Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Анализ природных и антропогенных трендов эволюции ландшафтов Сахаро-Аравийской области

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Анализ природных и антропогенных трендов эволюции ландшафтов Сахаро-Аравийской области"

Московский ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ . ^РВОЙйм И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ М.В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи Любимцева Елена Юрьевна

АНАЛИЗ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ТРЕНДОВ ЭВОЛЮЦИИ ЛАНДШАФТОВ САХАРО-АРАВНЙСКОЙ ОБЛАСТИ.

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

МОСКВА - 1994

Работа выполнена на кафедре физической географии мира и геоэкологии географического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова

Научный руководитель -

кандидат географических наук, доцент

Е. В. Папанова

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, старший научный сотрудник

И.И.Борзенкова;

кандидат географических наук, доцент

Л.Г.Бондарев

Ведущая организация - Институт Географии РАН

Защита диссертации состоится /.1994 г. ъ/Л час. на заседании физико-географического специализированного совета Д-053.05.29 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, аудитория 18-07

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ.

Автореферат разослан 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат географических наук —' Т.И.Кондратьева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и значение работы. Перспективы хозяйственного освоения аридных ландшафтов, жестко лимитированные условиями увлажнения. могут существенно измениться в ближайшем столетии. Уже сейчас тенденция антропогенного потепления, связанная с ростом концентрации парниковых газов в атмосфере, сопровождается пере-распределеием осадков над поверхностью Земли [Величко, 1991; Dias et al., 1989]. Изучение изменений современных ландшафтов и решение проблем рационального природопользования пустынных регионов требуют исследования механизмов, лежащих в основе динамики и эволюции их ландшафтов, анализа истории формирования и развития современных природных условий.

В связи с усиленным освоением пустынь и полупустынь северной Африки и Аравийского полуострова, исследование закономерностей развития ландшафтов Сахаро-Аравийской природной области, являющейся крупнейшим аридным регионом земного шара, приобретает большую актуальность.

Мониторинг антропогенного опустынивания, оценка и прогнозирование природно-антропогенных процессов деградации современных пустынных ландшафтов невозможны без ретроспективного анализа эволюционных тенденций пространственно-временных изменений ландшафтной структуры территории в ходе процесса взаимодействия природы и общества на разных исторических этапах.

Возраст современных ландшафтов Сахаро-Аравийской области, история и факторы их эволюции еще недостаточно хорошо изучены. Хотя известно, что развитие пустынных тропических ландшафтов происходило в ходе многократных климатических колебаний, приводивших к широтным смещениям ландшафтных границ, причины и закономерности этих изменений не всегда ясны и вызывают множество дискуссий. Необходимым условием понимания трендов развития современных ландшафтов Сахаро-Аравийской области является исследование взаимосвязей между глобальными температурными колебаниями и изменениями увлажнения в тропических широтах.

Поскольку антропогенная трансформация ландшафтов Сахаро-Аравийской области началась задолго до установления современ-

ных природно-климатических условий в этом регионе, исследование трендов ландшафтной эволюции потребовало разработки комплексного историко-географического подхода к изучению причин и фактороЕ природно-антропогенной изменений ландшафтов.

Цель и задачи исследования. Целью работы является всестороннее исследование природных и антропогенных тенденций эволюции ландшафтов Сахаро-Аравийской области на протяжении позднегс плейстоцена и голоцена. Для реализации этой цели в работе поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:

- изучение истории развития основных ландшафтных компонентов в позднем плейстоцене й голоцене;

- анализ корреляционных зависимостей между региональными колебаниями увлажнения и глобальными температурными изменениями;

- реконструкция палеоландшафтов по выбранным временным срезам;

- изучение и периодизация истории хозяйственного освоения и антропогенной трансформации ландшафтов;

- изучение эволюции природно-антропогенных и антропогенных процессов деградации ландшафтов;

- классификация ландшафтов по историческим тенденциям развития и их картографирование;

- изучение механизмов взаимосвязи процессов антропогенного опустынивания с трендами эволюции климата;

- районирование территории по трендам природных и антропогенных изменений современных ландшафтов.

Объект и методы исследования. Сахаро-Аравийская облает: представляет собой обширный массив пустынных и полупустынны: ландшафтов протяженностью более 7000 километров с запада на вое ток, простирающийся от побережья Средиземного моря до Судански: равнин (от 32°- 34°с.ш. до 10°- 12°с. ш.) и от Атлантического побережья до Персидского залива. Являясь частью Афро -Азиатское пустынного пояса, она включает территорию Сахары и Аравийскоп полуострова, обладающих сходством климатического и тектоническое развития, хода эволюции и физиономического облика современны: ландшафтов.

В основу работы положены обобщение и комплексный анализ многочисленных палеогеографических, палеоклиматических. палеонтологических и историко-археологических данных, а также изучение современных ландшафтов территории. При изучении палеоклиматических механизмов развития ландшафтов территории и построении ландшафтных реконструкций автором использованы методические положения, разработанные К.К. Марковым, И.П. Герасимовым, A.A. Величко, И.И. Борзенковой, С. И. Варущенко, А.А. Свиточем, A.S.Goudie, H. Faure,

A.F. Street-Perrot. Реконструкции климатических поясов и палео-ландшафтных зон проведены на основе обобщения палеоклиматических, геоморфологических, археологических и палинологических данных и анализа известных статистических зависимостей между климатическими параметрами и зональными типами растительного покрова [Rognon, 1989; Petlt-Malre, 1991,1992; Adams & Woodward, 1992].

При картографировании ландшафтной структуры территории и анализе истории антропогенной трансформации ландшафтов автор опирался на труды В.А.Николаева, A.M Рябчикова, А.Г.Исаченко,

B. А. Пуляркина, А.М.Бабаева. При районировании территории автором использованы методические разработки А.В.Дроздова и A.S. Goudie.

В работе использованы методика оценки и картографирования процессов антропогенной деградации земель FA0/UNEP и картографические и статические данные GLASOD /ISRIC [1984; 1992], а также результаты дешифрирования космических снимков с помощью компьютерной программы DRAGON. Кроме того, в работе использованы результаты личных наблюдений автора в Тунисской Сахаре, в пустыне Негев, на Синайском полуострове и в долине реки Нил, проводившиеся в январе и апреле 1993 г.

Научная новизна работы. В работе впервые проанализированы механизмы и закономерности развития ландшафтной структуры Саха-ро-Аравийской области и их зависимость от глобальных климатических изменений в позднем плейстоцене и голоцене. Составлены картосхемы реконструкций палеоландшафтов последнего ледникового максимума плейстоцена и оптимумов раннего и среднего голоцена (масштаб 1:15 ООО ООО). Разработан новый методический подход к изучению и классификации ландшафтов, позволивший выявить эволю-

ционно-хронологические' разновидности и оценить возраст современ ных.инвариантов природных ландшафтов. Анализ тенденций эволюци ландшафтной структуры Сахаро-Аравийской области на основе палео ландшафтных реконструкций позволил автору сделать вывод о метах-ронном характере её развития и выделить разновозрастные ландшафтные комплексы.

В результате исследования историко-археологических материалов выполнена периодизация истории хозяйственного освоения территории от позднего палеолита до современности и проанализирована зависимость процесса развития материальных культур от ланд-шафтно-климатических изменений. Составлены картосхемы размещенш археологических культур и типов хозяйственного освоения территории, выявляющие возраст и характер антропогенной трансформации ландшафтов. В результате изучения природных тенденций палеоланд-шафтов и истории антропогенного воздействия проведены классификация и картографирование современных ландшафтов Сахаро-Аравийской области и составлена комплексная карта исторических тенденций развития территории (1:5 ООО ООО). На основе анализа ландшафтной структуры территории, истории и факторов ее развития и процессов антропогенной деградации современных ландшафтов проведено районирование Сахаро-Аравийской области по трендам ландшафтных изменений (1:15 ООО ООО).

Практическое значение. Результаты и методы работы могут быть использованы при реконструкции и моделировании изменений ландшафтов аридных регионов, разработки долгосрочных прогнозов развития ландшафтов и оценки эффективности региональных проектов мелиорации и борьбы с опустыниванием. Материалы диссертации вошли в отчеты кафедры физической географии мира и геоэкологии по темам "Ландшафтно-гроэкологическая экспертиза, картографирование и оценка риска антропогенных изменений" и "Изменение ландшафтов под влиянием природных и антропогенных факторов" ГНТП "Глобальные изменения природной среды и климата", а также использованы в проекте N 252 "Прошлое и будущее пустынь" МПГК и проекте N 4 МАБ/ЮНЕСКО "Изучение аридных экосистем."

Кроме того, результаты диссертации используются в курсах

лекций "Современные ландшафты мира" и "Физическая география материков". *

Апробации работы. ' Основные положения диссертации обсуждались на заседании кафедры физической географии мира и геоэкологии географического факультета МГУ, на семинарах географической школы и центра исследований природных изменений Оксфордского-университета (Великобритания) и в лаборатории четвертичной геологии национального центра научных исследований Франции. Отдельные разделы работы докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории морской геоморфологии географического факультета МГУ, в группе международных экологических программ ИЭМЭЖ РАН, а также представлены на VI Всесоюзной конференции "Комплексное изучение и .освоение'пустынь СССР" (Ашхабад. 1991 г.), XIII Международном Конгрессе INQ.UA (Пекин, декабрь, 1991 г) и Глобальном Форуме по экологическому образованию (Нью-Дели, сентябрь 1993 г.).

Результаты диссертации опубликованы в восьми научных работах (список прилагается).

Объем и структура' работы. Работа состоит из введения, трех глав, включающих 10 разделов, заключения, а также включает карты, диаграммы, таблицы и другие демонстрационные материалы. Текст диссертации насчитывает 130 страницы машинописного текста. 29 рисунков, 16 таблиц,и список литературы из 393 наименований. Работа выполнена на кафедре физической географии мира и геоэкологии географического факультета МГУ. В нее вошли также результаты проработки матералов во время стажировки автора в Оксфордском университете в 1992/1993 г.

Автор выражает глубокую признательность научным руководителям - к.г.н. доценту Е.В.Милановой (МГУ) и профессору Э.С.Гоуди (Оксфорд) за помощь и консультации. Автор также благодарит ст.н.с. лаборатории морской геоморфологии географического факультета МГУ А.Н.Варущенко, д. г.н. доцента кафедры физической географии мира и геоэкологии Е.В. Глушко, доктора Ф.А. Стрит-Пер-рот (Оксфорд), а также директора национального центра научных исследований Франции (CNRS) доктора Н. Пети-Мер за помощь в сборе данных, ценные замечания и советы.

- 6 -

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность поставленных задач комплексного изучения тенденций эволюции пустынных ландшафтов. Объектом исследования являются ландшафты Сахаро-Аравийской области.

В первой главе рассматривается ландшафтно-климатическая эволюция Сахаро-Аравийской области. Многие компоненты современных ландшафтов этого региона имеют черты, свидетельствующие об их формировании в ходе значительных колебаний увлажнения. Обобщение и анализ палеогеографических данных по 168 опорным разрезам, описанным в литературе, позволили реконструировать эволюцию климата в позднем плейстоцене и голоцене. Основные факторы климатической эволюции территории в позднем плейстоцене и голоцене связаны с региональными особенностями проявления изменений в системе общей циркуляции атмосферы. Изменения условий увлажнения проявились с наибольшей интенсивностью в маргинальных ландшафтах на границах Сахаро-Аравийской области, в значительно меньшей степени затрагивая ее центральную часть. Сопоставление изменений увлажнения в различных районах Сахаро-Аравийской области с колебаниями глобальных температур позволило реконструировать пространственно-временное распределение климатических изменений. Периоды повышенного увлажнения проявились 42000-38000 л.н., 16500-14500 л.н. и 6500-4500 л.н. в северо-западной Сахаре, 36000-20000 л.н. и 8000-5500 л.н. на Синайском полуострове, 42000-30000 л.н., 28000-22000 л.н. и 9500- 6000 л.н. в юго-западной Сахаре, 36000-17000 л.н. и 9000-6000 л.н. на юге Аравийского полуострова. Климатические колебания в субтропических и тропических ландшафтах северной окраины Сахаро -Аравийской области в целом асинхронны развитию климата районов муссонного увлажнения южной Сахары и юга Аравийского полуострова. Вместе с тем, наблюдается запаздывание фаз повышенного увлажнения в восточной Сахаре и на Аравийском полуострове по сравнению с района-

ми, лежащими на тех же широтах в западной Сахаре. Метахронность колебаний увлажнения связана со смещениями циркуляционных зон и основных барических центров Северного и Южного полушарий в * ходе изменений широтного и меридионального температурных градиентов.

Развитие процессов экзогенного рельефообразования и формирования литоэдафических условий обнаруживает четкую зависимость от смены условий увлажнения. Характерной чертой пустынных ландшафтов Сахары и Аравийского полуострова является древняя хорошо развитая эрозионная сеть, унаследованная от гумидных эпох плиоцена и плейстоцена, претерпевшая сильные изменения в ходе климатических изменений и частично погребенная под эоловыми песчаными отложениями.

Хорошим индикатором изменений режима увлажнения прошлого являются озерные отложения плювиальных эпох. Их развитие в голоцене наиболее типично для тропических равнинных ландшафтов южной Сахары, Сахеля и пустыни Руб-аль-Хали в полосе между 16°и 24°с. ш.

В результате ветровой сортировки твердого вещества в течение длительных ксеротермических эпох плейстоцена сформировался ряд генетически взаимосвязанных эдафических типов пустынь: гаммады, реги, сериры и эрги. Песчаные массивы, наряду с районами их современного развития, широко распространены в Сахеле, где они являются реликтом более аридных условий ксеротермических эпох позднего плейстоцена (80-50ООО л.н. и 20-15ООО л.Н.Э).

Анализ палинологических, палеонтологических и палеопедоло-гических данных свидетельствует о том, что изменения баланса тепла и влаги, происходившие в плейстоцене и голоцене, сопровождались широтными смещениями растительных зон и фаунистических комплексов, а также направленными процессами видообразования и эволюцией жизненных форм растений и животных.

Формирование растительного покрова современного типа происходило в Сахаро-Аравийской области на протяжении последних 3 -5000 лет. Его возраст варьирует в зависимости от широты, конти-нентальности и орографии территории. Формирование пустынных ландшафтов, близких к современным, произошло на равнинах южной Сахары около 3500-4000 л.н. Флюктуации увлажнения последних ты-

сячелетий сопровождались изменениями продуктивности растительного покрова, но не приводили к качественным изменениям его видового состава. Пустыни северных и центральных районов Сахаро-Ара-вийской области моложе на 1500-2000 лет, что связано с более поздним установлением здесь современных аридных условий. В ландшафтах нагорий Ахаггар и Тибести и горных хребтов, окаймляющих Красное море, аридизация почвенно-растительного покрова проявилась позднее, чем на равнинах, и охватывает период последних 1500-3000 лет, варьируя в зависимости от широты и континентальное™ района.

.Формирование современных фаунистических ареалов Сахаро-Ара-вийской области относится в ochoèhom к рубежу позднего плейстоцена и голоцена. Палеонтологические находки свидетельствуют о распространении представителей суданской, эфиопской и средиземноморской фауны в центральные районы Сахары и Аравийского полуострова во время семиаридных и субгумидных интервалов [Duroont, 1982; Neumann, 1989].

Комплексное изучение развития климатических, литоэдафичес-ких и биотических факторов эволюции ландшафтов позволило перейти к палеоландшафтным реконструкциям и анализу тенденций изменения ландшафтной структуры территории. Методической основой палеоре-конструкций послужили анализ и экстраполяция в прошлое ряда статистических зависимостей: между зональным типом растительности, годовой суммой осадков и изменениями уровня бессточных озер; зональным типом растительности, суммой осадков и палеотемпература-ми-[Варущенко & Тарасов, 1991]; составом пыльцевых спектров из различных растительных ассоциаций и климатическими показателями [Bonnefllle, 1982]; скоростью перемещения эоловых форм рельефа и суммой осадков [Anton, 1986b; Rognon, 1976; 1989], а также между гранулометрическим составом отложений и величиной поверхностного стока [Issar & Bruins, 1983]. Составлен банк палеогеографических данных и проанализированы многочисленные материалы о развитии ландшафтов Сахаро-Аравийской области и соседних регионов.

Поворотными моментами в эволюции тропических пустынь являются максимумы и минимумы увлажнения. Поэтому для реконструкции

палеоландшафтов были выбраны временные срезы, соответствующие аридной фазе, современной последнему ледниковому максимуму позднего плейстоцена (20-18000 л.н.) и оптимумам раннего и среднего голоцена (9-8000 л.н. и 6-5000 л.н.). Составлены картосхемы па-леоландшафтных реконструкций по выбранным временным срезам в масштабе 1:15.000 ООО.

В интервале 20-18000 л.н. гипераридные и аридные пустынные ландшафты господствовали почти на всей территории Сахаро-Ара-вийской области, в том числе в районах современного распространения саванн и редколесий. Лишь в северо-западной предатласской Сахаре, на Синайском полуострове и в Сирийской пустыне граница пустынной зоны смещалась к югу. уступая место ксерофитным редколесьям, сухим степям и полупустыням.

Ландшафтная структура Сахаро-Аравийской области в первой половине голоцена отличалась сокращением зоны тропических пустынь и смещением к северу ее южной границы 9-8000 л.н. и повсеместным сокращением субтропических и тропических пустынь 6-5000 л.н. Положение границ зональных типов ландшафтов в раннем и среднем голоцене заметно различается. Если интервал 9-8000 л. н. характеризовался максимальным смещением зоны саванн к северу в в южной Сахаре и Руб-аль-Хали, то 6-5000 л.н. отмечался рост увлажнения на севере Сахаро-Аравийской области.

Современная ландшафтная структура Сахаро-Аравийской области сформировалась на протяжении последних 2000-2500 лет после установления современных орбитальных параметров Земли и соответствующих им уровня радиации и системы циркуляции атмосферы.

Для исследования исторических тенденций развития территории разработана классификация ландшафтов, сочетающая таксономический и эволюционно-хронологический подходы к их дифференциации. Проведены классификация и картографирование природных ландшафтов Сахаро-Аравийской области с выделением систем, подсистем, типов, подтипов, классов, подклассов и родов ландшафтов.

Палеоландшафтные реконструкции позволили перейти на таксономическом уровне рода к эволюционно-хронологическому анализу ландшафтной структуры территории. Под эволюционно-хронологическими

■разновидностями ландшафтов мы понимаем природно-территориальные комплексы, характеризующиеся общими особенностями палеоландшафт-ных изменений, сходством смен зональных инвариантов и одинаковым возрастом природных ландшафтов. В результате анализа современной ландшафтной структуры Сахаро-Аравийской области и ее изменений выделено 176 эволюционно-хронологических разновидностей в пределах 80 родов ландшафтов и и проведено их картографирование (масштаб 1:5 ООО ООО) (рис.1).

Смена инвариантов ландшафтов, относящихся к одному роду, различалась в зависимости от региональных особенностей эволюции климата, морфоскульптуры рельефа, литоэдафического, почвенного и растительного покровов. Например, формированию ландшафтов тропических абсолютных пустынь на низких эоловых аккумулятивноденуда-ционных песчаных равнинах (род 44) эрга Шеш (юго-западная Сахара) предшествовали аналогичные ландшафты в период аридной фазы позднего плейстоцена, сменившиеся сухими саваннами во время оптимума раннего голоцена, и полупустынями в среднем голоцене (44 Ь). Вместе с тем. на юге Ливийской пустыни (восточная Сахара) гипераридные ландшафты пустынь с незакрепленными дюнами существовали вплоть до оптимума среднего голоцена, когда на их месте сформировались ландшафты злаково-кустарниковых пустынь (44 <2). В первом случае возраст современного ландшафтного инварианта близок к 4000-4500 лет, а во втором составляет около 5000-5500 лет (табл.1).

Картографирование эволюционно-хронологических разновидностей ландшафтов позволило выявить региональные особенности пространственно-временных природных изменений, обусловленных глобальными климатическими колебаниями. В зависимости от реакции увлажнения на тенденции изменения глобальной температуры на протяжении последнего климатического макроцикла выделены три типа региональных изменений увлажнения, определяющих смену зональных типов ландшафтов: с ростом увлажнения при глобальных потеплениях; с • постоянно аридными условиями и со смешанной реакцией увлажнения ' на изменения глобальной температуры. Кроме того, в пределах первого типа климатических изменений, были дифференцированы ландшаф-

Рис.1 Эволюпиоино-хроно-логические разновидности ландзафтов СА) - карта "Современные восстановленные ландшафты Сахаро-Ара-вийско£ области", (Б,В; -фрагменты карты "Исторические тенденции развития ландшафтов" (оригинальны? масштаб 1:5 ООО ООО, уменьшено А-до 1:45000000, Б,В- до 1:20 ООО ООО).

1

Таблица 1. Фрагмент легенды к карте исторических тенденций развития ландшафтов Сахаро-Аравийской области '

природные ландшафты ........... эволюционно-хронологические разновидности

сис- под- тип под- класс под- род N комплекс ландшафтных амплитуда эволюционного возраст,

тема система тип класс изменений ряда в позднеледниковье - голоцене) тыс.лет

плоские 43 с развитием полупус- кустарничково-кустарни- 3.5-4

аккумуля- Ь тынь, временными во- ковая полупустыня -

тивные дотоками и озерами в кустарниковая пустыня -

равнины, условиях повышенного пустыня, лишенная рас-

сложенные увлажнения на фоне тительности (абсолютная

плиоцен- потепления 7000-4500 пустыня)

плейстоце- л.н.

5 новыми озерными,

О Я с с развитием полупус- злаково-кустарников ая 4-4.5

1 а о» и пролюви- тынь и образованием полупустыня - кустарни-

ально-аллю временных и постоян- ковая пустыня - абсо-

а о виальными ных озер в условиях лютная пустыня

и эоловыми повышенного увлажне-

§ н и се песчано-га ния на фоне потепле-

И лемными от ния 8500-Э500 л.н.,

§ ш в? в а оз в я « лохениями гипераридные- 2200015000 л.н.

Л у

о ч о и ш © к в в а с1 постоянно пустынные кустарниковая пустыня - 4.5-5

и а в позднеледниковье- абсолютная пустыня

О к Е-« щ голоцене, с незначи-

о а> £ 1 ш о *>> « « ё я да (В К СО нд тельным ростом увлажнения ¿000-5500л.н.

и о & о к а § о, слабо вол- 44 с развитием полупус- злаково-кустарниковая 4. 5-5

о К о о ЭД И нистые ак- а тынь и закреплением полупустыня - злаково-

« V . а о 0 кумулятив- эоловых песков в ус- кустарниковая пустыня-

но—денуда— ционные равнины, глгармиив _ - ловиям повышенного увлажнения 6000-4500 л. н. абсолютная пустыня

неоген- Ь с развитием сухих сухая саванна - злаково 4.5-5.5

плейстоце- саванн и полупустынь кустарниковая полупус-

новыми и образованием пос- тыня - злаково-кустар-

¡эоловыми тоянных озер в меж- никовая пустыня - абсо-

карбонатно дюнных понижениях 9- лютная пустыня

кварцевыми ¿000 л.н., гиперарид

песками с ные с подвижными дю-

подвижными нами 20-12000 л.н.

линейными дюнами

§ с) постоянно пустынные в позднеледниковье-голоцене, с незначи- злакаво-кустарниковая пустыня - абсолютная пустыня 4.5-5.5

а тельным ростом увла-

Й жнения 6500-5500 л.н

СО о о ш ж слабо на- 45 с развитием полупус- кустарниковая полупус- 3. 5-4

8 о клонные а тынь и активизацией тыня - кустарниковая

Б 13 >» а а 3 холмистые временных водотоков пустыня - абсолютная

Ч а ш аккумуля- в условиях повышен- пустыня

пз гз « тивно-де- ного увлажнения 7000

о а И а а « Я ы & нудацион-ные равни- 4500 л.н., гиперарид ные 17-14000 л.н.

Рн В* и да ны, сло-

О СО т а

' К и 0) 33 о О >> п о а> я к м женные плейстоце- Ь постоянно пустынные с незначительным кустарниковая пустыня 4-4.5

г п д а о о а, нов ыми ростом увлажнения

о м а « Н5 пролгави- 7000-5500 л.н.

о Р< я а альными и

к « о « л 0) сц - эоловыми щебнисто-галечными отложениями «

ты, в которых изменения увлажнения обусловлены а)колебаниями мус-сонной активности; б) смещениями траекторий циклонов западного переноса и в) местным ростом циклонической активности (внутрикон-тинентальные ландшафты пассатной зоны).

В соответствии с рельефом поверхности в каждом районе, характеризующемся единым типом климатических изменений, выделены равнинные и горные модификации. Тренды ландшафтных изменений, обусловленные климатическими флюктуациями, а также типом рельефа и степенью аридности территории, могут быть представлены в виде эволюционных рядов генетически связанных зональных типов ландшафтов, сменявших друг друга во времени и пространстве.

Вторая глава посвящена антропогенным факторам развития ландшафтов Сахаро-Аравийской области с палеолита до современности. Интенсивность антропогенного воздействия на ландшафты менялась на разных исторических этапах, в зависимости от степени развития материальной культуры, .типа хозяйства и особенностей взаимосвязей человеческого общества и природных ландшафтов. Периодизация хозяйственного освоения ландшафтов, разработанная автором на основе археологической системы подразделения материальных культур, позволила сопоставить ее основные хронологические рубежи со схемой подразделений плейстоцена и голоцена. Это дало возможность проанализировать природные условия, а также особенности территориального распространения, направленности и интенсивности антропогенных нагрузок на каждом историческом этапе. Для временных срезов II-III тыс. до н.э., IV-I вв. до н. э. и IX-XII вв. н.э. реконструировано пространственное распределение основных типов землепользования.

Процесс эволюции материальных культур Сахаро-Аравийской области обнаруживает зависимость от колебаний увлажнения и изменений зональных типов ландшафтов. Анализ историко-археологичес-ких материалов свидетельствует о дискретности освоения территории на, ранних исторических этапах (в палеолите и неолите), связанной с адаптацией человека к наиболее благоприятным ландшафтам, и непрерывности антропогенного воздействия начиная с эпохи бронзы и раннего железа до современного этапа.

Изучение истории хозяйственного освоения ландшафтов позволило выявить черты их антропогенной трансформации уже при донео-литических присваивающих формах хозяйства. В результате использования огня при охоте.,в среднем и позднем палеолите в саваннах и редколесьях южной Сахары и Аравийского полуострова образовались гаревые ландшафты, в которых естественная растительность замещена вторичными пирогенными формациями.

Начиная с неолита и вплоть до настоящего времени основными формами землепользования в Сахаро-Аравийской области являются скотоводство и земледелие. Формирование первых антропогеннот-рансформированных ландшафтов пастбищного типа началось в VIII тысячелетии до н.э. и было связано со становлением кочевого и полукочевого скотоводства. Их эволюция обусловлена такими природными и антропогенными факторами, как естественные изменения продуктивности при колебаниях увлажнения, состав и динамика поголовья скот а, продолжительность и режим использования пастбищ при исторически сложившихся системах пастбищеоборота.

Возраст древнейших земледельческих ландшафтов Сахаро-Аравийской области варьирует от 7-9000 лет в оазисах восточной Сахары (Дакхла, Харга, Сива), в долине р. Нил и на побережье Персидского залива (Хофуф) до 4-5000 лет в юго-западной Сахаре и центральной Аравии. Земледельческие ландшафты значительно больше, чем пастбищные, зависят в своей эволюции от изменений социально-экономических факторов. Совершенствование орудий труда, способов обработки земли и ирригации, формирование земледельческих государств с централизованными многоступенчатыми системами орошения, рост специализации земледелия разных природных зон сопровождались углублением антропогенной трансформации земледельческих ландшафтов. В процессе развития произошла их значительная дифференциация, связанная с разнообразием методов преобразования и особенностей сельскохозяйственного развития территории.

Среди земледельческих антропогенных ландшафтов Сахаро-Аравийской области были выделены богарные и ирригационные, с после-' дующей дифференциацией последних по способам орошения; плужные и

мотыжные в зависимости от способа обработки земли; полевые, садовые, плантационные в зависимости от набора сельскохозяйственных культур, крупно- и мелкооазисные; одноярусные и многоярусные по числу ярусов в структуре посевов, крупно- и мелкотеррасные в зависимости от размера террас на склонах.

Доля ландшафтов, связанных с несельскохозяйственными видами освоения земель, относительно мала. К ним относятся селитебные, дорожные и техногенные антропогенные ландшафтные комплексы. Несмотря на их небольшое площадное распространение, развитие этой группы ландшафтов, особенно на современном этапе, оказывает большое влияние на эволюцию соседних ландшафтов.

Исторический процесс антропогенной трансформации ландшафтов сопровождался развитием в них широкого комплекса негативных при-родно-антропогенных процессов. Спектры процессов деградации ландшафтов на разных исторических этапах отличаются пространственным и временным разнообразием, обусловленным как природными особенностями территории, так и степенью антропогенного воздействия (рис.2)

Проведено картографирование исторически доминирующих антропогенно-трансформированных ландшафтов. Сопоставление природных трендов эволюции территории, представленных в виде эволюцион-но-хронологических разновидностей ландшафтов, и тенденций антропогенной трансформации позволило составить комплексную карту исторических тенденций развития ландшафтов Сахаро-Аравийской области (1:5 ООО ООО).

В третьей главе рассматриваются основные факторы изменений современных ландшафтов Сахаро-Аравийской области. Существенные сдвиги в ландшафтной структуре территории могут быть связаны в ближайшем будущем с проявлением глобального потепления климата и региональных антропогенных изменений современных ландшафтов.

По мнению многих климатологов средняя глобальная температура в середине ближайшего столетия будет выше современной на 1.5-2*С [Будыко и др., 1987; Борзенкова, 1991; Folland, 1990], а ближайшими аналогами климата станут оптимумы голоцена рисс-вюрм-ского межледниковья [Величко, 1992; Petit-Maire, 1992 а,Ь]. По-

палеолит

неолит

бронзовый вен

колониальный период

современность

охота и

со£ирс*тсльство

(.1ор ЭреЙесимб/ на топливо

безиррига у ионная с{^от*а зелие и скотоводство

[пары

деградация 3ре Весной растительности

расширение плс-щаЗи ¿огарных ¡ел/е/к

появление ирригационного езелия

рост пагдмнья ската

] пере Выпас

деградация тра!янисто-кустарникоВои растительности

истощение и ^а соление. почВ

Снижение уроИня Ърунта&ых Вод

железный век

средневековье

лесов

| Воины\-

усюренная дефляция и ра$8итцъ поввижних песков

¡а!росчВание старых, лох от-них, зелууп

упяЯок богарного

Земледелия_

усиление Э&рлщеи и

Г

саваннизация

узе 03 ¡13

оащсаИ

использование пахотных. ¿9--л/цль лоЗ Выпас

~исхореннаа\-~*-\сми! поч»]

Зразиц

вторичное Засоление

расширение ллощави ластйищ

-Г~ г

Нальнеисиая

руотыннай растительности

Пох&лехш нетрадиционных тъхнало

Г и и

появление л/омо-культурных. плантации_

уллзох гврро-с иро&ани*

\уси/!еМ1 < ЭЬоъии

сллоНоА

Загрязнение

при нвфге-зНиче

антропог.е.нная ЭеграЭация современных Ландшафтов

Е

и разрушение ирриг анионных систем

РЬреориенгац и»

скотоВОЗстВа

опустынивание ео&гнн с/ степей

истечение и загрязнение повзе/унб/х. ЯоЭ

Йиру&ч 1срных ревхсмесиа

ЦПОЭОК но/иовиз^ио

усилет/иа растйищной дигрессии

•>1

концен/рация населения И оаЗисих

/ивхомгеншге.

юат/п/тение

песков

Рис.2 Антропогенные процессы деградации ландшафтов

тепление окажет существенное воздействие на процессы и тренды развития ландшафтов Сахаро-Аравийской области, как в результате прямого влияния роста глобальных температур, так и в ходе других природных изменений,' косвенно связанных с изменениями глобального климата.

Допущение аналогии антропогенного потепления с известными климатическими оптимумами позволяет прогнозировать аридизацию субтропических ландшафтов северной Сахары и Аравийского полуострова и рост осадков в районах муссонного увлажнения: в Саха-ро-Сахельской зоне и на юге Аравийского полуострова. Возможно, проявлением этой тенденции стало, аномальное количество летних осадков, выпавших' в 1988-90 гг. в горах Йемена и в 1989 г. в юго-западной Сахаре, в Сахеле и на Эфиопском нагорье.

Другим блоком факторов изменения современной ландшафтной структуры Сахаро-Аравийской области являются процессы антропогенной деградации ландшафтов, а также мелиоративные мероприятия регионального уровня. Наибольшее территориальное распространение среди процессов деградации земель в Сахаро-Аравийской области имеет пастбищное опустынивание, развитие которого связано с перевыпасом скота из-за роста его поголовья и одновременного сокращения пастбищных ресурсов. Оно проявляется в процессах деградации растительности, ускоренных дефляции и эрозии. Эта форма опустынивания развивается особенно быстрыми темпами в маргинальных аридных и семиаридных ландшафтах предгорий Сахарского Атласа, равнин южной Сахары и Сахеля, в Сирийской пустыне и на плато Хадрамаут.

На землях искусственного орошения долины Нила, депрессии Феццан, внутренней дельты Нигера, побережья Персидского залива и других районов сосредоточения крупных оазисов, развито ирригационное опустынивание, проявляющееся, главным образом, в процессах вторичного засоления, подтопления и деградации почв. 4

В,семиаридных ландшафтах средиземноморского побережья северной Сахары и горных массивов Асира и Йемена происходит опустынивание богарных земель, факторами которого являются деградация почв, ускоренная эрозия и дефляция. Согласно Ье Ноиегои [1989],

усиление аридности, связанное не с естественной тенденцией уменьшения осадков, а с развитием антропогенного опустынивания, затронет в Сахаро-Аравийской области уже в первой половине XXI века аридные и семиаридные земли площадью более 900 ООО кв.км.

В то же время, пространственное распространение и степень антропогенного опустынивания обнаруживают зависимость от типов климатических изменений ландшафтов, во многом определяющих возраст и направленность хозяйственного освоения территории (табл.2)

Таблица 2. Степень антропогенного опустынивания современных ландшафтов Сахаро-Аравийской области.

тип климатических изменений.

вид антропогенного воздействия_

1а

16

1с

II

III

пастбищный богарный ирригационный техногенный

сильная

слабая

умеренная слабая - - слабая

слабая умеренная сильная слабая слабая слабая - слабая слабая

Среди существующих и разрабатываемых мероприятий по борьбе с опустыниванием и мелиорации ландшафтов наиболее перспективными можно считать комплексные программы, включающий закрепление песчаных массивов, лесопосадки, создание искусственных пастбищ оро-сительно-дренажных систем, а также оптимизацию самой структуры землепользования. К числу планируемых гидротехнических суперпроектов, реализация которых может коренным образом изменить природные условия на региональном уровне относятся: создание зеленого пояса Сахеля, заполнение впадины Каттара, проектируемый канал Се-' негал - Нигер, переброска стока из бассейна р.Конго в оз.Чад, строительство трубопровода от рек Сейхан и Джейхан в страны Аравийского полуострова.

Предварительная оценка эффективности такого рода суперпроектов при их разработке и учет возможных негативных экологических последствий требует всестроннего анализа ландшафтной струк-

туры прилежащих районов, включающего комплексное исследование природно-антропогенных тенденций изменения ландшафтных компонентов.

Изучение ландшафтной структуры и ее эволюции в ходе глобальных климатических изменений и хозяйственного освоения территории позволило провести районирование территории Сахаро-Ара-вийской области по• трендам изменений современных ландшафтов (1:15 ООО ООО).

В качестве основных критериев районирования анализировались распределение индекса аридности и региональные особенности его пространственно-временных изменений; типы региональных климатических изменений; зональные типы и амплитуды колебаний зональных границ в ходе колебаний увлажнения последнего климатического макроцикла; исторически доминирующие формы антропогенного воздействия, возраст, факторы и степень деградации современных ландшафтов. В результате оценки территории в соответствии с этими группами критериев в пределах Сахаро-Аравийской области выделен 21 район. Анализ глобальных и региональных факторов развития ландшафтной структуры территории позволил выявить районы, характеризующиеся наибольшим риском изменения современной ландшафтной структуры: предатласскую и средиземноморскую Сахару, Синайс-ко-Средиземноморский район, северо-восточную Аравию, западный Сахаро-Сахельский и Сахеле-Эфиопский районы.

В заключении сформулированы основные выводы работы:

1. Эволюция ландшафтов Сахаро-Аравийской области на .протяжении позднего плейстоцена и голоцена была обусловлена смещениями границ зональных типов ландшафтов в ходе чередования аридных, семиаридных и субгумидных фаз развития климата. Основную роль в изменениях ландшафтной структуры территории играли региональные колебания увлажнения, наряду с которыми в ряде горных ландшафтов проявились термические колебания. Пространственно-временное распределение увлажнения территории зависит от положения барических центров атмосферы и является региональным проявлением глобальных температурных трендов, причем его решающим фактором

являются не абсолютные параметры среднеглобальной температуры, а термические градиенты между Северным и Южным полушариями.

2. Региональные изменения ландшафтов, обусловленные реакцией увлажнения на глобальные температурные колебания, могут трактоваться как эволюционные ряды инвариантов генетически связанных зональных типов ландшафтов. Эволюционный ряд ландшафтов зависит в первую очередь от регионального типа климатических изменений, а также от рельефа и степени аридности территории. Климатические изменения в Сахаро-Аравийской области в течение исследуемого периода могут быть сведены к трем типам: 1.-е ростом увлажнения при глобальных потеплениях, 2-е постоянно аридными условиями, и 3 - со смешанной реакцией увлажнения на изменения глобальной температуры.

3. Ландшафты, обладающие значительным физиономическим сходством и принадлежащие к одному роду на современном этапе их развития, но сформировавшиеся в районах с разными типами климатических изменений, в процессе метахронного развития различных эволюционных рядов, разновозрастны и могут быть определены как эволюцион-но-хронологические разновидности данного рода ландшафтов. Картографирование эволюционно-хронологических разновидностей ландшафтов требует реконструкции палеоландшафтов территории и позволяет выявить потенциально возможные ландшафтные границы, обнаруживающие себя при климатических условиях, отличных от современных. На территории Сахаро-Аравийской области выделено 80 родов и 176 эволюционно-хронологических разновидностей ландшафтов.

4. Процесс хозяйственного освоения ландшафтов на ранних исторических этапах с присваивающими формами хозяйства имел дискретный ,характер и коррелировал с пространственно-временными изменениями увлажнения, определяющими возможности адаптации человека к ландшафтам. С развитием производящих форм хозяйства он становится непрерывным, но зависимость периодов расцвета материальных культур от колебаний увлажнения прослеживается вплоть до позднего средневековья. Направленность, возраст и потенциальные возможности хозяйственного использования территории, а также его последствия определяются разнообразием эволюционно-хронологических раз-

новидностей ландшафтов.

5. Антропогенно-трансформированные ландшафты характеризуются на разных исторических этапах различиями в спектре измененных ландшафтных компонентов. Древнейшими из них являются гаревые ландшафты, существующие с позднего палеолита; начиная с неолита вплоть до современности преобладают пастбищные, земледельческие богарные и ирригационные ландшафты; несколько позднее (в античности) началось развитие селитебных, дорожных и техногенных ландшафтных комплексов. Возраст антропогенно-трансформированных ландшафтов в пределах каждой из выделенных групп индивидуален для каждого района и зависит от хронологии исторических этапов возникновения тех или иных форм хозяйства. На территории Сахаро-Аравийской области древнейшими антропогенно-трансформированными ландшафтами, связанными с производящим хозяйством, можно считать ирригационные ландшафты оазисов восточной Сахары и побережья Персидского залива (7-9000 лет), но в большинстве районов формирование антропогенно-трансформированных ландшафтов охватывает интервал последних 3000-4500 лет.

6. Антропогенная трансформация ландшафтов Сахаро-Аравийс-кой области сопровождалась развитием в них широкого комплекса природно-антропогенных и антропогенных процессов деградации. Начиная с середины голоцена естественный тренд аридизации климата совпал с развитием процессов антропогенного опустынивания, вызванным уничтожением древесной растительности и перевыпасом. Формы, факторы и степень опустынивания менялись на разных этапах хозяйственного освоения ландшафтов. Во многих районах антропогенная деградация земель проявлялась задолго до установления современных условий увлажнения и формирования адекватных им зональных типов ландшафтов. Спектр природно-антропогенных процессов деградации ландшафтов зависит от типа климатических изменений и исторически доминирующих видов хозяйственного освоения территории.

7, Изменения ландшафтной структуры Сахаро-Аравийской области на современном этапе определяются тремя группами факторов. К ним относятся: глобальное потепление климата, способное изменить условия увлажнения и обуславливающее переход ландшафтов от квазиус-

тойчивого состояния к неустойчивому; региональная антропогенная деградация аридных и семиаридных ландшафтов и локальные изменения природной среды при реализации гидротехнических и мелиоративных суперпроектов. Наиболее обоснованными представляются, прогнозы увеличения степени аридности в субтропических ландшафтах Сахаро -Аравийской области при росте глобальной температуры, а также роста увлажнения в районах муссонной циркуляции. В то же время, ожидаемый рост летних осадков на юге Сахаро-Аравийской области может способствовать улучшению экологической обстановки в этом регионе только при условии снижения антропогенных нагрузок и,возможно, будет полностью компенсирован усилением тренда антропогенного опустынивания. Районирование территории на основе анализа развития ландшафтной структуры в-Гпрошлом и настоящем позволило выделить 21 район, различающийся по совокупности трендов природных и антропогенных изменений.

Пр теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Эволюция ландшафтов Аравийского полуострова в позднем плейстоцене и голоцене. //Вестник МГУ, сер.5, география , 1989, N1, деп. ВИНИТИ N 7107, 12с.

2. Климатическая и ландшафтная эволюция Сахаро-Аравийской области за последние 40 ООО лет. //Вестник МГУ, сер.5, география' , 1990, N 5, деп. ВИНИТИ N 4157, 48с.

3. История эволюции ландшафтов Сахаро-Аравийской области. -Вестник МГУ, сер.5, география , 1991, N3, с. 30-37 (в соавт. с

Е.В. Милановой)

4. Тренды развития ландшафтов Сахаро-Гобийского пустынного пояса. /Материалы VI Всесоюзной конференции Комплексное изучение и освоение пустынь СССР (Тез. докл.) - Ашхабад: ■ Ылым , 1991,

с.24-25 (в соавт. с Е.В. Милановой)

5. Основные тенденции эволюции ландшафтов Сахаро-Гобийского пустынного пояса. //Проблемы освоения пустынь , 1992, N5, с. 48-51 (в соавт. с Е.В. Милановой)

6. Landscape Evolution of the Sahara-Arabia Desert Area during the Late Pleistocene and Holocene. / Theses of the XIII INQUA Congress, Beijing, 1991, p. 221

7. The Sahara-Arabia Area: Landscape Evolution and Development./ Global Forum on Environmental & Development Education, session 11 (theses). New Delhi, 1993

8. Landscape Changes in the Saharo-Arabian Area during the Last Glacial Cycle. //Journal of Arid Environments , 1993, vol.12, pp.67-81