Реферат

Отчет 232 с., 4 ч., 53 рис., 29 табл., 197 источников

ЛАНДШАФТ, ДИНАМИКА, ФАКТОРЫ, ВЫСОТНАЯ ПОЯСНОСТЬ, ГОРЫ, КОТЛОВИНЫ, КЛИМАТ, РЕЛЬЕФ, ЛЕДНИК, река, сток, ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ, освоение, ОПУСТЫНИВАНИЕ, БИОПРОДУКТИВНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ПОТЕНЦИАЛ

Объект исследований проекта «Динамика горных ландшафтов России: региональные реакции на глобальные природные и антропогенные изменения» – высотная поясность гор северной Евразии. Предметом исследований является структура и динамика горных ландшафтов в связи с действием естественных и антропогенных факторов.

Цель проекта – оценить региональные особенности реакций на глобальные изменения климата и смен типов природопользования различных зональных и секторных горных ландшафтов России.

Главное внимание было обращено на рассмотрение структур высотной поясности континентальных горных ландшафтов внутриконтинентальной России и факторов, их определяющих, обобщение существующих типологий и районирований горных ландшафтов, анализ реакций горных ландшафтов на глобальные климатические изменения в современную эпоху. В качестве главного модельного объекта была выбрана высотная поясность гор севера Внутренней Азии (в особенности Алтая и Саян), на региональном уровне анализа методические приемы отрабатывались на примере высотной поясности горного обрамления Убсунурской котловины. Для отработки методических вопросов, проведения мониторинговых наблюдений и полевого тематического картографирования в летние сезоны 2006-2007 гг. были организованы комплексные экспедиции в горах Центрального и Юго-Восточного Алтая, а также на западе Тувы в хребте Цаган-Шибету.

Методы, использованные в проекте, опираются на ландшафтную концепцию, в частности, на теоретико-методические подходы исторической географии ландшафтов, а также на представления о лимно-гляциальных комплексах в горах и о геосистемах-индикаторах основных динамических тенденций трансформации высотной поясности. Для составления и уточнения ландшафтных карт районов исследований использованы опубликованные и оригинальные авторские материалы, спектрозональные космические снимки горных районов. Обработка материалов и оформление карт проводилась с помощью ГИС MapInfo. Составлены исследовательские ландшафтные и археологические ГИС Алтае-Саянского региона (исходный масштаб картосоставления 1:500000). Для территории Убсунурской впадины, рассматриваемой как ключевой участок, подготовлена цифровая модель рельефа с шагом сетки 2 км, а также компонентные карты (климатические, геоморфологическая, растительного и почвенного покрова) и ландшафтная карта. Эти тематические слои использованы в ландшафтно-климатической модели для оценки чувствительности элементов высотно-поясных рядов к различным сценариям изменений температур и увлажнения, имеющим аналоги в голоцене и возможным при сохранении современных климатических тенденций. Для оценки последних, кроме анализа инст-рументальных метеорологических данных за весь период наблюдений, использовались гляциологические, геокриологические и ландшафтно-гидрологические методы. Модельным районом для применения последних был выбран бассейн верховье Катуни.

Основа для применяемых методов – созданные за последние 20 лет на факультете географии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета в результате полевых экспедиционных исследований в Алтае-Саянах и других горах России банки данных гидроклиматической, палеогеографической, ландшафтной, этногеографической, археологической, картографической и другой информации.

Результаты реализации проекта включают в себя теоретический анализ соотношений детерминированной и стохастической составляющих в моделях динамики горных ландшафтов под влиянием естественных, прежде всего – климатических, и антропогенных факторов. Разработаны оригинальные электронные ландшафтные карты и схемы районирования на Алтай и Саяны, а также на отдельные ключевые субрегионы (Убсунурская впадина). Для территории Катунского хребта адаптирована и опробована методика крупномасштабного ландшафтно-динамического картографирования. Методика выделения и анализа общественно-природных территориальных систем в условиях высотной поясности апробирована в ходе исследований в Северокавказском регионе для оценки вклада антропогенных факторов в современную динамику ландшафтов. Роль антропогенных факторов также может быть установлена на основе анализа ландшафтной приуроченности археологических памятников разного возраста и происхождения. В горах Алтае-Саян процессы освоения демонстрируют неравномерный и ландшафтно-обусловленный характер, начиная с эпохи бронзы. Уже в этот период есть свидетельства локальных экологических кризисов. Предгорные и низкогорные ландшафты во многих районах являются результатом сотворчества человека и природы. Показана необходимость изучения внут-ренней структуры высотно-поясных образований, как отражения их целостности и соответствия современной климатической ситуации, а также направленности их саморазвития. Разработаны подходы к оценке скоростей реакции ряда горных ландшафтов по отношению к внешним воздействиям. Проанализированы возможности использования сеточных моделей ландшафтной структуры горных ландшафтов, разработанных на основе цифровых моделей рельефа, для изучения связей между компонентами ландшафтов, выявления ландшафтно-экологических ниш, создания прогнозных сценариев изменений ландшафтной структуры при изменениях климата. Эксперименты с моделями ландшафтной структуры показали, что чувствительность к климатическим колебаниям разных групп ландшафтов различается в десятки раз. Наибольший консерватизм в горах Внутренней Азии демонстрируют степные и полупустынные ландшафты. Почти все высотно-поясные комплексы на рубеже XX-XXI вв. имели тенденцию к подъему вверх пределов своего распространения. Модельные эксперименты, как и полевые данные показывают, что амплитуды этих подъемов пока составляют первые десятки метров и увеличиваются по направлению от днищ впадин к высокогорным ландшафтам. Полученные данные о темпах дегляциации за тот же период показывают их практическое постоянство, что привело к заметной перестройке пространственной структуры высокогорных ландшафтов, увеличив долю перигляциальных ландшафтов. Возросла опасность селевых и катастрофических гидрологических явлений, что часто усугубляется увеличением сейсмической активности. Для всех Алтае-Саян, а также для территории Убсунурской котловины и ее горного обрамления как ключевого участка с резкоконтинентальным аридным типом высотной поясности разработаны исследовательские ГИС, позволяющие проводить эксперименты по оценке реакции ландшафтной структуры при разных сценариях изменений климата.

Внедрение результатов определяется тем фактом, что в проект вовлечены преподаватели, аспиранты и студенты 5 кафедр факультета географии и геоэкологии, использующие результаты научных исследований для модернизации учебных курсов «Ландшафтоведение», «Гляциология», «Геокриология», «Природопользование», «Ландшафтное планирование», «Палинология», «Эколимнология», «Физическая география России», «Ритмика природных процессов», «Геофизика ландшафтов», «Физико-географическое картирование», «Климатология», «Гидрология суши», «Погода и климат в горах» (всего 16 курсов). Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке специалистов, бакалавров и магистров по географии, гидрометеорологии и геоэкологии. В ходе экспедиционных работ пройдены полевые практики 13 студентов-географов. Материалы проекта используются при подготовке 3 кандидатских и 1 докторской диссертаций. Одна кандидатская диссертация (Глебова А.Б. «Ис-торическая география ландшафтов Алтае-Саян», рук. К.В.Чистяков) успешно защищена в совете Д 212.232.20 в октябре 2007 г. Диссертация Е.С.Зелепукиной «Реакции ландшафтной структуры Убсунурской межгорной впадины на изменения климата» (рук. К.В.Чистяков) будет вскоре представлена в совет. Подготовлены и сданы в печать в центральные географические журналы рукописи 5 научных статей.

Рекомендации по оптимизации природопользования предназначаются планирующим и проектным организациям, занятым решением экологических экспертиз и ландшафтного планирования, подразделениям МЧС РФ.

Развитие объекта исследования связано с продолжающимися экспедиционными исследованиями в Западной Туве, на Центральном и Юго-Восточном Алтае, в провинциях с гумидными и аридными континентальными типами высотной поясности, которые позволят апробировать разработанные ранее для объектов во Внутренней Азии методы исследований, а также провести сравнительно-географический анализ региональных реакций гумидных и аридных горных ландшафтов на глобальные изменения климата. Результаты экспериментов с разработанными моделями планируется сопоставить с полевыми данными во время очередного полевого сезона. Особое внимание планируется обратить на связи между изменениями высотных границ ландшафтных поясов и гидрологическими процессами.