Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Криоэкологическая напряженность ландшафтов Лено-Амгинского междуречья

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Свинобоев, Альберт Николаевич

Введение.

Глава 1. Характеристика мерзлотных ландшафтов Лено-Амгинского междуречья.

1.1. Физико-географические условия развития ландшафтов

1.2. Физико-географическое районирование.

1.3. Типы местности.

Глава 2. Криоэкологическое состояние мерзлотных ландшафтов

Лено-Амгинского междуречья.

Глава 3. Изменчивость климата и криоэкологическая напряженность ландшафтов во времени.

3.1. Пространственная изменчивость трендов температуры ■ "v>, воздуха в Якутии".ч.

3.2. Цикличность температуры воздуха на Лено-Амгинском междуречье.

3.3. Прогноз влияния изменения климата на развитие мерзлотных ландшафтов.

Глава 4. Особенности изменчивости ландшафтов по дендрохронологическим данным и криоэкологическая напряженность.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Криоэкологическая напряженность ландшафтов Лено-Амгинского междуречья"

Актуальность работы. На современном этапе развития общества наблюдается некоторое обострение противоречий между человеком и природой. На фоне антропогенизации природной среды изменения климата безусловно вызовут существенную перестройку ландшафтной сферы Земли. Как известно, климат предопределяет разнообразие и характер динамики ландшафтов. Вследствие повышенной чувствительности мерзлотных ландшафтов к внешним воздействиям в изучении реакции ландшафтов не последняя роль принадлежит познанию современной динамики климата и ландшафтов.

На территории Лено-Амгинского междуречья в условиях резко континентального климата и наличия многолетней мерзлоты особую актуальность приобретает исследование изменчивости мерзлотных ландшафтов для разработки мероприятий по охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

В исследовании динамики ландшафтов особое место принадлежит определению критических условий развития. В мерзлотно-климатическом аспекте это выражается в формировании криоэкологической напряженности.

Цель и задачи работы. Основной целью исследования является выявление особенностей формирования криоэкологической напряженности ландшафтов Лено-Амгинского междуречья для определения тенденции развития природной среды и разработки мероприятий природоохранного характера.

Это предопределило постановку и решение следующих задач:

- изучить особенности возникновения и развития криоэкологической напряженности ландшафтов;

- рассмотреть изменчивость криоэкологической напряженности ландшафтов в зависимости от климатических и геокриологических характеристик;

- исследовать современную изменчивость мерзлотных ландшафтов посредством изучения индекса радиального прироста древесных колец для определения тенденции развития природной среды.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования выбрана территория Лено-Амгинского междуречья, наиболее освоенная и густонаселенная часть Якутии. На выбор объекта исследований повлияло то, на что данной территории, по сравнению с другими регионами Якутии, активизация криогенных процессов в последнее время идет достаточно быстрыми темпами. Выполнению исследований способствовало разнообразие природных ландшафтов данной территории, изученность которой также сыграло свою роль.

Предметом исследования является криоэкологическое состояние ландшафтов Лено-Амгинского междуречья.

Исходные материалы и методика исследования. В основу диссертации положен материал, полученный автором в процессе полевых работ, проведенных в 1995-1999 годах на мониторинговых полигонах Института мерзлотоведения СО РАН. Использованы также данные Гидрометеослужбы (Справочник по климату СССР, 1967; Справочник по климату СССР, 1972, 1973, 1975, 1989), фондовые материалы Института мерзлотоведения СО РАН и литературные источники.

В решении поставленных задач применялись маршрутные наземные наблюдения, данные гидрометеорологических станций, а также камеральное обобщение материалов этих наблюдений, включая их статистическую обработку. Индекс прироста древесных колец определялась по методике Т.Т. Битвинскаса (1974).

Научная новизна исследований.

- проведена оценка криоэкологической напряженности ландшафтов; выявлена 10-12-летняя периодичность возникновения напряженности ландшафтов и обострение криоэкологической ситуации с каждым циклом.

- для территории Якутии определены районы с различными значениями трендов температуры воздуха и выявлены регионы с наиболее опасной криоэкологической ситуацией;

- выявлена одинаковая направленность изменчивости индекса прироста колец деревьев с различными элементами климатического и геокриологического характера для разных районов Лено-Амгинского междуречья.

Защищаемые положения.

1. Криоэкологическая напряженность ландшафта есть динамическое состояние взаимодействующих элементов геосистем, обусловленное абсолютными значениями и многолетней изменчивостью (трендами) температуры приземного слоя воздуха и атмосферных осадков, криогенным строением и льдистостью подстилающих горных пород, а также теплофизическими свойствами наземных покровов. Оценку криоэкологической напряженности ландшафтов на региональном уровне можно осуществить посредством анализа данных наблюдений на опорных метеорологических станциях и полигонах за период не менее 25-30 лет.

2. Криоэкологическая напряженность ландшафтов неоднородна во времени и пространстве. Она характеризуется определенной цикличностью, обусловленной многолетними и вековыми флуктуациями количества тепла и влаги, поступающих к земной поверхности. За 19311994 гг. на территории Центральной Якутии выявлено три полных цикла изменения термодинамического состояния ландшафтов со средней продолжительностью от 10 до 12 лет. В настоящее время в связи с общим потеплением климата отмечается нарастание напряженности, связанное с увеличением глубины сезонного протаивания грунтов и возможностью катастрофически быстрого развития термокарстовых процессов.

3. При отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений многолетняя изменчивость криоэкологической напряженности ландшафтов может быть оценена не только в границах ландшафтных районов и округов, но и на уровне групп фаций. Использование индекса радиального годового прироста модельных деревьев позволяет установить тенденции современного развития криогенных ландшафтов Лено-Амгинского междуречья.

Практическое значение работы. Результаты выполненных исследований могут быть использованы для разработки природоохранных мероприятий и дальнейшего целенаправленного изучения ландшафтов Центральной Якутии. Учет криоэкологической напряженности ландшафтов позволит рационально проводить хозяйственное освоение территории в целях предотвращения, предотвращая развитие или уменьшая воздействие негативных криогенных процессов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Общий объем составляет 140 страниц машинописного текста, включая 31 рисунок, 7 таблиц и 102 наименования использованной литературы.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Свинобоев, Альберт Николаевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Криоэкологическая напряженность определяется динамическим состоянием взаимодействующих компонентов геосистем, обусловленным абсолютными значениями и многолетней изменчивостью температуры приземного слоя воздуха и атмосферных осадков, криогенным строением и льдистостью подстилающих горных пород, а также теплофизическими свойствами наземных покровов. На территории Лено-Амгинского междуречья за период 1951-1994 гг. выявлена 10-12-летняя периодичность возникновения криоэкологической напряженности ландшафтов. Отмечается обострение криоэкологической ситуации с каждым последующим циклом.

2. Криоэкологическая напряженность ландшафтов неоднородна как во времени, так и в пространстве. Это связано, в первую очередь, с ритмикой изменения температуры воздуха. Тренды температуры воздуха на территории Якутии, в том числе и на Лено-Амгинском междуречье, неоднозначны. Имеются районы как с положительными, так и с отрицательными трендами температуры приземного слоя, которые определяются как зоны с различными темпами обострения криоэкологической ситуации.

В ритмике средней годовой температуры воздуха за 1951-1994 гг. на изучаемой территории наблюдается резкий скачок в сторону ее повышения и увеличение продолжительности положительной фазы в течение каждого цикла (4, 5, 7 и 12 лет соответственно) в то время как продолжительность отрицательной фазы уменьшается. Это является одним из основных факторов обострения криоэкологической ситуации в последние 20-30 лет.

3. Межгодовая изменчивость радиального прироста колец и коэффициент криоэкологической напряженности для наиболее типичных ландшафтов Лено-Амгинского междуречья - межаласий с сильнольдистыми озерно-аллювиальными отложениями, с лиственничниками брусничными - имеет достаточно сильные корреляционные связи (до 0,61-0,67 при N=44). Поэтому при отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений многолетняя изменчивость криоэкологической напряженность для таких ландшафтов может быть оценена косвенным методом - индексом радиального прироста колец.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Свинобоев, Альберт Николаевич, Иркутск

1. Аболин Р.И. Геоботанические и почвенные описания Лено-Вилюйской равнины. Л., 1929. - 272 с.

2. Адаменко В.Н., Масанова М.Д., Четвериков А.Ф. Индикация изменений климата. Методы анализа и интерпретации. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. -111с.

3. Алексеев М.Н. Антропоген Восточной Азии. М.: Наука, 1978. - 207 с. Анисимов О.А., Нельсон Ф.Е. Зональность криолитозоны России в условиях антропогенного изменения климата // Метеорология и гидрология. - 1993. - №10. - С.87-93.

4. Арманд А.Д. Устойчивость (гомеостатичность) географических систем к различным типам внешних воздействий // Устойчивость геосистем. М.: Наука, 1983. - С.14-32.

5. Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. М.: ГУГК, 1989. - 115 с. Балобаев В.Т. Глобальные изменения климата Земли и мерзлота // Наука и образование. - 1997. - № 2 (6). - С.82-90.

6. Бискэ С.Ф. Об условиях образования отложений четвертичных террас долины р. Лены между п. Покровск и Жиганск // Четвертичная геология Северо-Востока СССР. Новосибирск, 1964. - Вып.8. - С.5-40. (Труды ИГ и ГСО АН СССР).

7. Битвинскас Т.Т. Динамика прироста насаждений и возможности ее прогнозирования. Докл. ТСХА, 1964. - Вып.99. - С.497-503. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 172 с.

8. Босиков Н.П. Аласность Центральной Якутии // Геокриологические условия в горах и на равнинах Азии. Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1978. -СЛ13-118.

9. Босиков Н.П., Васильев И.С., Федоров А.Н. Мерзлотные ландшафты освоения Лено-Алданского междуречья. Якутск, 1985. - 124 с. Босиков Н.П. Эволюция аласов Центральной Якутии. - Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1991.- 128 с.

10. Ваганов Е.А., Шапкин А.В., И.В. Сидерская, Л.Г. Высоцкая. Гистометрический анализ роста древесных растений. Новосибирск: Наука, 1985.- 101 с.

11. Ваганов Е.А., Шапкин А.В. Рост и структура годичных хвойных. -Новосибирск: Наука, 2000. 227 с.

12. Варламов С.М., Ким Е.С., Хан Е.Х. Современные изменения температуры в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке России // Метеорология и гидрология. 1998. -№1. - С. 19-28.

13. Васильев И.С. Реакция термического режима почвогрунтов Якутии на современные изменения климата // Проблемы геокриологии. Якутск: Изд-во СО РАН, 1998. - С.40-45.

14. Влияние климата на мерзлотные ландшафты Центральной Якутии / Гаврилова М.К., Федоров А.Н., Варламов С.П. и др. Якутск: Институт мерзлотоведения СО РАН - ассоциированный член изд-ва СО РАН, 1996. -152 с.

15. Гаврилова М.К. Микроклимат и тепловой режим озера Тюнгюлю // Вопросы географии Якутии. Якутск, 1969. - Вып.5. - С.57-72. Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии. Изд.2-е. - Якутск, 1973. -120 с.

16. Гаврилова М.К. Предполагаемые изменения климата и возможная динамика вечной мерзлоты // Метеорология и климатология. 1984. - №7. -С.114-116.

17. Гаврилова М.К. Влияние глобальных изменений климата на криолитозону // Рациональное природопользование в криолитозоне. М.: Наука, 1992а. -С.4-8.

18. Геоморфология Восточной Якутии / Русанов Б.С., Бороденкова З.Ф., Гончаров В.Ф. и др. Якутск, 1967. - 376 с.

19. Гоголева П.А., Кононов К.Е., Миркин Б.М., Миронова С.И. Синтаксономия симфитосоциология растительности аласов Центральной Якутии. -Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1987. 176 с.

20. Голицын П.С. Парниковый эффект и изменения климата // Природа. 1990. - №7.-С. 17-24.

21. Граве H.A. принципы оценки чувствительности поверхности к техногенным воздействиям (на примере территории Якутии) // Охрана природы Якутии. Якутск, 1979. - С.91-94.

22. Гравис Г.Ф., Иванов М.С. Подземный лед в песчаном реки Лены // Геокриологические исследования Сибири. Якутск, 1972. - С.73-79. Григорьев А.А. Геоморфологический очерк Якутии // Якутия. - Л., 1927. -С.39-51.

23. Гродзинский М.Д. Устойчивость геосистем: теоретический подход к анализу и методы количественной оценки // Изв. АН СССР. Сер.геогр. -1987. -№6. С.5-15.

24. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Вероятностный прогноз приземный глобальной температуры воздуха до 2005 г. // Метеорология и гидрология. 1991. -№4. - С.95-103.

25. Дроздов О.А., Лугина К.М. О неодинаковости проявлений колебания климата в различных секторах и зонах Северного полушария. Вестник Санкт-Петербургского университета. Сер. 7. Геология. География. 1996. -Вып. 1 (№7).-С. 44-57.

26. Дендрохронология и дендроклиматология // Материалы совещания. Иркутск, 1983. Отв. ред. Л.А. Кайрюкштис и др. Новосибирск: Наука,1986.-208 с.

27. Еловская Л.Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв. Якутск,1987.-172 с.

28. Караваев М.Н., Скрябин С.З. Растительный мир Якутии. Якутск, 1971. -127 с.

29. Кобак К.И., Кондрашова Н.Ю. Глобальное потепление и природные зоны // Метеорология и гидрология. 1992. - №8. - С.91-97.

30. Комин Е.Г. Лесоведение и дендрохронология // Лесоведение. 1968. - №4. - С.78-86.

31. Комин Е.Г. К методике дендроклиматичееких исследований // Труды Института экологии растений и животных УФ АН СССР, 1970а. Вып.67. -С.234-241.

32. Кондратьев К.Я. Новые оценки глоабльных изменений климата // Изв. ВГО, 1990. Т.122. - Вып.6. - С.500-506.

33. Коржуев С.С. Геоморфология долины средней Лены и прилегающих районов. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 150 с.

34. Мельников П.И. Итоги геокриологических, гидрогеологических и инженерно-геокриологических исследований в Центральной и Южной Якутии. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 84 с.

35. Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР. Масштаб 1:2 500 000 / Отв. ред. П.И. Мельников. М.: ГУГК, 1991. - 2 л.

36. Мильков Ф.Н. Ландшафтная география и вопросы практики. М.: Мысль, 1966.-256 с.

37. Мильков Ф.Н. Основные географические закономерности склоновой микрозональности ландшафтов // Склоновая микрозональность ландшафтов. Воронеж, 1974. -С.5-11.

38. Павлов А.В. Мерзлотно-климатический мониторинг России: методология, результаты наблюдений, прогноз // Криосфера Земли. 1997. - Т.1. - №1. -С.47-58.

39. Пармузин Ю.П. Центральноякутская страна // Физико-географическое районирование СССР. М., 1968. - С.382-395.

40. Саввинов Д.Д. Водоохранная роль лесов Якутии // Охрана природы Якутии. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1971. - С. 102-104. Саввинов Д.Д. Гидротермический режим в зоне многолетней мерзлоты. -Новосибирск: Наука, 1976. - 54 с.

41. Скачков Ю.Б., П.Н. Скрябин, С.П. Варламов. Термическая устойчивость криолитозоны Якутии при современном потеплении климата // Наука и образование. 2000. - №3 (19). - С.26-31.

42. Скрябин П.Н., Варламов С.П., Скачков Ю.Б. Межгодовая изменчивость теплового режима грунтов района Якутска. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998.- 143 с.

43. Соловьев П.А. Криолитозона северной части Лено-Амгинского междуречья. -М.: Изд-во АН СССР, 1959. 144 с.

44. Справочник по климату СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1966. - Вып.24. -4.2.-398 с.

45. Справочник по климату СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1967. - Вып.24. -4.1.-96 с.

46. Справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - Вып.24. -4.4.-350 с.

47. Строение и абсолютная геохронология аласных отложений Центральной Якутии. Новосибирск: Наука, 1979. - 95 с.

48. Тумель В.Ф. О мерзлотной съемке // Изв. АН СССР. Сер. геогр. и геофиз. -1945. Т.9. - №2. - С.135-144.

49. Федоров А.Н. Типы местности и физико-географическое районирование Лено-Амгинского междуречья // Географические исследования в Якутии. -Якутск: ИМЗ СО АН СССР, 1983.- 107 с.

50. Комплексные исследования в Якутии. Якутск, Изд-во ИМЗ СО РАН, 2000.- С.68-76.

51. Фельдман Г.М., Тетельбаум А.С., Шендер Н.И. и др. Пособие по прогнозу температурного режима грунтов Якутии. Якутск: Кн. изд-во, 1988. - 240 с.

52. Чеботарева Н.С., Куприна Н.П., Хорева И.М. Стратиграфия четвертичных отложений среднего течения р. Лены и низовьев р. Алдана // Ледниковый период на территории Европейской части СССР и Сибири. М.: Изд-во МГУ, 1959. - С.498-509.

53. Шиятов С.Г. Дендрохронология, ее принципы и методы // Зап. Свердлов, отд-ния ВБО, 1973. Вып.6. - С.53-81.

54. Шиятов С.Г. Некоторые данные о современных тенденциях в характере взаимоотношений леса и тундры в городах Приполярного Урала // Биологические проблемы Севера. VI симпоз. Тез. докл. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1974. - Вып.5. - С.90-94.

55. Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. М.: Наука, 1986.- 136 с.

56. Шполянская Н.А., Зотова Л.И. Карта устойчивости ландшафтов криолитозоны Западной Сибири // Вестник МГУ. Сер.5. География. 1994.- №1. С.56-65.

57. Gordon A.N. Global warming as a manifestation of a randon walk // J. Clim., 1991, 4, №6. -P.589-597.1*0

58. Zhang Т. and Osterkamp Т.Е. (1993). Changing climate and permafrosttemperatures in the Alaskan Arctic I I Permafrost. Sixth International Conference.

59. July 5-9. Beijing, China. Proceedings, Vol.l, P.783-788.

60. Romanovsky V.E. and Osterkamp Т.Е. (1995). Interannual variations of thethermal regime of the active layer and near-surface Permafrost in Northern

61. Alaska // Permafrost and Periglacial Processes, 6, P.313-335.

62. Sinclair Jan. Global climate change nas already begun // Our Planet, 1991, 3,2,- P.14-15.1. ЮССИЙСКА*д&ЛИО