Геосистема, страница 8

Почвеный покров характеризуется пестротой. Во впадинах преобладают черноземы – выщелоченные и обыкновенные, предгорьях и низкогорьях – серые лесные почвы, а на более высоких уровнях рельефа – подзолистые и дерновые лесные. Животный мир значительно обеднен хозяйственными воздействием , для него характерны представители степного и лесного (таежног) типов.

Геосистемы и экологическая ситуация в Кыргызстане

Э. К.АЗЫКОВА – зав. лаб. физ. геогр. и геоморфол. Института геологии НАН КР, докт. геогр. наук. Круг интересов – физическая география: палеогеография, ландшафтоведение, картографирование, геоэкология.

С. К. АЛАМАНОВ – зав. лаб. климатол. и гидрол. Института геологии НАН КР, канд. геогр. наук. Направления исследований – горная гидрология. Опубликовано более 40 работ. В последние годы много внимания уделяет проблемам развития стихийно-разрушительных процессов, возможностям их прогнозирования и уменьшения ущерба от их проявления.

А. Н. ДИКИХ – зам. дир. по науке Института геологии НАН КР, канд.геогр. наук. Опубликовано более 70 работ, среди которых 4 монографии. Основное направление исследований – современное оледенение Тянь-Шаня, климатология и гидрология высокогорных областей Центрального Азии, экологические проблемы ледников.

В результате воздействия природы и общества на территории республики сформировались сложные разноуровенные интегральные и функциональные геосистемы, которые, хотя и подчиняются природным закономерностям развития, но несут в себе новое содержание в виде измененных сообществ почв, растительности, режима поверхностных и подземных вод, внедрения культурной растительности и т.п. При этом возникли природно-антропогенные системы, как целенаправленно созданные человеком для выполнения тех или иных социально-экономических функций, так и непреднамеренно измененные. В настоящее время в Кыргызстане не затронутых хозяйственной деятельностью естественных ландшафтов почти не осталось. Возникновение различных типов антропогенных геосистем во многом определялось особенностями природных условий и ресурсов, хозяйственного освоения и использования, способами и уровнем производства.

Для определения ареалов различных типов хозяйственного воздействия, а также пространственных различий, характера и степени антропогенной нагрузки на природные геосистемы нами проведен анализ системы использования земель Кыргызстана в 90-е годы и составлены карты "Современное использование земель" для всех областей республики в масштабе 1:500 000.

При разработке легенды карт была применена трехступенчатая классификационная система, причем за основную единицу картографирования принят "вид использования земель", традиционная и широко применяемая в мировой практике категория. С эколого-географических позиций "виды использования" отражают как характер и глубину нарушенности естественных ландшафтов, так и степень техногенного влияния на них. Поэтому они ранжированы нами по степени снижения этого воздействия. На основе типовых различий проведено объединение видов использования в группы.

Составленные карты отражают пространственную структуру использования земель республики, сложившуюся к 80-90-м годам текущего столетия, и достаточно полно передают как общие, так и региональные особенности антропогенной нагрузки на природные геосистемы. Сопоставление этих карт с ландшафтными, плотности населения и рядом других позволяют судить о главных пространственных закономерностях формирования антропогенных геосистем и экологических проблем на территории Кыргызстана.

Так, в случае сочетания промышленных, селитебных и сельскохозяйственных геосистем, использующих водные ресурсы в бассейне одной речной системы, располагающихся на различных высотах, нижележащие из них испытывают суммарное воздействие всех расположенных выше. Геосистемы, использующие одни и те же природные условия, располагающиеся на единой территории и функционирующие одновременно, часто вступают в конкурирующие отношения. Противоречия возникают между различными природно-техническими геосистемами прежде всего из-за землепользования. Сильными конкурентами являются промышленные, транспортные и городские геосистемы, постоянно увеличивающие занимаемую ими площадь. Противоречия и конфликты, возникающие между различными природно-антропогенными геосистемами, вызывающие сокращение или ухудшение природных условий и ресурсов, относятся нами к экологическим .

Каждому ландшафту свойственна специфическая мера возможности выполнения социально-экономических функций, отражающая степень вероятного его участия в удовлетворении разнообразных потребностей общества. Это свойство определено нами как потенциал ландшафта . Опираясь на имеющийся опыт оценки потенциалов геосистем, нами проведена оценка ряда частных потенциалов для высотных зон и межгорных котловин республики.

1. Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) или самоочищения (ПСА) означает её способность к рассеиванию вредных примесей, т.е. к самоочищению. При районировании по величине ПЗА территория Кыргызстана отнесена к числу регионов с высоким потенциалом загрязнения атмосферы. Проведенный нами более детальный анализ факторов, как увеличивающих, так и снижающих ПЗА, позволил выделить территорию с высоким (высокогорная зона), средним (среднегорная зона) и низким уровнями самоочищения (Джергетальская, Кетмень-Тебенская, Чуйская, Ферганская, Таласская котловины).

2. Водный потенциал (ВП). Нами выделены зоны с высокой водообеспеченностью (высокогорная зона), средними значениями ВП – среднегорные, лесные, луговые и лугостепные геосистемы, низкими – земледельческая равнинно-предгорная зона с самым высоким уровнем загрязнения вод рек и водоемов.

3. Почвенно-геохимический потенциал (ПГП) наиболее полно отражает устойчивость геосистем к комплексу антропогенных воздействий. Нами составлена карта ПГП восстановленных ландшафтов республики в масштабе 1:1500 000. Наибольшим ПГП характеризуются среднегорные склоновые, луговые и степные межгорно-котловинные геосистемы. Высоким ПГП отличаются субальпийские, а также среднегорные и межгорно-котловинные луговые, лугостепные и лесные геосистемы. Средними значениями характеризуются альпийские луговые и лугостепные, межгорно-котловинные степные и сухостепные геосистемы. Низким ПГП представлены высокогорные тундровые, а также пустынные геосистемы среднегорных впадин.

Рассмотренные частные потенциалы позволили выявить многие природные предпосылки возникновения экологических негативных ситуаций. Довольно четко обозначился ареал наиболее высоких значений общего потенциала, приуроченный к среднегорной зоне.

На основе указанных выше результатов нами составлена карта природоохранных проблем (негативных экологических ситуаций) республики. Выделены конфликтные (неострые), кризисные и катастрофические ситуации (острые) (рис. 1, табл. 1, 2).

Таблица 1

Наиболее типичные природоохранные проблемы
в Кыргызстане при различных видах воздействия

1. В порядке усилия воздействия (1-9) 2. В строках – в порядке убывания значимости. Условные обозначения: А – загрязнение атмосферы, Б – деградация биоты, В – истощение, загрязнение вод, нарушение или изменение водного баланса, П – деградация почв и снижение естественного плодородия, Г – разрушение локальных геосистем.

Таблица 2

Современные природоохранные проблемы
в наземных и аквальных геосистемах

1 Во второй колонке цифровые и буквенные индексы приведены согласно табл. 1.

Рассмотренные частные потенциалы позволили выявить многие природные предпосылки возникновения экологических негативных ситуаций. Довольно четко обозначился ареал наиболее высоких значений общего потенциала, приуроченный к среднегорной зоне.

Современные природоохранные проблемы в наземных и аквальных геосистемах. Условные обозначения: 1 – высотно-зональные неострые проблемы; 2 – виды антропогенных воздействий (1-9) – цифровые индексы, табл. 1; 3 – содержание природоохранных проблем (буквенные обозначения, табл.1); 4 – ареалы острых проблем в наземных и аквальных геосистемах (арабская цифра – название ареала, табл.2); 5 – линейные острые проблемы.

Проблемы, обусловленные антропогенными воздействиями и связанные с использованием природных ресурсов, распространение которых зависит от высотно-зональных закономерностей, отнесены нами к зональным, имеющим площадной характер (пастбищные, полевые геосистемы). Азональные – это закономерности, не имеющие строгой высотно-поясной приуроченности, вызываемые отдельными видами хозяйственной деятельности, принадлежащие к числу наиболее острых и труднорешаемых (горнодобывающие системы, реки и водоемы).

Современное состояние, направленность эволюции и экологические проблемы оледенения

На территории Киргизии с потеплением климата связывается деградация оледенения и, как следствие, изменение водности рек и особенно тех, в формировании стока которых значительная доля принадлежит талым ледниковым водам. Оценка вероятного изменения размеров оледенения и водности рек для Кыргызстана, с его орошаемым земледелием и развитой гидроэнергетикой, является одной из важнейших экономических, экологических и социальных задач.

В высокогорной зоне Киргизии насчитывается 7821 ледник, общей площадью 8169,4 км 2 . Они питают реки, относящиеся к бассейнам озер Балхаш и Иссык-Куль, Аральского моря, Чуйской долины и Таримской впадины.

В зависимости от степени увлажнения и обледенелости территории доля ледниковых вод в годовом объеме по различным основным бассейнам рек меняется от 5,9% у р. Сыр-Дарьи до 38,2% у р. Тарим. В летнее время вклад ледниковых вод в общий сток возрастает в 2-3 раза, а для рек Южного Тянь-Шаня становится основным источником водообеспеченности. Доля ледниковых вод за теплый период в общем объеме р. Сары-Джаз в створе с государственной границей составляет 81%. В силу значительной пространственной изменчивости степени влияния факторов, формирующих сток, изменение доли ледниковых вод прослеживается даже в одном крупном речном бассейне. Так, по отдельным притокам р. Нарын ледниковая составляющая в годовом объеме изменяется от 3,4% (р. Кекемерен) до 30,9% (р. Большой Нарын). В летний период ее доля соответственно возрастает до 6,0% и 51,9%.

Относительно быстрая реакция ледников на долгопериодные колебания климатических условий или интенсивную антропогенную деятельность приводит к изменению их размеров и объемов стока. Как уменьшение, так и увеличение ледникового стока проявляется в изменении водности рек, что отражается на хозяйственной деятельности населения и его экономическом состоянии.

Сокращение ледников Тянь-Шаня началось с середины-конца прошлого столетия. С тех пор интенсивность деградации не только не снизилась, но даже увеличилась. Происходит активное сокращение как объемов, так и линейных размеров, фиксируются нередкие случаи их полного исчезновения, особенно на хребтах с максимальными отметками 4000-4200 м. В среднем за год долинные ледники отступают на 7,5-13,1 м, но одновременно идет и их уплощение, о чем свидетельствуют данные по балансу массы и понижение поверхности ледников относительно высоты боковых морен. Поверхность типичного для оледенения Тянь-Шаня ледника Кара-Баткак в районе отметки 3400 м за период с 1957 по 1995 гг. понизилась на 16,9 м. Величина значительная, если учесть, что к началу наблюдений толщина ледника в этой части составляла 49 м. Подобный процесс свойственен и крупнейшему леднику Тянь-Шаня – леднику Энилчек: его поверхность в районе слияния с ледником Звездочка (4200 м) понизилась с 1943 по 1993 гг. на 100 м.

Увеличение темпов сокращения оледенения происходит в результате проявившегося потепления климата. По многочисленным проработкам [2, 4, 5], темпе- ратура северного полушария должна повыситься на 1-2 0 к 2000 г. и на 3-5 0 к 2050 г. Инструментально потепление фиксируется с начала 60-х годов. Несмотря на глобальный характер, интенсивность потепления не везде одинакова. Повышение температуры воздуха происходит на Тянь-Шане с проявлением пространственных и внутригодовых особенностей. Максимальное потепление на 0,6 0 отмечено в среднегорной зоне Внутреннего Тянь-Шаня, минимальное на 0,2 0 – в высокогорной. В сезонном ходе наибольшее потепление затронуло зимне-весенние месяцы (1,1-0,8 0 ) и в меньшей степени июль: в высокогорной зоне всего 0,1 0 . Для оледенения Тянь-Шаня наибольший отрицательный эффект в данной ситуации окажет заметное потепление в весенние и осенние месяцы. Повышение температуры в это время на 0,5 0 вызывает увеличение периода таяния на 30-40 дней, что ведет к существенному увеличению расходной части баланса массы ледника и ускорению деградации оледенения. Нами выполнены расчеты вероятного изменения размеров оледенения в различных регионах Тянь-Шаня в случае сохранения тенденции потепления климата.

Представленные в табл. 3 данные свидетельствуют о существенных региональных различиях в деструкции оледенения. Катастрофична она для южного склона хр. Кунгей Ала-Тоо и будет небольшой на северном склоне Киргизского хребта. Большая разница в размерах сокращения ледников выявляется и в бассейне р. Сары-Джаз, в котором крупнейшая ледниковая система Тянь-Шаня – Северный и Южный Энилчек – при прогнозируемом потеплении сократится на 2,7%, а в бассейнах рек Учкуль и Койлю, характеризующихся развитием типичных ледников, на 35,7 и 44,1%.

Основываясь на данных изменения размеров оледенения, нами дан прогноз изменения водности р. Нарын и ее основных притоков. Бассейн р. Нарын характеризуется неоднородностью климатических условий, степени оледенения, режима и условий формирования стока, поэтому любой из притоков может послужить аналогом для других речных систем Тянь-Шаня, сходных по орогидроклиматическим параметрам.

Таблица 3

Вероятностные изменения ледниковых систем при потеплении климата

В целом для всего бассейна годовое изменение объемов стока будет не особенно ощутимым, но в летний период дефицит воды проявится и его следует предусматривать в перспективных планах использования р. Нарын. Необходимо отметить, что к 2025 г. негативное изменение водности рек проявится не везде. В долинах рек со значительным оледенением и высотами порядка 4800–5000 м ледниковый сток к концу первой четверти XXI в. даже возрастет. Примером в этом плане могут быть данные расчетов и наблюдений по рекам Иссык-Кульской котловины и р. Чу. Современный ледниковый сток рек южного склона хр. Кунгей Ала-Тоо составляет 104,4 млн.м 3 , а рек северного склона Терскей Ала-Тоо – 259,5 млн.м 3 . К 2025 г., т.е. ко времени прогнозируемого потепления на 2 0 , объем ледникового стока рек северного побережья сократится на 74,7%, а водность рек южного побережья возрастет на 50,3%. Уже сейчас на реках северного склона Киргизского хребта, в бассейнах которых степень оледенения менее 5%, отмечается снижение водности. Это реки западной и восточной частей Киргизского хребта – Кара-Балта, Кызыл-Су.

На реках центральной, наиболее высокой и оледенелой части хребта, водность возрастает. К сожалению, управлять режимом ледников мы еще не можем, хотя негативное воздействие на режим абляции сказывается. Наиболее сильно это воздействие проявляется в районах горнорудных разработок, приближенных к ледникам. Выделяется в этом плане Кумтор. Выбросы пыли повысят естественную загрязненность поверхности ледников, увеличат интенсивность таяния и ускорят деградацию ледников, не только прилегающих к району разработок, но и удаленных от них на значительное расстояние. В первую очередь повышенное поступление пыли будет отмечаться на ледниках бассейна оз. Иссык-Куль, рек Нарын и Сары-Джаз. С целью оценки химической загрязненности снега и льда ледников Иссык-Кульской области и выявления динамики в изменении величины минерализации лабораторией гляциологии Тянь-Шанской физико-географи- ческой станции Института геологии, начиная с 1991 г. периодически берутся пробы снега с ледников, расположенных в различных бассейнах рек [3]. Анализ отобранных проб выполняли в химико-аналитической лаборатории Института геологии с целью определения главным образом содержания тяжелых металлов, оказывающих наиболее негативное влияние на здоровье человека. Пробы были отобраны с ледников Западный Суек (истоки р.Нарын), № 131 (верховье р. Барскоон), Айлама и Ашутор (верховья р. Чон-Кызыл-Су). Три последних ледника относятся к бассейну оз. Иссык-Куль, первый – к бассейну Аральского моря. Сравнение величин содержания тяжелых металлов в сезонном снежном покрове на ледниках с предельно допустимой концентрацией (ПДК) позволяет сделать несколько выводов, главный из которых – накопление тяжелых металлов за сезон очень мало и для многих металлов на 1-2 порядка меньше ПДК. Проявляется пространственная неравномерность распределения тяжелых металлов, которую следует связать с различным проявлением антропогенной деятельности.

Из-за небольшого ряда наблюдений динамику в изменении содержания металлов проследить не удается, но необходимость продолжения геохимических ледниковых исследований очевидна. Активное расширение объема работ на Кумторском месторождении вблизи ледников и даже на них самих позволит достаточно полно выявить антропогенное влияние на режим ледников и их химическое состояние. Данные о ледниках, расположенных в районе Кумторского месторождения, тем более, что ледник Давыдова используется для отгрузки отвалов, могут в дальнейшем использоваться как контрольные и характеризующие естественный фон до интенсивно проводимых разработок.