Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геоэкологический мониторинг современных степных ландшафтов Монголии

ВАК РФ 11.00.14, Географическая экология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологический мониторинг современных степных ландшафтов Монголии"

московский государственный университет им. млломоносова географический факультет

#

с*

О?'

На правах рукописи

Климанова Оксана Александровна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОВРЕМЕННЫХ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ МОНГОЛИИ

11.00.14 - географическая экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва —1998

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

Научный руководитель - доктор биологических наук, старший научный

сотрудник П.Д. Гунин

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Е.И. Панкова

кандидат географических наук, доцент Г.Н. Огуреева

Ведущая организация - Институт геоэкологии РАН

Защита состоится "/У « мая 1998 г. в 1722 на заседании физико-географического диссертационного совета Д-053.05.29 в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899 Москва, ГСП-3, Воробьевы горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, аудитория 1807.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова на 21 этаже.

Автореферат разослан " апреля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук ^'"Г / '' / И.А. Горбунова

jilii-j.i-.hhcb.— / '/

Общая характеристика работы Актуальность темы

Степные ландшафты умеренного пояса Евразии относятся к числу наиболее измененных человеком. Благодаря их высокой естественной продуктивности преобладающим является сельскохозяйственный тип использования. Длительное время освоения, экстенсивный тип использования, а также расположение отдельных частей ландшафтного ареала в различных природных условиях определяют региональную специфичность их ответных реакций при одинаковом антропогенном воздействии. Монгольские степи, расположенные в экотонных экстремальных условиях, представляют собой уникальный регион, где до сих пор сохранились слабо нарушенные природные геосистемы, которые в течение длительного времени развивались под влиянием в основном природных факторов. Учитывая их наибольшую уязвимость при хозяйственном использовании, для них особенно важен анализ последствий антропогенных воздействий па природную среду, установление порогов устойчивости геосистем и скорости восстановительных процессов. В связи с этим ландшафты степей нуждаются в разработке специальных региональных программ геоэкологического мониторинга и выработке его особых критериев с учетом специфики природных условий территории.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы является разработка комплексной программы геоэкологического мониторинга современных степных ландшафтов Монголии на основе всестороннего ландшафтного анализа территории и анализа исторического и современного опыта природопользования.

Геоэкологический мониторинг является частью многоуровенной системы глобального мониторинга изменений окружающей природной среды. Его концепция предполагает анализ природных и антропогенных факторов, оказавших влияние на формирование и современное состояние природной среды; оценку ее состояния и прогноз будущих изменений под влиянием антропогенной деятельности. Природные и антропогенные компоненты ландшафта рассматриваются при этом как равноправные элементы. Особое внимание при проведении мониторинга уделяется исследованиям биотических компонентов ландшафта (в первую очередь, почв и растительности), с одной стороны, как наиболее подверженных антропогенному влиянию, а с другой, как наиболее значимых для человека в условиях сельскохозяйственного землепользования.

В целях разработки комплексной программы геоэкологического мониторинга предусматривается решение следующих взаимосвязанных задач:

- изучение современной ландшафтной структуры территории и факторов ее формирования на региональном уровне;

- разработка методики оценки современного состояния степных ландшафтов и выявление степени их антропогенной трансформации;

- проведение геоэкологической оценки ландшафтов по степени их пригодности для различных видов хозяйственного использования (на примере богарного земледелия);

- изучение сукцессионных механизмов почвенно-растительного покрова в результате сельскохозяйственного воздействия;

- выявление индикаторов и параметров геоэкологического мониторинга на локальном уровне.

Объект и методы исследований

Объектом исследований в рамках данной работы являются современные ландшафты степной зоны Монголии. Они представлены полевыми, пастбищными, техногенными и селитебными модификациями и характеризуются разной степенью нарушенности природной среды. Монгольские степи располагаются в самом восточном секторе евразийский степей. Для них более, чем для других районов континента, характерно недостаточное увлажнение, криоаридный режим почв при очень низких зимних температурах, сильная подверженность эрозионным процессам и значительная неоднородность почвенно-растительного покрова.

Геоэкологический мониторинг современных степных ландшафтов Монголии осуществлялся на региональном и локальном уровнях. Анализ современной ландшафтной структуры Селенгинского аймака проводился па основе дешифрирования космических снимков масштаба 1:500 ООО в сочетании с полевыми маршрутными исследованиями в рамках Совместной Российско-Монгольской комплексной биологической экспедиции (СРМКБЭ), а также на основе анализа картографических, статистических и фондовых материалов на данную территорию. Инвентаризация природно-территориальных комплексов на тестовых участках "Бороо" и "Туменцогт" в масштабах, соответственно, 1:25 ООО и 1:200 ООО проводилась методом полевого ландшафтного картирования с применением аэрофотоснимков. При составлении ландшафтных карт и легенд использовались методические

разработки В.А.Николаева и др. При картографировании ландшафтной структуры территории и анализе антропогенной трансформации ландшафтов автор учитывал методические подходы, изложенные в трудах А.Г.Исаченко, А.М.Рябчикова, Ю.А.Исакова, Ф.Н.Милькова и др. Оценка современного состояния ландшафтов проводилась на основе критериев, выработанных в ходе полевых маршрутов на ключевом участке, а также с учетом методик, предложенных в ходе работы СРМКБЭ.

Выявление параметров мониторинга проводилось в ходе полевых исследований на тестовом участке флористическим методом и методом эколого-динамических рядов. Научная новизна, работы

В работе впервые разработана программа геоэкологического мониторинга современных степных ландшафтов Монголии. Такие разработки, учитывающие специфику территорий, располагающихся в экстремальных условиях Центральной Азии, до настоящего времени отсутствовали.

Методика геоэкологического мониторинга на локальном уровне для отдельных хозяйств (госхозов) и административных районов (сомонов) разработана на базе сомона Туменцогт. В результате исследований впервые составлены ландшафтная карта и карта эколого-динамического состояния растительности на данную территорию. Детально проанализированы сукцессионные процессы почвенно-растительного покрова в едином динамическом ряду трансформированных природно-территориальных комплексов: от пашен к практически неизмененным степным участкам.

Результатом проведенной работы также является выработка рекомендаций по проведению геоэкологического мониторинга в экстремальных природных условиях и экстенсивном ведении хозяйства. Выявлена специфика режимов наблюдений, выбора ключевых участков и параметров мониторинга.

Практическое значение и апробация работы

Предлагаемая программа мониторинга имеет унифицированный характер для семиаридных ландшафтов суббореального пояса восточного сектора степей, ориентируется на применение картографических, фондовых и статистических материалов и может быть использована как научная основа оптимизации природопользования в экстремальных природных условиях при экстенсивном ведении хозяйства. Некоторые выводы, полученные в ходе исследования, уже использованы в государственной программе "Эколого-биологическая оценка экосистем верхней части бассейна реки Селенги" (Минэкологии России, 1995).

Основные положения работы докладывались на международных конференциях "Глобальный мониторинг и Убсунурская котловина" (Кызыл, 1994), "Экосистемы Азии и их защита" (Улан-Батор, 1995), "Степи умеренного пояса в XXI столетии" (Пекин, 1996), X ландшафтной конференции (Москва, 1997).

Результаты диссертации опубликованы в 13 научных работах общим объемом около 3 печатных листов.

Объем и структура работы

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет страниц

машинописного текста и содержит $ рисунков. Список литературы включает 0 наименований на русском, английском и других языках.

Автор выражает благодарность за помощь в работе над диссертацией старшему научному сотруднику кафедры биогеографии географического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова к.г.н. И.М.Микляевой, ведущему научному сотруднику ИПЭЭ им.А.Н.Северцова д.г.н. Е.А.Востоковой, а также сотрудникам СРМБКЭ, принимавших участие в совместных полевых исследованиях в 1994г-1996 гг.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность разработки программы геоэкологического мониторинга для районов с экстремальными природными условиями, к которым относится и территория Монголия. Научной основой для такой программы может быть ландшафтный подход.

В главе 1 "Теоретические основы геоэкологического мониторинга степных ландшафтов" представлен обзор основных подходов и методов геоэкологического мониторинга и специфики их применения при изучении степных ландшафтов.

Современный этап взаимоотношений человека и биосферы прежде всего определяется усиливающимися масштабами антропогенных воздействий на природу, резким обострением уже существующих и появлением новых экологических проблем. Их анализ, оценка и прогноз тесно связаны с географией, так как действие этих проблем разворачивается в пределах географической оболочки. В связи с этим для исследования природной среды сегодня все чаще применяется интеграционный геоэкологический подход. В течение длительного времени использования на этой территории преобладало кочевое и отгонное скотоводство.

В отечественной географической науке сложилось, как мипимум, два понимания геоэкологии. Согласно одному из них это понятие является синонимом ландшафтной экологии. Такое направление имеет давнюю историю и экологические основы, заложенные учениями В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана, А.А.Григорьева о биосфере и географической оболочке, а также работами отечественных ландшафтоведов В.В.Докучаева, Л.С.Берга, С.В.Калесника, В.Б.Сочавы, А.Г.Исаченко и других. Основной методологической базой геоэкологических исследований служит системный подход, предназначенный для изучения ландшафтно-экологической структуры географического пространства.

Общий процесс гуманизации географии обусловил появление более широкого понимания геоэкологии. Его истоки лежат в трудах западных географов, и прежде всего Х.Берроуза, назвавшего географию "экологией человека". Методологической основой этого направления является представление о полиструктурности географического пространства: наряду с ландшафтной столь же равноправно существуют селитебная, транспортная, промышленная, социальная и иные структуры, при изучении которых может быть применен широко распространенный в географии системный подход. В рамках этого направления изучается вся географическая оболочка или даже более широкий объект, например, биосфера в целом. Нередко геоэкологию в таком понимании называют глобальной экологией или социоэкологией.

Геоэкологический мониторинг представляет собой региональную комплексную систему слежения, изучения, контроля и прогноза изменений пространственной и внутренней структуры, состояния, функционирования и развития ландшафтов в условиях антропогенного воздействия. Его основными объектами являются природно-аятропогенные и антропогенные геосистемы, в которых механизмы саморегуляции сочетаются (или заменяются) с механизмами управления человеком. При проведении исследований необходим учет пространственной дифференциации территории, выявление антропогенных и природных влияний на геосистему, повышенное внимание к изучению биотических компонентов ландшафта (Петров, 1995).

Характерные особенности геоэкологического мониторинга в пределах различных природных зон связаны со спецификой природных условий и антропогенного воздействия. Из общих природных особенностей степной зоны нужно отметить преобладание травянистой растительности (как естественной, так и сельскохозяйственных посевов), засушливость и неустойчивость

увлажнения. Степи являются одними из наиболее давно и интенсивно измененных человеком территорий. К типам антропогенных воздействий, преобладавших на разных этапах, можно отнести охоту, скотоводство и распашку, по-разному проявившиеся в географических частях ареала.

Все эти факторы необходимо учитывать и при геоэкологическом мониторинге монгольских степей. Но к числу специфических природных особенностей Монголии, имеющих значение для проведения мониторинга, относятся резко континентальный климат, значительные амплитуды абсолютных высот, широкое распространение многолетнемерзлых грунтов, преобладание поверхностных отложений, легкого механического состава, интенсивность ветроэрооионных процессов и заметное участие в рельефообразоваяии биогенных факторов. Сильная расчлененность рельефа обусловливает высокую пространственную изменчивость характеристик геосистем даже в близко расположенных районах. Все это делает ограниченным применение в степях Монголии традиционных показателей геоэкологического мониторинга.

В отличие от остальных районов степной зоны для территории Монголии характерна небольшая длительность интенсивного хозяйственного освоения и низкие показатели средней нагрузки на ландшафт. В течение длительного времени использования на этой территории преобладало кочевое и отгонное скотоводство. В последние десятилетия согласно программе освоения целинных земель, часть территории степной зоны была распахана, что привело к обострению экологической обстановке в ряде регионов восточноазиатского сектора степей. Возникла необходимость разработки специальной концепции природопользования для регионов с экстремальными природными условиями (Панкова, 1993; Гунин, Востокова, 1994; 1997). Сильно нарушенные участки природной среды в основном локализуются в центре страны. Из-за абсолютного преобладания в дорожной сети на территории Монголии дорог с грунтовым покрытием значительное воздействие на ландшафты оказывает дорожная дигрессия.

В условиях экстенсивного использования территории для степей Монголии особенно актуален мониторинг сельскохозяйственных земель, представляющих собой как природно-антропогенные (пастбищные), так и антропогенные (пахотные) модификации ландшафтов. Основными целями такой работы являются выработка оптимальной структуры использования пастбищных угодий с учетом естественного хода восстановления почвенно-

растительного покрова, определение наиболее выгодного набора сельскохозяйственных культур и типа севооборота, выявление очагов развития деградационных процессов на пастбищных и пахотных землях и установление особенностей их динамики. В условиях высокой ветровой активности и легкого механического состава почв, способствующих активизации эоловых процессов, деградация пашен и пастбищ может стать важной частью антропогенной составляющей процессов опустынивания в южной части степной зоны.

Значительная разреженность сети гидрометеорологических и агротехнических станций и сети биосферных полигонов, способных стать базой для геосистемных исследований, создает дополнительные сложности в организации мониторинга. На территории Монголии располагается всего два заповедника, которые имеют статус биосферных - Большой Гобийский и Богдо-Хан, и хотя последний формально расположен в пределах степной зоны, он представляет собой уникальный, а не репрезентативный ландшафт. Уже не одно десятилетие разрабатываются проекты создания в восточно-монгольских степях специального биосферного заповедника для сохранению их биологического разнообразия, который в перспективе может стать станцией для фонового мониторинга состояния геосистем.

Наиболее рациональным в проведении геоэкологического мониторинга в Монголии на современном этапе является широкое применение дистанционных методов в сочетании с маршрутными исследованиями. Основной задачей исследований становится инвентаризация геосистем, а также поиск экспресс-методов оценки их состояния и интегральных параметров наблюдений, которые могли бы легко фиксироваться при помощи дистанционных и наземных методов.

В главе 2 "Природные и природно-антропогеняые ландшафты степной зоны Монголии" рассматриваются природные и антропогенные предпосылки формирования степных ландшафтов Монголии, а также приводится геоэкологическая оценка природных условий страны для хозяйственного использования (на примере богарного земледелия).

Степная зона на территории Монголии образует клиновидную полосу, расширяющуюся к востоку (от 90° до 120° в.д.). На юге ее распространение ограничено 46° с.ш. Характерной чертой степей Монголии является их экотонное положение на стыке южно-сибирских, центрально-азиатских и прихингапских ландшафтов. Зональное расположение растительности осложнено большими абсолютными высотами и особенностями климата. На равнинах выделяют подзоны лугово-степных, умеренно-сухих, сухих и

опустыненных степей. Степные сообщества представлены типчаком (Festuca lenensis), тонконогом (Koeleria cristata), житняком (Agropyron cristatum) с примесью ковыля байкальского (Stipa balcalensis), осочки (Carex pediformis) и др. Согласно флористическому составу и сложению сообществ Монголии выделяются пять крупных ботанико-географических типов степной растительности: южносибирско-северомонгольский, восточномонгольско-даурекий, монгольский, восточноказахстанско-заладномонгольский и централышазиатский (Карамышева, 1981).

В степях преобладают почвы каштаново-черноземного ряда, также сильно различающиеся по свойствам в зависимости от гипсометрического положения. Наибольшим агроприродным потенциалом обладают черноземные почвы, которые приурочены к ландшафтам скалистых низкогорий, денудационно-аккумулятивных и древнеаллювиальных равнин с лесостепной растительностью. Для всех почв степной зоны Монголии характерно пониженное содержание влаги в профиле; наиболее благоприятная картина складывается в лугово-черноземных почвах древнеаллювиальных равнин. Все почвы на территории страны нуждаются в проведении агротехнических мероприятий по улучшению водно-физических свойств.

Ландшафты Монголии с характерным чередованием гор, покрытых лесостепью, и степных равнип способствовали развитию на большей части территории отгонного скотоводства горно-степного типа. На равнинах на востоке страны и в Гоби преобладало скотоводство с местными кочевками от колодца к колодцу в зависимости от агроклиматических условий сезона.

Скотоводство появилось па территории Монголии еще в бронзовом веке. Несмотря на былое обилие диких копытных (антилопа, лошадь, горный баран и сибирский козел), пастбищная дигрессия сухих степей началась только в последние столетия нашей эры. Это событие пришлось на современный вековой период повышенного увлажнения и совпало с развитием в стране товарного овцеводства (Динесман и др., 1989).

Земледелие не является привычным занятием для монголов. Определенную роль в этом сыграли как суровые природные условия, так и религиозные запреты. Исторически на территории страны земледелием занимались представители других народов, прежде всего китайцы. Расцвет земледельческого освоения Монголии пришелся на период ее вхождения в состав Китая. Земледелие было практически полностью орошаемым за счет вод крупных рвк и нередко собранных дождевых и снеговых вод. В Восточной Монголии, в пограничной с Россией полосе у рек Ульдзы и Онона, земледелие испытало сильное влияние русских.

Интенсивное освоение целинных земель в Монголии началось лишь в 60-е годы нашего столетия. Для современного земледелия страны характерно зерновое направление: выращивается яровая пшеница в системе трехпольного зернопарового севооборота. В начале 90-х годов на ее долю приходилось 75% всей площади посевов. Средняя урожайность яровой пшеницы по стране составляет 12 ц/га. Для улучшения кормовой базы животноводства до последнего времени возделывали зернофуражные культуры (ячмень, овес). В условиях Монголии они дают большие урожаи, чем пшеница. На легких по гранулометрическому составу почвах выращивают картофель и овощи: капусту, чеснок, лук, томаты, огурцы, но их доля в посевном клине до последнего времени была незначительна.

Промышленные предприятия и транспортные магистрали, оказывающие влияние на природную среду, на территории Монголии немногочисленны. Начиная с 50-х годов были построены железнодорожные магистрали Сухэ-Батор-Улан-Батор-Сайншанд и далее на Пекин, ветка от Транссибирской магистрали Забайкалъск-Чойбалсан, однопутные дороги между Дарханом и Эрдэнетом, Дарханом и Улан-Батором, Багануром и Налайхой. В период массовой индустриализации страны, пришедшейся на 70-е годы, в стране началась разработка полезных ископаемых. В 19731974 гг. был построен крупнейший в Зарубежной Азии медно-молибденовый горно-обогатительный комбинат в городе Эрдэнет, использующий для производства руду, добываемую открытым способом, и воду из рек Селенга и Эрдэнетийн-Гол. Промышленная разработка бурого угля сосредоточена у городов Налайха, Баганур, Чойбалсан, Шарын-Гол. Небольшие карьеры по добыче угля есть в Архангайском аймаке.

Геоэкологический мониторинг предусматривает оценку природных условий территории с точки зрения пригодности для различных отраслей хозяйства. Для Монголии такая оценка была сделана на примере богарного земледелия. Она проводилась на основе ландшафтно-экологического районирования страны (Экосистемы Монголии, 1995) с учетом природных лимитирующих факторов, распределения и состояния пашен и пастбищ. В работе были использованы черно-белые космофотопланы (масштаб 1:1 ООО ООО), карта антропогенной нарушенности экосистем, составленная в ходе работы СРМКБЭ (Ecosystems of Mongolia, 1995), а также карты Национального атласа Монголии (1990). По результатам комплексной геоэкологической оценки территории было проведено районирование Монголии по степени пригодности для ведения богарного земледелия (рис. 1, табл. 1).

Рис. 1. Степень пригодности территории Монголии для ведения богарного земледелия

АМ • Р1-2 - индексы единиц ландшвфтно-еетпотчесеоЬе ряйоНфовянии (по Е.А.ВОСТЕЖАЙОЙ, ПД ГуйМну. 1&вб)

Ствпвич пригодности

Границы единиц л*ндш«кфтно-»кологичёского раЙойирбМния

иш

районе«

ЕИЭ

непригодные

Территории

Таблица 1. Геоэкологическая оценка степени пригодности природных условий Монголии для ведения богарного земледелия

Степень пригодности Климатические ресурсы Средняя крутизна . склонов, ° Среднее содержание гумуса в почве, % Естественная продуктивность травянистых сообществ, т/га Урожай ность пашен, д/га

Сумма температур воздуха более 10°С,0 Влаго-обеспечен- н осгь, % Число дней с ветром со скоростью более 15 м/с, дни Среднемесячная температура января, °С Биоклпмати-ческий потенциал, баллы

V Высокая 1400-2300 30-80 5-15 -20-24 0,82-1,37 6-12 3,5-4,5 18-22 26

IV Средняя, местами высокая 1000-2000 30-80 Менее 10 -20-32 0,55-1,37 6-18

III Слабая 1400-2600 10-55 10-30 -20-24 0,55-1,10 Менее 12 2-5 15-18 15

II Очень слабая 2000-2600 10-30 Менее 10 Ниже -32 0,27-0,55 Менее 3 1-2 8-10 8-10

400-1400 55-100 10-20 -20-32 0,27-0,55 16-30 1-3,5

I Непригодные территории 2500-3000 и более Менее 10 20-50 Выше-16 Менее 0,27 3-12

400-1400 55-100 Менее 10 -20-32 Менее 0,27 Более 24 -

Составлено автором по: Национальный атлас МНР, 1990; Почвенный покров..., 1978; Базилевич, 1993.

К территориям, непригодным для богарного земледелия, относятся часть страны, расположенная южнее 46° с.ш. (Гоби и Гобийский Алтай), Котловина Больших Озер и северная часть страны, примыкающая к озеру Хубсугул. На территории Гоби и Гобийского Алтая лимитирующим фактором является недостаток влаги (осадки менее 100 мм). На остальной территории увлажнение достаточное, но теплообеспеченность мала.

Слабо пригодны для богарного земледелия районы Хангая (без восточных предгорий) и Убсунурская котловина. Основным фактором, ограничивающим развитие богарного земледелия в Убсунурской котловине и прилегающих районах, является дефицит влаги. Однако этот район характеризуется относительно высокой теплообеспеченностьк», что позволяет считать его перспективным для развития орошаемого земледелия. Богарное земледелие в горных районах Хангая лимитируется низкой тепло-обеспеченностью, сильной расчлененностью рельефа, маломощными почвами. В пределах этого района урожайность пшеницы составляет 8-10 ц/га, что ниже среднего по стране показателя.

Район со средней степенью пригодности для богарного земледелия расположен на территории Восточной Монголии и включает Сухэ-Баторский, Восточный аймаки и часть Хэнтэйского аймака. Основными лимитирующими факторами является высокая ветровая активность весной (средняя- годовая скорость ветра в Барун-Урте 4,6 м/с) и частая повторяемость ураганных, ветров, что способствует ускоренному развитию процессов дефляции и потере почвенного плодородия. При применении технологий почвозащитного земледелия богарные пашни в западной части района дают урожаи до 16 ц/га.

В центральной части страны расположены территории с высокой степенью пригодности для богарного земледелия. Этот обширный район дренируется Селенгой и ее притоками, и включающий в себя восточные предгорья Хангая, среднегорья бассейна Селенги, а также Орхон-Тольскую равнину. Наиболее пригодны для земледелия широкие степные долины Селенги и ее притоков. На территории Центрального и Селенгинского аймаков получают самые высокие урожаи в стране (до 2& ц/га), отличающиеся наибольшей повторяемостью. Однако длительный период использования привел к значительной деградации ландшафтов из-за несоблюдения почвозащитных технологий. Сейчас этот район нуждается в тщательной разработке концепции природопользования, основанной на ландшафтном анализе территории на региональном и локальном уровнях.

Наметившаяся в последнее время в Монголии тенденция к сокращению посевных площадей (в 1996 г. пахотные земли занимали 600 тыс. га, а в 1997 г. их площадь планировалось сократить до 340 тыс. га) позволяет считать проведенное районирование правильным. Практически полностью заброшены пашни на востоке и западе страны, и подавляющее большинство пахотных земель сосредоточено теперь в центре страны, на территории Селенгинского бассейна, характеризующегося наиболее высокой степенью пригодности для ведения богарного земледелия.

Для анализа процессов на пастбищах и пахотных землях в пределах зон со средней и высокой степенью пригодности были выбраны ключевые участки для локального мониторинга, где проходило изучение динамики почвенно-растительного покрова.

В главе 3 "Региональный геоэкологический . мониторинг степных ландшафтов Монголии" последовательно рассматриваются основные действия по осуществлению регионального геоэкологического мониторинга.

Проведение регионального геоэкологического мониторинга предполагает оценку современного состояния ландшафтов и выработку на ее основе программы оптимизации природопользования и стабилизации экологической обстановки в регионе. Для реализации поставленных задач были разработаны критерии и методы оценки состояния ландшафтов, находящихся в экстремальных природных, условиях, проведено их картографирование (масштаб 1:500 000).

В качестве тестового полигона была выбрана часть территории Селенгинского бассейна, расположенная в пределах Селенгинского аймака. Этот район характеризуется наиболее высокими показателями плотности населения, в нем сосредоточена значительная часть промышленного и сельскохозяйственного потенциала страны. К основным типам антропогенных воздействий в этом районе относятся выпас скота, распашка, сенокошение, воздействие пожаров и техногенное воздействие. Длительное влияние человека привело к тому, что практически на всей степной части территории бассейна первичные ландшафты заменены природно-антропогенными и антропогенными модификациями. В ходе работы был выполнен первый этап регионального геоэкологического мониторинга, включающий инвентаризацию ландшафтов и оценку их современного состояния.

В геоморфологическом отношении исследуемая территория представляет собой часть Орхон-Селенгинского низкогорья, отличительной

чертой которого является сочетание средневысотных и низких хребтов. Основные направления простирания хребтов - с северо-востока на юго-запад и субширотные — соответствуют тектоническим разломам. Межгорные понижения соотносятся с обширными грабенообразными депрессиями (Геоморфология Монгольской..., 1982). По климатическому районированию территория относится к районам с умеренно-влажным и умеренно-холодным летом и суровой зимой (Национальный атлас..., 1990). Преобладают умеренно-сухие и сухие степи и различные варианты высотного спектра (Карамышева, 1981). На равнинах основным типом почв являются темно-каштановые и каштановые почвы. Для гор характерны их горные варианты в сочетании с мерзлотно-таежными, дерново-таежными, горно-луговыми и горно-степными почвами (Почвенный покров.«, 1984).

В качестве универсального критерия оценки современного- состояния ландшафтов и происходящих в них изменений была использована растительность. Проведенные нами исследования свидетельствуют, что достоверные объективные и сопоставимые результаты для оценки состояния растительного покрова можно получить, применяя метод количественного соотношения биологических групп видов растений. В условиях изучаемого региона анализ необходимо проводить с учетом эдафических вариантов подзональной растительности. Выработка критериев состояния растительного покрова базировалась, в первую очередь, на данных флористического анализа травостоев. При пастбищном использовании территории стадии деградации устанавливались по соотношению видов растений, отличающихся по реакции на воздействие выпаса скота. На участках, подвергшихся воздействию распашки, - залежных землях - по соотношению биологических групп растений: одно-, двух- и многолетних, сегетальных сорняков и видов, свойственных степным сообществам, что соответствовало изменениям флористического состава и структуры залежей, кормового достоинства и полезной продукции.

Характер нарушения степных почв под воздействием хозяйственной деятельности также очень многообразен. Особенно сильно эти изменения заметны в агроландшафтах (Панкова, 1993; Современное состояние..., 1990). Оценка состояния почвенного покрова проводилась на основе сопоставления почвенных разрезов, заложенных на фоновых и нарушенных участках. При оценке состояния почвенного покрова отмечались признаки деградации почв: уменьшение мощности гумусового горизонта, увеличение опесчаненности и щебнистости, появление на поверхности дашни карбонатного горизонта, наличие форм дефляции и водной эрозии.

Непосредственно на характер и степень деградации почвенного покрова указывают изменения физико-химических показателей почвы. Достаточно надежным показателем негативного влияния на почвенный покров является уменьшение содержания гумуса в верхних гумусовых горизонтах, тесно связанное с сокращением проективного покрытия растительности и поступления органического вещества в почву.

Интегральная оценка современного состояния ландшафтов проводилась с учетом того, что разные компоненты ландшафта не только по-разному восприимчивы к определенным нарушениям, но и восстанавливаются с различной скоростью. Наиболее нарушенными считались ландшафты, где изменения затронули и литогенную основу - в изученном районе к таким были отнесены участки с эрозионно-аккумулятивным рельефом (котловины выдувания, песчаная рябь и барханы). При интегральной оценке было выявлено пять степеней антропогенной нарушенности степных ландшафтов (от очень слабой до очень сильной).

Маршрутные исследования охватившие ряд от горных луговых до сухих и опустыненных степей, показали, что в настоящее время они представляют собой сложное сочетание различно нарушенных участков. В целом доминируют умеренно и сильно нарушенные экосистемы, а вблизи населенных пунктов - очень сильно нарушенные, представленные уже вторичными сообществами с господством сорных и ядовитых видов растений {Urtica cannabina, Stellera chamaejasme и др.). Только по границам между аймаками были встречены почти не измененные степные экосистемы.

При инвентаризации ландшафтов в особую категорию были выделены антропогенные ландшафты, включающие территории, занятые населенными пунктами, горно-промышленными разработками, а также агроландшафты.

Более детальное рассмотрение динамики почвенного покрова в агроландшафтах проводилось в долине реки Бороо-Гол в зоне типичных степей. Под распашку на исследуемой территории используются темно-каштановые и лугово-каштановые почвы. Пашни представлены как возделываемыми в настоящее время, так и залежными землями. Распахана большая часть древнеаллювиальной террасы реки, а также частично правый и левый борта долины. Материнские породы представлены маломощными, преимущественно делювиальными суглинками, местами карбонатными. В долине - аллювиальные отложения более легкого механического состава.

Наиболее деградированными из исследованных почв являются темно-каштановые супесчаные почвы правого борта долины, сложенного песчаным элювием коренных пород» В отличие от почв левого склона, для них характерно отсутствие карбонатности и более низкие значения рН. В темно-каштановых супесчаных почвах отмечено пониженное содержание гумуса (меньше 1%), потери которого составляют от 32 до 40%. Вынос гумуса осуществляется за счет эоловых процессов, очень активных на почвах легкого механического состава, на. полях отмечены очаги развевания. В верхних горизонтах пахотных почв заметно увеличилось количество мелкого песка и средней пыли, уменьшилось содержание мелкой пыли.

Проведенный анализ показал, что деградационные процессы идут тем интенсивнее, чем меньше мощность гумусового горизонта и. содержание гумуса, а также легче механический состав почв. Так, в пределах древнеаллювиальной равнины наиболее устойчивыми к распашке оказались лугово-каштановые почвы, а максимальной деградации подверглись каштаново-луговые супесчаные почвы, где потери гумуса составили 46%, и в верхнем горизонте заметно увеличилась доля мелкого песка.

Процессы, ведущие к потере почвенного плодородия имеют выраженную пространственную дифференциацию, В почвах западного борта долины, сформировавшихся на песчаном элювии коренных пород наиболее интенсивны процессы эолового выноса, для пашен левого борта на делювиальных суглинках более характерны водно-эрозионные процессы. Из-за остаточной карбонатности, присущей этим почвам, после распашки количество карбонатов в верхних горизонтах нередко увеличивается, что вызывает неоднородность в окраске поверхности пашни.

В главе 4 "Геоэкологический мониторинг степных агроландшафтов на локальном уровне" обсуждаются основные вопросы локального геоэкологического мониторинга.

В ходе локального геоэкологического мониторинга вырабатываются параметры, способные дать объективную характеристику состояния компонентов ландшафта и их реакции на антропогенное влияние разной длительности. При исследовании на ключевых участках анализируются изменения, произошедшие в результате воздействия, а также ход восстановительных процессов после снятия антропогенного пресса. В качестве ключевого участка нами была выбрана территория сомона Туменцогт, расположенного в западной части Восточно-Монгольской равнины, в подзоне

сухих степей, где в течение 10 лет до 1995 г. действовал степной стационар СРМКБЭ. Наши исследования охватили пространственный ряд экосистем, подвергшихся различным по интенсивности и видам антропогенным воздействиям.

Проведенное ландшафтное картографирование территории позволило, выявить здесь три типа ландшафтов: возрожденных низкогорий на гранитоидах, денудационных низкогорий и мелкосопочников на базальтах и межсопочных понижений. Элювиальные ландшафты возрожденных низкогорий занимают самую высокую западную часть территории и приурочены к высотам 1200-1400 м. Доминантным типом урочищ являются слаборасчлененные округловершинные низкогорья с петрофитно-злаково-разнотравными степями на горных темно-каштановых почвах. Трансэлювиальные ландшафты денудационных низкогорий и мелкосопочников располагаются на высотах 1000-1200 м и образуют второй высотный уровень. Доминантными являются урочища возвышенных увалисто-мелкосопочных среднерасчлененных равнин с богато-разнотравно-пижмово-ковыльными степями и сшгьнорасчлененных равнин со злаково-петрофитными степями на темно-каштановых почвах. Переходными к гидроморфным ландшафтам речной долины Керулена служат аккумулятивные ландшафты межсопочных понижений (900—1000 м) на песчаниково-алевролитовой толще. Наибольшие площади заняты уплощенными, местами грядово-волнистыми, караганово-полынно-вострецовыми степями на темно-каштановых, местами солонцеватых почвах.

Как и для большей части Монголии, для территории сомона Тумэнцогт характерны экстенсивный тип ведения сельского хозяйства и незначительная в сравнении с остальными районами степной зоны Евразии продолжительность сельскохозяйственного освоения.

Для оценки современного состояния растительности закладывалось не менее 10 пробных площадей на каждой хозяйственной категории земель в сходных ландшафтно-экологических условиях: на пастбищах, различающихся по степени воздействия выпаса скота, на пашнях и одновозрастных массивах залежей. Размер пробной площади на пастбищах составляет 100 м2, на пашнях и залежах площадь увеличивается до 200 м2 из-за редкой встречаемости многих видов, которые могут быть показателями экологических условий, антропогенной нагрузки или динамических процессов. Для оценки состояния почвенного покрова на залежных землях на

них и на фоновых участках закладывалось по одному разрезу глубиной 80100 см (до плотной породы), а также три-четыре прикопки. К фоновым относили целинные участки, не подвергавшиеся распашке, а также значительным воздействиям выпаса скота. На пастбищах закладывались один почвенный разрез и три-четыре прикопки.

При оценке воздействия пастбищной нагрузки было установлено пять индикаторных групп растений, различно относящихся к влиянию выпаса скота: А - с отрицательной реакцией, с максимальным постоянством при отсутствии выпаса (18 видов, в т.ч. Thesium refractum, Filifolium sibiricum, Stipa grandis); Б - с положительной реакцией, с максимальным постоянством при интенсивной пастбищной нагрузке (6 видов, в т.ч. Heteropappus biennis, Salsola monoptera);

В - с высоким постоянством видов при любой пастбищной нагрузке, кроме сильной (6 видов, в т.ч. Cymbaria davurica, Astragalus tenuis, Medicago ruthenicay,

Г - с высоким постоянством, видов при средней нагрузке (5 видов, в т.ч. Veronica lactea, Artemisia palustris);

Д - объединяющая виды, безразлично относящиеся к воздействию выпаса скота; на изолированных участках их постоянство несколько снижается (9 видов, в т.ч. Leymus chinensis, Artemisia frigida, Carex duriuscula).

Представленность видов каждой индикаторной группы и их количественное соотношение в конкретных описаниях служило критерием оценки состояния экосистем.

Ассоциации, свойственные одному типу местообитания в пределах ландшафта, выстраивались в дигрессионные ряды по формальному признаку — изменению величины суммарного постоянства в индикаторных группах. Основными проявлениями этих изменений были: уменьшение суммарного постоянства видов с отрицательной реакцией на воздействие выпаса и сенокошения (группа А) и на сильное воздействие пастьбы (В), с одной стороны, и возрастание суммарного постоянства видов с положительной реакцией на пастьбу (Б) и с высоким постоянством при среднем по интенсивности воздействии (Г), с другой. К одной стадии отнесены субассоциации с близкими значениями алгебраической суммы постоянств

видов в этих группах. Скачок суммарных значений постоянства служил критерием перехода сообществ на следующую стадию.

При оценке эколого-динамического состояния степной растительности предполагалось, что экосистемы расположенные в сходных ландшафтных условиях представляют собой стадии разной степени деградации одного и того же динамического ряда экосистем (рис. 2). Было выявлено три эколого-динамических ряда степных сообществ, характеризующихся четырьмя основными стадиями деградации (I - практически без воздействия, П -слабого, III - среднего, IV — сильного воздействия^ и тремя, переходными стадиями, которые образованы субассоциациями typicum, объединяющими флористически обедненные фитоценозы. В исследуемом районе наиболее распространены сообщества, отнесенные ко II стадии пастбищной дигрессии; сообщества IV стадии занимают небольшую площадь и приурочены к местам постоянных или временных стоянок или к колодцам..

В отдельную группу Е выделены виды, которые являются индикаторами залежных земель. В нее входят 8 видов, в т.ч. Fallopia convolvulus, Linaria acutiloba, Potentilla bifurca. При изучении восстановительных процессов на залежах было установлено три стадии демутационного ряда: бурьянистая (I), рыхлодерновинная (П) и плотнодерновинная (Ш).

Результаты, полученные при исследовании процессов восстановления почвенного покрова на залежных землях, соответствуют ходу восстановления экосистем, отмеченному по состоянию растительности. В качестве универсальных показателей деградации залежных земель были выбраны содержание мелкозема (частиц размером менее 0,01 мм) и гумуса.

Поверхность почв на молодых одно- и трехлетних залежах более светлая, чем на фоновых землях, покрыта крупным щебнем и дресвой. Более светлая окраска связана с меньшей влажностью верхних горизонтов залежных почв, так как с их открытой поверхности испаряется больше влаги, чем с задернованных участков. Верхняя часть пахотного горизонта практически бесструктурна, на средневозрастных залежах структура почвы только начинает формироваться. Нижняя часть пахотного горизонта у молодых залежей более темно окрашена и заметно уплотнена. В верхних горизонтах содержание гумуса характеризуется как очень низкое. Восстановление гумуса на залежных землях происходит медленно: через семь лет после распашки гумус восстанавливает свое содержание лишь наполовину, а для полного восстановления необходимо не менее 20-30 лет.

Рис. 2. Эколого-динамическое состояние растительности степных ландшафтов сомона Туменцогт (фрагмент)

В профиле почвы па молодых залежных землях преобладающей по механическому составу фракцией является физический песок; среди песчаных фракций преобладает мелкая и крупная пыль; содержание ила незначительно. По сравнению с фоновыми разрезами на залежах содержание мелкозема, как правило, меньшее, и его полного восстановления не происходит даже за 20 лет. На молодых залежах потери мелкозема достигают тргти от фоновых значений, что связано с его активным эоловым выносом из верхних горизонтов сразу после распашки. Общей тенденцией характерной для почв всех залежей является уменьшение содержания фракции крупного песка и увеличение пылеватой фракции в соответствии с увеличением возраста залежей.

В заключении изложены основные выводы работы:

1. Степи Монголии, расположенные в восточном секторе степной боны Евразии, относятся к регионам с экстремальными природными условиями. Основными природными особенностями, важными для. проведения мониторинга па данной территории, являются резко континентальный климат, значительные амплитуды абсолютных высот, криоаридный режим почв, преобладание поверхностных отложений легкого механического состава, повышенная активность эолового и биогенного рельефообразовапия. Они определяют высокую пространственную и временную изменчивость характеристик геосистем. Проведенные исследования показали целесообразность учета специфики территории при мониторинге на всех уровнях.

Легенда

Дигрессионно-демутационные ряды степных ландшафтов

Стадии I 1-П II И-Ш III Ш-1У IV

Ряды 1 2,3

и ^-------^нга

ш ^------------------^ЗЗЗЬ-Й*

Демутацпонные рады природных и природно-антропогеяных ландшафтов

Стадии О I II III

Ряд 10 11,12,13 14 15Л6.17 I'

1-17 - номера субассоциаций.

Пастбищные субассоциации: 1 - Filifolietum sibiríci thesietosum reprachti, 1 - F. s. typicum, 3 -Plilotrichietum tepuifolii typicum, 4 - Limonietum bicolori schisonopetosum multifidae, 5 - L. b. typicum, 6 -Caraganetum stenophyllae galktosum veri, 7 - C. s. typicum, 8 - Salsoletum monopterae typicum, 9 - S. m. lapputetosum redowskii. Пашня: 10 - Triticum aestivi saholetosvm caliinii. Залежные субассоциации: 11 -Artemisietum macrocephali typicum, 12 - A. m. axyrietosum amaranthoidii, 13 - A. m. thalictretosum squanosii, 14 - Saposhnicovietum divaricatí artemisietosum dracunculi, 15 - Stipietum Krylori koelerietosum macranthae, 16 - S. K. potentillietosum tanacetifoliae, 17 - S. K. potentillietosum strigosae.

2. По сравнению с другими территориями степной зоны Евразии монгольские степи испытали меньшее по интенсивности антропогенное воздействие. Это подтверждаете» отсутствием в Монголии исторически сложившихся традиций земледелия. Скотоводство до сих пор имеет экстенсивный характер, и его максимальное влияние проявляется локально. Участки техногенной нарушеппости имеют слабое распространение. Согласно геоэкологической оценке степени пригодности природных условий для ведения богарного земледелия, почти вся территория страны относится к зоне рискованного земледелия.

3. Региональный геоэкологический мониторинг степных ландшафтов проводился на примере Селенгинского аймака. На этом этапе исследований была осуществлена инвентаризация ландшафтов и оценка их современного состояния при помощи экспресс-методов. Большая часть изученной территории занята умеренно- и сильноизмененными ландшафтами. Наиболее нарушенные участки расположены у населенных пунктов, юртовых стоянок, скотопрогонов и характеризуются образованием эоловых форм рельефа. Широко распространенные на данной территории агроландшафты характеризуются активным и повсеместным развитием деградационных процессов, имеющих выраженную пространственную дифференциацию.

4. Локальный геоэкологический мониторинг проводился на базе сомона Туменцогт в Восточной Монголии. Было установлено, что оптимальным параметром мониторинга является постоянство видов растений, различающихся реакцией на конкретные виды воздействий, приводящих- к изменениям растительного покрова или экологических условий. При пастбищном использовании территории стадии деградации устанавливались по соотношению видов растений, отличающихся по реакции на выпас скота; на участках, подвергшихся воздействию распашки, - по соотношению биологических групп растений. Этот подход может широко применяться для оценки состояния разных типов экосистем, позволяет выявить направленность происходящих процессов и достаточно дробно выделить сукцессионные стадии.

б. Общей чертой геоэкологического мониторинга агроландшафтов Монголии является необходимость его проведения на залежных, пахотных и фоновых участках. Последствия распашки могут быть оценены при анализе процессов, происходящих па разновременных залежах, расположенных в сходных ландшафтно-экологических условиях. Основные параметры

мониторинга почвенного покрова агроландшафтов - соотношение содержания гумуса и мелкозема на фоновых и залежных участках. Учитывая криоаридный режим почв, дополнительные исследования необходимо осуществлять весной в период максимальной активизации ветроэрозионных процессов.

6. В экстремальных природных условиях и при непродолжительном сельскохозяйственном освоении территории степные ландшафты, испытывающие различные виды антропогенного воздействия, образуют единый ряд геосистем, различающихся по степени сформированное™ растительного сообщества и деградации поч&. Степень сформированное™ растительного сообщества оценивается по соотношению группы многолетних и группы одно- и двухлетних растений. Его минимальная величина отмечена на пашнях, максимальная — на слабодеградированных пастбищах.

7. В целях оптимизации природопользования и восстановления нарушенных участков в условиях степной зоны Монголии рекомендуется отказаться от распашки под пар в предзимний период; после распашки в летний сезон следует проводить посев многолетних трав. На трех.-пятилетних залежных землях для ускорения процессов восстановления растительного покрова возможно проведение специальных палов с соблюдением мер безопасности.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Local Geo-ecological Monitoring of the Regions with Dry-Land Farming // International Conference "Asian Ecosystems and Their Protection". Collection of abstarcts. Ulaanbaatar, 1995, p. 74.

2. The Impact of Grazing on Vegetation Cover of Low Mountains in Eastern Mongolia // там же, p. 75 (в соавт. с И.М.Микляевой).

3. Пастбищная дигрессия степей Восточной Монголии // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Серия биология. 1996, т.101, вып.1, с.88-94 (в соавт. с И.М.Микляевой).

4. Геоэкологический мониторинг зоны рискованного земледелия в Монголии // Глобальный мониторинг и Убсунурская котловина. Труды IV междун. симпозиума по результатам Междун. программы биосферного мониторинга "Эксперимент Убсу-Нур". М.: Интеллект, 1996, с.77-81 (в соавт. с Е.В.Глушко, И.М.Микляевой).

5. Земледелие в Монголии // Газета "География". 1996, №25, с.10-11.

6- Geoecological Monitoring for Sustainable Development of Agropastoral Ecosystems: the Case of Mongolia // International Conference "Temperate Grasslands for the 21st Century". Abstract Collection. Beijing, 1996, p.58.

7. Восстановительная динамика почвенного покрова в агроландшафтах Монголии // Сборник тезисов докладов по материалам Меясдун. конференции студентов и аспирантов по фундамент, наукам "Ломоносов-97". Секция "География". М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997, с.51-52.

8. Специфика геоэкологического мониторинга природных и природно-антропогенных экосистем восточно-азиатского сектора степей (на примере Восточной Монголии) // Аридные экосистемы. 1997, т.2, №4 (в соавт. с П.Д.Гуниным, И.М.Микляевой).

9. Региональный геоэкологический мониторинг степных сельскохозяйственных ландшафтов Монголии // Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов. Тезисы докладов X ландшафтной конференции. СПб: РГО, 1997, с.224-226.

10.Comparative Analysis of Anthropogenic Dynamics of Steppe Vegetation in Mongolian Plateau // International Symposium on Grassland Management in the Mongolian Plateau. Huhhot, China, 1997, p.30-31 (в соавт. с И.М.Микляевой).

11.Мониторинг природного разнообразия степей Восточной Монголии // Степи Евразии: сохранение природного разнообразия и мониторинг состояния экосистем. Материалы междун. симпозиума. Оренбург: Институт степи УрО РАН, 1997, с.20.

12.Indicators of Anthropogenic Digression of Ecosystems in Mongolian Plateau // 9th International Symposium on Bioindicators. Serdang, Selangor, Malaysia, 1997, p.41-42 (в соавт. с И.М.Микляевой).

13.Geoecological Monitoring of Degradation and Restoration Processes of Vegetation and Soil Cover of the Eastern Asian Sector of Steppes and Deserts // 2nd LUTEA Workshop. Abstracts. Beijing, China, 1998, p.29-32 (в соавт. с П.Д.Гуниным, И.М.Микляевой).

Подписано в печать 9.04.1998. Объем 1 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 371 Отпечатано в ТОО "Потатор". Москва, ул.Палиха, 2а.