Одним из уникальных ландшафтов криолитозоны являются термокарстовые котловины – «аласы». В последнее время, в связи с усилением антропогенной нагрузки и, следовательно, изменением климата в функционировании аласных экосистем наблюдается некоторое нарушение его естественного баланса. В связи с этим, появляется острая необходимость разностороннего изучения закономерностей и механизмов деградации аласных экосистем для последующего прогноза и разработки рекомендаций восстановления или минимизации воздействия.
Целью данного исследования является изучение особенностей и процессов трансформации почвенно-растительного покрова термокарстовых котловин (аласов) при длительном сельскохозяйственном воздействии.
Материалы и методы исследования
Материал для статьи подготовлен по результатам комплексных экологических исследований, проведенных в период 2010-2012 гг. в северной части Лено-Амгинского междуречья. Выводы основаны на натурных обследованиях территорий аласных ландшафтов. В качестве исследуемых участков взяты территории термокарстовых (замкнутых) и эрозионно-термокарстовых (проточных) котловин Тюнгюлюнской и Абалахской террас, имеющие разную степень антропогенной нагрузки (сенокосные и пастбищные угодья).
При проведении почвенных исследований был использован комплекс общих стандартных методов изучения географического распространения, вещественного состава и свойств почв. Почвенные разрезы закладывались на всю глубину протаивания или до почвообразующих отложений с морфологическим описанием и отбором почвенных образцов из каждого генетического горизонта [8]. Подготовка отобранных почвенных образцов выполнена по ГОСТов. Химические, физико-химические, агрохимические и агрофизические свойства почв определялись стандартными методами [1] в лаборатории физико-химических методов анализа НИИПЭС СВФУ [Аттестат аккредитации № РОСС RU. 0001.517741]. Анализы проводились в 3-х кратной повторности. Результаты исследований обрабатывались методом дисперсного анализа [3].
Результаты исследования и их обсуждение
Первыми исследователями почв Центральной Якутии было отмечено своеобразие почвенного покрова аласов, и оно связано с рельефом, а, следовательно, и с характером увлажнения почв [7]. Позднее, с началом этапа более интенсивных исследований почвенного покрова Якутии, почвам аласов было уделено большое внимание [4, 6, 9 и др.]. Исследования были в основном посвящены вопросам генезиса и географии почв. Наиболее разносторонняя характеристика основных генетических типов аласных почв дана в работах Р.В. Десяткина [2]. Но, не смотря на достаточно разносторонние исследования, на наш взгляд, до сих пор не хватает четкости в определении понятия «алас», которое основано только на этимологии слова и рассматривается с точки зрения термокарстового происхождения котловины. При этом термином «алас» называют все термокарстовые котловины независимо от стадии развития и местонахождения, в том числе и в тундровой зоне, северотаежной подзоне и т.д. Таким образом, на современном этапе исследований детально не изучены экологические особенности термокарстовых котловин, сформированных в разных природно-климатических зонах.
По сложившемуся мнению в составе аласной котловины должно присутствовать три гидротермических пояса: верхний (остепненный), средний (луговой) и нижний (болотный или заболоченный) [9]. При этом поясность, по мнению многих исследователей, присуща как термокарстовым (замкнутым), так и эрозионно-термокарстовым (проточным) аласным котловинам.
У большинства изученных нами эрозионно-термокарстовых котловин, судя по составу растительности и характеристике почв, отсутствовал верхний (остепненный) гидротермический пояс, что не характерно для развитых типов аласов. Поэтому опробованиям подверглись мерзлотные аласные дерново-глеевые почвы нижних (болотных и заболоченных) и мерзлотные аласные дерново-глееватые почвы средних (луговых) гидротермических поясов котловин. Здесь и далее по тексту типы почв даны согласно «Классификации и диагностики мерзлотных почв Якутии» [5].
Проведенные нами исследования почв термокарстовых и эрозионно-термокарстовых котловин Центральной Якутии выявили так же некоторые отличия в микроэлементном составе в зависимости от генезиса и геоморфологического уровня их расположения (рис. 1).
Рис. 1. Содержание некоторых микроэлементов в почвенном покрове в замкнутых и проточных термокарстовых (аласных) котловинах северной части Лено-Амгинского междуречья (n=20)
Полученные данные свидетельствуют о том, что процессы аккумуляции и миграции веществ в термокарстовых и эрозионно-термокарстовых котловинах протекают не одинаково. В одних случаях интенсивнее протекает процесс накопления веществ, а в других их миграция. На основании этого можно предположить, что состояние остальных компонентов экосистем, расположенных ниже по склону котловины (донные отложения, поверхностные озерные воды и др.) также существенно отличаются в зависимости от характера аласной котловины, несмотря на схожие природно-климатические условия формирования, что подтверждается на примере двух террас Центральной Якутии. В таком случае, возникает вопрос: правомерно ли проточные эрозионно-термокарстовые котловины называть термином «алаас»?
Учитывая вышеизложенное, основное наше внимание было уделено термокарстовым котловинам, представляющим собой замкнутые системы. Растительный покров термокарстовых котловин в зависимости от геоморфологического уровня и особенно антропогенной нагрузки существенно отличались между собой (рис. 2).
а б в
Рис. 2. Изменение надземной фитомассы и соотношения агроботанических групп по гидротермическим поясам замкнутых аласных котловин: а – верхний пояс; в – средний пояс; в – нижний пояс
|
Абалахская терраса |
Тюнгюлюнская терраса |
|
1 – сенокос; |
3 – сенокос; |
|
2 – пастбище сильной сбитости |
4 – пастбище сильной сбитости |
Снижение надземной фитомассы, привело к ожидаемым изменениям гидротермического режима мерзлотных аласных почв. В частности, увеличилась сумма активных температур, что в свою очередь, привело к резкому увеличению мощности сезонно-талого слоя (рис. 3). Предположительно, последнее спровоцировало увеличение мощности и площади таликовой зоны термокарстовой котловины (рис. 4).
Рис. 3. Динамика среднесуточной температуры мерзлотных аласных дерново-глеевых почв нижних (болотных, заболоченных) гидротермических поясов аласов Тюнгюлюнской террасы Лено-Амгинского междуречья (данные 2010 года)
Рис. 4. Схематический профиль преобразованной термокарстовой котловины
Основных причин увеличения мощности и площади таликовой зоны термокарстовой котловины несколько:
1. Повышение среднегодовой температуры воздуха [10];
2. Деградация льдистого горизонта на границе сезонно-талого слоя, что является одним из признаков воздействия глобального потепления климата.
В то же время длительное антропогенное (сельскохозяйственное) воздействие на территории исследованных термокарстовых и эрозионно-термокарстовых котловин Лено-Амгинского междуречья Центральной Якутии привело к трансформации растительного покрова, что в свою очередь, отразилось на гидротермическом режиме мерзлотных аласных почв.
Таким образом, на фоне глобального изменения климата, негативно отражающегося на развитии и функционировании термокарстовых котловин Центральной Якутии происходит деградация почвенно-растительного покрова вследствие активного антропогенного воздействия, что в целом и приводит к изменению всего уникального ландшафта криолитозоны Якутии – аласов, в классическом их понимании.