Журавель, Мордухович РЭП ДФО

оторвавшись от поверхности, многолетнемерзлые породы могут еще долгое время (несколько десятилетий) сохраняться в более глубоких слоях. К середине столетия площадь распространения может сократиться на 15-30%, при этом в России южная граница вечной мерзлоты сместится к северо-востоку на 150-200 километров. В относительном выражении наиболее сильно сократится зона сплошного распространения ММП, на 14-25% к 2030 г. и на 19-52% к середине 21 века. На участках деградации в южной периферийной зоне будет происходить таяние островов мерзлоты. Поскольку здесь мерзлые толщи обладают небольшой мощностью (от метров до десятков метров), за время порядка нескольких десятилетий возможно полное оттаивание большинства островов мерзлоты. В наиболее холодной северной зоне, где вечная мерзлота подстилает более 90% поверхности, будет главным образом увеличиваться мощность СТС. Здесь также могут возникать и развиваться крупные талики, главным образом под водными объектами, с отрывом кровли мерзлоты от поверхности и сохранением ее в более глубоких слоях. Промежуточная зона будет характеризоваться прерывистым распространением мерзлых пород, сомкнутость которых будет уменьшаться в процессе потепления, мощность СТС расти. Интерпретируя эти результаты, следует иметь в виду условность границ, однозначно определить положение которых практически невозможно.

Согласно существующим прогнозам ожидается и увеличение глубины сезонного оттаивания. Наибольшие относительные изменения предполагаются вблизи арктического побережья, хотя если измерять их в абсолютном приращении, они могут быть невелики, порядка первых десятков сантиметров к концу столетия, в то время как в области прерывистого распространения мерзлоты увеличение СТС может составить метр и более.

Очевидно, что таяние ММП приводит к целому ряду геоморфологических процессов, формированию термокарстовых просадок поверхности почвы, усилению береговой эрозии и иным деструктивным изменениям. Так, льдистые морские берега, протяженность которых составляет более трети побережья Восточной Сибири, в настоящее

41

время отступают в среднем со скоростью около 1 м/год, достигая в отдельных местах 20-25 м/год (Григорьев, 2008). Влияние разрушительных процессов уже испытывают на себе населенные пункты, коммуникационные линии, средства навигационного обеспечения морского транспорта и другие объекты. Отмечены разрушения домов, кладбищ, геодезических знаков, навигационных и других береговых объектов. Немаловажен и геополитический аспект данной проблемы. Ежегодно только лишь в Восточной Сибири Россия теряет более 10 км2 прибрежной суши, а по всему побережью Арктики – до 30 км2. Сокращается площадь многих Арктических островов (рис. 11).

Ожидается, что отмечаемое в Арктике потепление климата и сокращение площади льдов приведет к активизации штормовых условий и ускорению отступания берегов, а также к усилению выноса из берегов на шельф обломочного материала, в том числе органического углерода.

Наступление моря на сушу провоцирует активизацию негативных процессов даже на большом удалении от берега. Происходит быстрое развитие оврагов и провалов, интенсифицируются оползни, разрушаются склоны. Эти сопутствующие разрушению и отступанию берегов процессы представляют большую опасность для инфраструктуры, поскольку они охватывают значительные площади, распространяясь с высокой скоростью вглубь суши.

Кроме того, многие авторы считают, что продолжающееся таяние ММП может существенно усилить парниковый эффект за счет увеличения эмиссии парниковых газов, особенно метана. На протяжении многих тысяч лет тундра накапливала в почвенном слое органическое вещество, выступая в качестве стока углерода из атмосферы.

Разные сочетания изменений климатических параметров во времени и в пространстве способствуют изменению ряда региональных геокриологических характеристик мерзлых толщ, приводят к активизации или затуханию криогенных процессов. Для таких криогенных процессов, как сезонное протаивание, термокарст, термоденудация, термоабразия, солифлюкция, курумообразование, первостепенное значение имеет летняя группа климатических характеристик. Соот-

42

ветственно, именно их изменчивость в первую очередь влияет на состояние многолетней мерзлоты. Напротив, развитие таких процессов как сезонное промерзание, криогенное растрескивание, сезонное и многолетнее пучение, наледообразование, определяется зимней группой климатических характеристик.

Рис. 11. Отступание береговой линии острова Муостах в море Лаптевых с

1951 по 2012 гг. (из: Guenther, 2013)

Нередко особенности изменения морфометрических параметров криогенных явлений можно объяснить, только анализируя весь комплекс климатических характеристик и их внутригодовые вариации. Так, например, интенсивность сезонного пучения (отношение величины поднятия поверхности к глубине деятельного слоя; выражается в долях единицы) и суммарная величина пучения (наибольшая величина поднятия поверхности на момент завершения промерзания в данной точке) определяются не только ходом зимней температуры воздуха, но и количеством накопленной за лето влаги в деятельном слое (что зависит от количества осадков), а также самой глубиной деятельного слоя. Для активизации курумов необходимо сочетание малоснежной зимы, обильных осадков весной, высокой температуры и глубокого протаивания летом. Годовая амплитуда температуры воз-

43

духа оказывает существенное влияние на характер морозобойного растрескивания (на размер полигонов, глубину трещин, толщину жил льда и пр.). Задача прогнозирования изменения криогенных процессов под воздействием климатических изменений оказывается весьма сложной именно по причине необходимости всестороннего учета многих климатических факторов.

Важнейшие региональные последствия прогнозируемых изменений криолитозоны связаны с опасностью ослабления и повреждения фундаментов зданий и технических сооружений при ослаблении прочностных свойств ММП. Многие промышленные и жилые здания, нефтяные вышки, насосные станции и трубопроводы, дороги, мосты, взлетно-посадочные полосы в северных регионах построены на многолетнемерзлых грунтах и рассчитаны на эксплуатацию в определенном диапазоне изменения климатических условий. Изменения параметров природной среды, выходящие за рамки расчетного диапазона, могут вызвать повреждение объектов инфраструктуры, их частичное или полное разрушение, что может иметь опасные, в том числе катастрофические, последствия (рис. 12).

Проблема устойчивости сооружений осложняется негативным влиянием антропогенных и техногенных факторов. В частности, в конце 1990х годов в поселке Черский, расположенном в верхнем течение р. Колымы, сочетание повышения температуры воздуха с постоянными небольшими утечками воды из систем водо- и теплоснабжения привели к развитию термокарстовых процессов под фундаментом здания, в результате которых одна из его секций обрушилась (Анисимов, Лавров, 2004) (рис. 13)

Изменения механических свойств грунта происходят в течение длительного времени и могут быть предсказаны. Геокриологические прогнозы позволяют заранее оценить риск возникновения аварийных ситуаций (рис. 14) и выработать наиболее эффективные и экономичные проектные решения для минимизации возможных негативных и катастрофических последствий.

44

2.5. Природные зоны

Дальневосточный регион располагается в пределах нескольких природных зон (рис. 15)

Зона арктических пустынь занимает острова Врангеля и Геральд и полосу в 20-30 км вдоль побережья Северного Ледовитого океана. Здесь преобладает травянистая растительность и кустарники. Типичные обитатели – лемминги, песцы, овцебыки, тюлени, киты, белые медведи.

Зона тундры охватывает Анюйский хребет, Чукотское нагорье и низовья Анадыря. Суровый климат (средние июльские температуры 2-90 С). Растительность представлена мхами, лишайниками, травами, кустарничками и кустарниками. Обитают здесь северные олени, полярные волки, песцы, лемминги, куропатки, полярные совы, водоплавающие птицы. Много насекомых: комаров, мошек, слепней. Поселения морских птиц формируют птичьи базары.

Зона лесотундры занимает часть Анадырско-Пенжинской низменности, Корякское нагорье, Камчатский перешеек, остров Карагинский и Командорские острова.

Рис. 15. Природные зоны Дальнего Востока (из Советский Союз. Геогр. описание..., 1971)

46

Средняя температура января колеблется от –13 до –27°С, июля – от 10 до 14°С. В растительном покрове преобладают даурская лиственница, карликовая берёза, кедровый стланик. Лесотундра – переходная зона от тундры к лесу, на высокогорных участках она чередуется с горными тундрами. Обычные ее обитатели – северные олени, песцы, белые куропатки, водоплавающие птицы.

Зона хвойных лесов (тайги) представлена тремя подзонами: светлохвойных лесов, темнохвойных лесов и хвойно-березовых парковых лесов.

Подзона светлохвойных лесов самая обширная, простирается от Юкагирского плоскогорья до Амуро-Олекминского междуречья. Суровый климат: зимой –30-400С, до -600С в бассейне Колымы. Летом +11-+180С. В растительном покрове преобладают лиственница, кустарники, кустарнички, мхи, лишайники. В подлеске представлены багульник, брусника, кедровый стланик. Для лиственничных лесов типичны обитатели восточносибирской тайги: кабарга, рысь, бурундук и другие мелкие грызуны, рябчик.

Подзона темнохвойных (южно-охотских) лесов начинается на восточных склонах хребта Джугджур, занимает Сихотэ-Алинь, север и центр Сахалина. Климат умеренный, муссонный, влажный; зимой до -300С, летом до+120С на севере и до+180С на юге.

Основными лесообразующими породами темнохвойных лесов являются ель аянская и пихта белокорая. Часто встречаются сосна корейская (кедр), березы каменная, желтая и плосколистная, в горах – лиственница. В тайге обитают кабарга, бурый медведь, росомаха, рысь, белка, колонок, горностай, соболь, лось.

Подзона хвойно-березовых парковых лесов охватывает Кам-

чатский п-ов и северные острова Большой Курильской гряды. Растительность здесь развивается в условиях низких температур,

ранних морозов, сильных ветров, поэтому деревья и кустарники прижаты к земле, стволы и ветви искривлены. В лесах паркового типа господствует каменная береза. Распространены кустарники и стланики – ольховые, кедровые, ивовые. Одной из известнейших особенностей флоры является крупнотравье, или гигантизм растений, здесь встречаются ги-

47

гантские зонтичные – дудник медвежий, шеломайник. В долине р. Камчатка распространены хвойные леса из лиственницы и ели.

Смешанные хвойно-широколиственные леса занимают юж-

ную часть Дальнего Востока – нижний высотный пояс гор материковой части, южную часть Сахалина и южные Курильские острова.

На этих территориях умеренный муссонный климат с холодной зимой и влажным теплым летом, зимой –12-280С, летом +14-+200С.

Основной формацией смешанных лесов в Приморском крае являются широколиственно-кедровые и кедровые леса, в которых распространены сосна корейская (кедр), дуб монгольский, граб, клен, ясень, орех маньчжурский, жимолость, бересклет, лианы – актинидия, элеутерококк, лимонник, виноград. В южной части приморских лесов появляются тис, пихта цельнолистная, дуб зубчатый.

Обитают в смешанных лесах тигр, пятнистый олень, горал, харза, изюбрь, кабан, барсук, белогрудый медведь, енотовидная собака.

В хвойно-широколиственных лесах на Сахалине и южных Курильских островах встречаются растения, отсутствующие на материке – магнолия, курильский бамбук, тополь Максимовича, пихта сахалинская, сахалинский бархат; фауна же их беднее материковой.

Лесостепная зона представлена двумя «островами» – Приханкайской и Зейско-Буреинской равнинами. Это самая теплая и сухая зона. Зимы здесь холодные и малоснежные, лето теплое.

На Приханкайской равнине распространены плавни из тростника, камыша и рогоза. В заливах оз. Ханка растут лотос, кувшинки и водяной орех. Многочисленны водоплавающие птицы и цапли.

По мере удаления от озера плавни сменяются осокововейниковые болотами и сырые вейниковыми лугами. Рощи монгольского дуба, даурской и маньчжурской берёз, осины разбросаны по разнотравным остепненным лугам. Обычные представители фауны – ежи, землеройки, енотовидные собаки, фазаны, грызуны и хищные птицы.

48

2.6. Изменения в экосистемах Дальнего Востока России

Текущее состояние ОС в пределах какого-либо региона является результатом сочетания большого числа природных процессов на протяжении длительного времени. Антропогенная деятельность может в короткие сроки приводить к существенным изменениям потоков вещества и энергии, модификации компонентов ландшафтов и, как следствие, кардинальным перестройкам в экосистемах, в том числе, изменению их состава, структуры, особенностей функционирования. Очевидно, что итоговый результат воздействия человеческой деятельности на экосистемы будет зависеть и от параметров этого воздействия (его формы, интенсивности, периодичности и т.д.) и от характеристик самих экосистем. При этом необходимо отметить, что природные условия и ресурсы во многом определяют характерные формы хозяйственной деятельности и, соответственно, возможные негативные изменения. Так, наличие значительных запасов полезных ископаемых в определенной степени предопределило «ресурсное» развитие экономики ДФО. Добыча того или иного типа минеральных ресурсов (будь то уголь, золото или свинец) будет характеризоваться сходными факторами и механизмами воздействия на окружающую среду и в Сахалинской области, и в Якутии, и в Приморском крае. Это определяет общность многих экологических проблем различных дальневосточных районов. Высокая энергоемкость основных видов хозяйственной деятельности на ДВ, особенно в условиях низких температур, обуславливает тепловое загрязнение, значительные объемы выбросов в атмосферу и сбросов сточных вод. В развитии транспортных сетей, рыбной отрасли, лесного хозяйства можно обнаружить много общих черт по всему дальневосточному региону, что, соответственно, приводит к схожим воздействиям в географически отдаленных областях. Однако идентичные воздействия могут иметь значительно отличающиеся последствия в различных экосистемах. Не удивительно, что обширная и крайне гетерогенная по природным условиям территория ДВ характеризуется высокой неоднородностью наблюдаемой динамики состояния ОС. Это затрудняет выявление

49

существующих тенденций и, главное, – построение прогнозов будущих изменений.

В целом, значительная часть ДВ по-прежнему представлена естественными, немодифицированными экосистемами (Обзор состояния и загрязнения…, 2014). Однако по мере освоения территорий и акваторий человеком, развития транспортных путей, распространения промышленности наблюдается увеличение масштабов и разнообразия форм антропогенного воздействия на ОС. Возникают очаги трансформации экосистем, которые постепенно распространяются на более обширные области. В южном субрегионе, особенно в Приамурье и на юге Приморского края, наблюдаются наиболее масштабные и глубокие изменения в экосистемах.

Значительные опасения в настоящее время вызывает наблюдающаяся динамика изменения состояния лесных сообществ ДФО. Дальневосточные леса России имеют колоссальное экологическое, экономическое, социальное, научное значение. В целом, на долю ДФО приходится около 41% площади лесных земель и почти 25% запасов древесины от общероссийских. Лесистость региона составляет порядка 48% (табл. 5). Доминирующими по площади лесами являются лиственничники (рис. 16).

Таблица 5

Информация о лесах ДФО РФ за 2013 г. (по данным Федерального агентства лесного хозяйства, http://www.rosleshoz.gov.ru)

50