- лятор пресной воды, переносимой воздушными массами преимущественно с Атлантического океана. Высокая сейсмичность в сочетании с континентальным климатом и сложным орографическим строением определяет высокую активность различных природных процессов, среди которых наиболее часто проявляется75Вестник РУДН, серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2016, № 3такие природных процессы, как оползни, селевые потоки, паводки. Повторяе- мость и мощность таких опасных процессов определяются и состоянием и на- личием лесных массивов. Происходящее изменение климата, повышающее ин- тенсивность таяния ледников, вырубка древесно-кустарниковой растительности, бессистемный выпас скота приводят к деградации горных экосистем и стимули- руют активизацию экзогенных процессов. Практически все экосистемы в разной степени испытывают антропогенное влияние, изменяя свою структуру и прояв- ляя тенденции к деградации.Для подавляющего большинства ледников отмечается превышение расхода над аккумуляцией. Основными причинами изменения размеров ледников многие исследователи считают колебания климата и в первую очередь температурного режима и увлажнения, отмечается также загрязнение и деградация ледников, связанные с разработкой месторождений в высокогорье [3; 8; 12].Существующие фрагментарные данные об абсолютных значениях годового баланса массы лед- ников Тянь-Шаня [1] свидетельствуют об их уменьшении с запада на восток. Так, по результатам исследований для Северного Тянь-Шаня [1], средняя величина уменьшения площади ледников Заилийского Ала-Тоо в период с 1950 г. до конца XX в. оценивается в 30-35%. Площадь оледенения бассейна реки Сары-Джаз за период с 1990 по 2010 гг. сократилась значительно меньше, на 3,7 ± 2,7% [15]. А площадь оледенения Внутреннего Тянь-Шаня в пределах горного массива Ак- шийрак (1977-2003 гг.) сократилась на 9% [14]. В этом же направлении в высоко- горной зоне Внутреннего Тянь-Шаня годовая сумма осадков за последнее столе- тие уменьшилась на 41-47% [2], в то время как среднегодовая температура воз- духа повысилась на 1,2 °C [11].Вероятно, это связано с существенным сокращением лесных массивов. Из- вестно, что растительность на суше привлекает дополнительно до 40% осадков и, следовательно, сведение леса ведет к значительному их уменьшению. Общие потери оценочно могут достигать от четверти до половины от суммы осадков [3; 5; 8]. Эти изменения меняют мезоклимат и часто затрагивают значительные тер- ритории [16]. Вместе с тем именно на территории Внутреннего Тянь-Шаня в во- енные и послевоенные годы сплошной и значительной вырубке подверглись лес- ные массивы арчи и ели и позже в меньшем объеме производились лесовосста- новительные работы (рис. 1). Несомненно, предположение о взаимосвязи сокращения количества осадков, баланса ледников с резким уменьшением лесо- покрытой площади требует дополнительного анализа и обоснования. Кроме того, утрата лесных экосистем способствует формированию опасных природных про- цессов: разрушительных паводков, селей и оползней. Опасные природные про- цессы в горных странах часто взаимосвязаны и являются синергетическими, ког- да одно природное явление способно провоцировать другое, а возможно, и целый ряд каскадных процессов, оказывая тем самым мультипликативный негативный эффект на экосистемы, социум и экономику. Уничтожение растительного по- крова влияет на изменение горного мезоклимата [13; 16], и, соответственно, в той или иной степени на режим ледников. И именно биотическая компонента горных ландшафтов служит важнейшим стабилизирующим фактором, снижа- ющим или предотвращающим опасность возникновения бедствий и катастроф.76Оролбаева Л.Э., Мелешко А.А. Состояние горных экосистем Тянь-Шаня и формирование...Разнообразие биоты горных регионов во многом определяет современный облик горных стран. Неминуемым следствием уничтожения лесного покрова являются глубокие изменения гидротермического режима горной поверхности, истощение возобновляемых водных ресурсов и увеличение вероятности возникновения опас- ных стихийных явлений [4; 5; 12; 13]. Горные леса Тянь-Шаня оказывают огром- ное влияние на водообеспеченность рек в республиках Центральной Азии. Про- израстая по склонам гор и поймам рек, они способствуют предотвращению се- левых потоков, препятствуют формированию опасных природных процессов: образованию селей, оползней, разрушительных паводков и снежных лавин, ре- гулируют расходы воды в реках, делая их более равномерными в течение года. Такое влияние обеспечивает значительное снижение пиков весенних паводков и, так же как и в бесснежное время, обеспечивает равномерность поступления воды в водотоки. Леса влияют на снижение водной и ветровой эрозии, а также сокращение выбросов углерода.9000080000700006000050000400003000020000100000 площадь леса 1930 г. площадь леса 1955 г.Рис. 1. Изменение площади распространения еловых лесовПлощадь, покрытая лесом в Кыргызстане, составляет 849,5 тыс. га, или 4,25% от общей площади республики. Леса произрастают в пределах абсолютных высот от 600 до 3500 м над уровнем моря. На северных и западных склонах гор в преде- лах абсолютных высот 1500-3300 м в административных границах Иссык-Куль- ской, Нарынской и Чуйской областей произрастают еловые леса, образованные тянь-шаньской елью. На юго-западных склонах Ферганского и Чаткальского хребтов Южного Кыргызстана в пределах абсолютных высот 800-2100 м в адми- нистративных границах Жалалабадскай и Ошской областей распространены оре- хово-плодовые леса. В более жарком и сухом климате по склонам Алайского и Чаткальского хребтов в пределах абсолютных высот от 1600 до 3500 м произрас- тают арчовые леса. На территории всей республики встречаются пойменные леса, сопровождающие водные артерии (р. Нарын, Чу, Талас, Сусамыр, Каракол и др.). В сравнительно недавнем прошлом леса покрывали значительные площади Тянь- Шаня, но из-за неразумного хозяйствования, интенсивных вырубок, выпаса ско- та и распашки крутых склонов лесистость региона резко снизилась. За период с77Вестник РУДН, серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2016, № 31930 г. по настоящее время покрытая лесом территория претерпела значительные изменения по площади, породному составу и структуре лесов. Покрытая лесом площадь уменьшилась на половину [7; 9]. По данным лесоустроительного учета 1955 г. и результатам исследований по типологии лесов Кыргызстана 2008 г., ди- намика изменения и распределения еловых насаждений в разрезе областей вы- глядела следующим образом (см. рис. 1). Кризис, переживаемый в переходный период, после распада СССР резко обострил проблемы, связанные с сохранени- ем природных ресурсов. Одновременно со спадом экономики все природоохран- ные мероприятия были сведены к нулю, в то время как антропогенное давление на природные ресурсы в целом возросло вследствие ухудшения жизненного уров- ня населения. Из-за нехватки топлива почти во всех регионах идет массовая вы- рубка лесов, что ведет к истощению природных ресурсов, отмечается почвенная эрозия, увеличение числа разрушительных паводков, селевых потоков, оползней и т.д. По оценкам экспертов, из-за выпаса скота, многократно превышающего кормовые ресурсы, площадь арчовников в течение последних десятилетий со- кращается, сведены до минимума либо утрачены возможности естественного возобновления хвойных лесов. Результаты социологических опросов сельских жителей проведенных в последние годы в рамках проектов реализованных при поддержке FAO свидетельствуют о том, что во многих горных селах более поло- вины потребности в энергии, необходимой для обогрева и приготовления пищи, удовлетворяется за счет вырубки леса и сжигания древесно-кустарниковой рас- тительности [16].За последние 25 лет площади арчовых лесов сократились на 18%, а скорость деградации достигала 0,8% в год, площадь редин увеличилась на 31%. Наиболь- шую антропогенную нагрузку испытывают орехоплодовые, мелколиственные леса, фисташники и миндальники, которые в основном произрастают в регионах с повышенной плотностью населения. В орехоплодовых лесах бедствием стала хищническая заготовка капа, который вывозится в основном за пределы респу- блики. Площадь орехо-плодовых лесов сократилась более чем в два раза, про- должается заготовка древесины, капа, плодов, выпас скота. Возникла реальная угроза уникальному генофонду реликтовых плодовых форм, утрате почвозащит- ной и водорегенирирующей роли, естественному возобновлению лесов. В За- падном Тянь-Шане фактически исчезли многие массивы фисташников и мин- дальников. В целом, с лесными экосистемами происходит фрагментация, осо- бенно заметна фрагментация горных лесов. Нижняя их граница за исторический период поднялась по меньшей мере на сотню метров, пойменные леса в нижнем течении (тугаи) исчезли, в среднем течении рек сильно изрежены и фрагменти- рованы. Прежде сплошные массивы склоновых хвойных и лиственных лесов рас- пались на отдельные участки. Во многих местах парковый характер горных лесов является следствием совокупного воздействия рубок, выпаса и пожаров. Фраг- ментация отрицательно сказывается на функционировании экосистем. Для каж- дого вида экосистем имеется определенный нижний уровень занимаемой пло- щади, ниже которого происходит обеднение, упрощение и вырождение экосистем. Под влиянием различных лесохозяйственных мероприятий, и в первую очередь сплошных рубок, все перечисленные выше функции леса резко изменяются. При78Оролбаева Л.Э., Мелешко А.А. Состояние горных экосистем Тянь-Шаня и формирование...вырубках происходит не только удаление древесного полога, но и почва утрачи- вает некоторые свои свойства, например высокую водопроницаемость. Даже при выборочных рубках ухудшаются водно-физические свойства почв, а при сплош- ных рубках происходит иссушение почвы до глубины 20-30 см. Лес теряет свои важные водоохранные функции. Незначительные изменения в верховьях речных систем напрямую влияют на условия в среднем и нижнем течении, делая их эко- систему достаточно чувствительной к антропогенным воздействиям. Увеличение речного стока, связанное с антропогенным воздействием, например, уничтоже- нием, даже небольшого по площади пойменного леса, приводит к разрушитель- ным паводкам в среднем и нижнем течении. Пойменные, легкодоступные леса уничтожаются и при добыче полезных ископаемых. При пойменной добыче зо- лота вдоль рек варварски вырубают деревья, поскольку корни являются природ- ной ловушкой для золота. Например, при разработке рассыпного месторождения золота в долине реки Кассансай от поселка Терек-Сай вниз по течению реки на 20 км за последние шесть лет практически уничтожен пойменный лес из ивы и березы, кустарников. Уничтожение пойменного леса стало причиной разруши- тельных паводков. Очевидно, что участившиеся в последние годы в горных рай- онах случаи схода оползней, наводнений и селей [6], приносящих огромный ущерб народному хозяйству (рис. 2), во многом объясняются сокращениями площади горных и пойменных лесов и ухудшением их состояния.Количество чрезвычайных ситуаций250200150100501992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120120Сели и паводки Оползни ЛавиныРис. 2. Распределение количества произошедших чрезвычайных ситуаций на территории Кыргызской Республики за период 1992-2012 гг.Другим примером проявления этих тенденций могут служить села Тосту и Ка- рабащат в Западном Тянь-Шане, где в результате вырубки древесно-кустарнико- вой растительности, закрепляющей горные склоны сошли разрушительные ополз-79Вестник РУДН, серия Экология и безопасность жизнедеятельности, 2016, № 3ни. В последние годы стихийные бедствия имеют тенденцию роста. Если ранее оползни наблюдались только в южных регионах, то в настоящее время они про- исходят и на севере страны. Деградация экосистем отрицательно сказывается на социально-экономическом положении местного населения - жителей гор. По- теря древесно-кустарниковой растительности и пастбищ вынуждает жителей гор мигрировать в долинную часть республики. Ввиду ограниченности запасов и осо- бой роли в поддержании экологической стабильности горные леса не могут рас- сматриваться в качестве источников деловой древесины. Между тем в действу- ющем Лесном кодексе допускается шесть видов рубок, которые фактически яв- ляются прикрытием заготовок древесины. Естественное возобновление и недостаточные лесовосстановительные работы не компенсируют потери леса.ВыводыВырубка древесно-кустарниковой растительности, бессистемный выпас ско- та, увеличение интенсивности таяния ледников Тянь-Шаня, происходящее в ре- зультате изменения климата, характеризующееся повышением температуры на 1,2 °С и сокращением объема атмосферных осадков на 41-47% за последнее сто- летие, стимулируют активизацию экзогенных процессов и приводят к деградации горных экосистем Тянь-Шаня.Сокращение объема атмосферных осадков на территории Внутреннего Тянь- Шаня, вероятно, связано с существенным сокращением лесных массивов. На тер- ритории Внутреннего Тянь-Шаня площадь лесов местами сократилась на 50%. Однако требуются дополнительные долгосрочные исследования вопросов влияния лесов Тянь-Шаня на осадки и взаимосвязи обезлесения с сокращением их объема.Для сохранения горных экосистем существует особая необходимость в ком- плексных исследованиях состояния горных экосистем, взаимообусловленности опасных процессов и явлений, их пространственно-временной изменчивости.Необходима интеграция и координация между политикой и планами по управ- лению лесными экосистемами и георисками. В планах управления должна под- держиваться целевая посадка леса с преференциями и поощрительными мерами для организаций, местных жителей, фермеров планирующих лесопосадки.

L E Orolbaeva

Kyrgyz State Technical Universitynamed after I.Razzakov

Chui str., 215, Bishkek, Kyrgyz Republic, 720001 Institute of mining and mountain technologies

A A Meleshko

Peoples’ Friendship University of Russia

Podolskoe shosse, 8/5, Moscow, Russia, 115093

Views

Abstract - 26

PDF (Russian) - 72


Copyright (c) 2016 Оролбаева Л.Э., Мелешко А.А.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.