КРИОМОНИТОРИНГ АГРОЛАНДШАФТОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

1

• Авторы
• Файлы
• Литература

Угаров И.С. 1 Ефремов П.В. 1

---

1 Институт мерзлотоведения им. акад. П.И. Мельникова СО РАН Статья в формате PDF 324 KB 1. Ефремов П.В. Межгодовая изменчивость температуры грунтов таежных агроземель в Центральной Якутии // Криогенные ресурсы полярных регионов: материалы международной конференции (г. Салехард, июнь 2007 г.). – Пущино: ОН-Т Изд-во ПН-ТЦ РАН, 2007. – С. 121–123. 2. Гаврильев П.П. Мелиорация и рациональное использование земель в Якутии при наличии ледового комплекса (научно-методические рекомендации). – Якутск: ИМЗ СО РАН, 1991. – 72 с.

Большой интерес представляют результаты стационарного мониторинга по изучению и оценке изменения наиболее значимых хаpaктеристик деятельного и приповерхностного слоев многолетней мерзлоты за последние 17–20 лет (1989–2010 гг.).

Погодные условия, влажность почв и степень снегонакопления формируют хаpaктер динамики криогенных процессов, гидротермического режима деятельного слоя и верхних горизонтов пород ледового комплекса (ЛК) в современных условиях потепления климата и антропогенного воздействия (расчистка леса, распашка и т.д.). Влажность сезонно-талого слоя (СТС) почвогрунтов полигона зависит от метеорологических условий года (от запасов влаги в снежном покрове в холодное время и от количества выпавших осадков за теплое время).

Просадки с меньшими размерами заполняются водой только после таяния снега и ливневых дождей. Вода cохраняется в летнее время кратковременно, расходуясь на испарение, инфильтрацию и горизонтальную фильтрацию по полигональным посткриогенным структурам. На больших канавкообразных понижениях и просадках глубиной более 0,5 м вода может наблюдаться до конца июня, а в дождливый сезон даже весь июль, оказывая влияние на температуру и глубину протаивания почвогрунта. Например, на полигоне Дыргыабай в образованном микропонижении на поверхности пашни, начиная с 1994 г., стала скапливаться талая вода. В течение лета ее мощность варьировала от 0,15 до 0,47 м. За три года (1995–1998 гг.) эта часть пашни превратилась в хорошо выраженную западинно-бугристую депрессию, размером 20 на 20 м, к 2006 г. – в зрелый быллар длиной 93 м и шириной от 30 до 49 м. В 1998–2005 гг. толща воды уже достигала 0,6–0,8 м и не высыхала до начала июля. В 2006–2010 гг. вода уже не высыхала до конца теплого сезона и замерзала в межполигональных ложбинах. В последние 6 лет идет тенденция повышения влажности почвогрунтов и на ровном участке залежи.

Накопление снега также происходит неравномерно. В термопросадках оно зависит от их размера и глубины. Здесь выпавший снег задерживается и накапливается. Его количество на термопросадках увеличивается также за счет сдуваемого с ровной поверхности залежи. В чашеобразной западине с большим размером накапливается меньше снега, чем на просадках малого размера с крутыми бортами. Часть выпавшего снега сдувается. Так, в термопросадке шириной 1,6 м, глубиной 0,52 м высота снежного покрова в 1,3–2 раза больше, чем на западинно-бугристом микропонижении размером 25 на 45 м и глубиной 0,6–0,8 м. Годы исследований 1999, 2000, 2005–2008 относятся к высокоснежным. Высота снега на залежи доходила до 0,5–0,6 м.

В этих условиях установлены: повышение среднегодовой температуры пород ЛК на 0,5–2 °С, тренды оттаивания ЛК от 0,05 до 0,20 м/год, опускание кровли многолетнемерзлых пород (ММП) с повторно-жильными льдами (ПЖЛ) до 5 м [1]. В 1992–2010 гг. выявлен широкий диапазон изменений глубины СТС (от 0,2 до 5 м и более) на межаласных агроландшафтах Центральной Якутии. Приближенно можно оценить, что породы ледового комплекса агроландшафтов утратили значительную часть запасов холода (от 20 до 50 %) при повышении их температуры от 0,5 до 2,0 °С и объема льдов – от 6 до 40 % при оттаивании ММП с ПЖЛ толщиной от 0,5 до 3,7 м за короткий срок.

Отмеченные выше экстремальные изменения геокриологических, гидрологических и гидротермических условий представляют серьезные проблемы в формировании состояния, устойчивости и нормальном функционировании сельскохозяйственных угодий и инженерных водохозяйственных и гидромелиоративных систем на постоянно мерзлых породах и в их регулировании в настоящее время.

За годы исследования в лиственничном лесу (естественном участке) глубина сезонного протаивания изменялась от 1,17 до 1,44 м. В среднем изменение СТС составило 0,012 м/год. Осенью 1999 года около площадки была произведена выборочная вырубка деревьев. Возможно, это также повлияло на увеличение СТС. На ровном участке залежи мощность СТС изменялась от 1,80 до 3,02 м. Тренд изменения на различных участках составил от 0,016 до 0,047 м/год. На участке со зрелым былларом опopные точки находятся на межполигональной ложбине и на полигональном бугре. На ложбине мощность СТС изменялась от 1,5 до 2,25 м, не учитывая общей осадки микрорельефа, а на полигональном бугре – от 1,80 до 4,5 м. Тренд изменения СТС этих участков, соответственно, составил 0,027 и 0,151 м/год. При этих изменениях параметров геокриологических условий по приближенным оценкам на отдельных площадях межаласных агроландшафтов породы ледового ком­плекса утратили значительную часть запасов холода и объема льдов – от 5 до 40 %. Особенно в последние годы, кроме 2009 г., на мощность СТС повлияли циклы теплых зим с температурой воздуха выше средних многолетних на 3–4 °С и высокое снегоотложение.

Выявлена смена режима многолетнего и сезонного промерзания грунтов на режим сезонного протаивания на глубинах 3,2 и 4,5 м, понижение верхней поверхности (кровли) постоянно мерзлых пород (от 2,0 до 5,1 м, или в 1,5–2,5 раза), образование перезимков и не сливающейся многолетней мерзлоты с подошвой СМС на территориях с отложениями ледового комплекса в межаласных агроландшафтах Центральной Якутии, в связи с высоким трендом потепления климата (около 0,09 °С), изменением хаpaктера режима увлажнения и увеличением эффекта интенсификации комплекса экзогенных процессов.

Эти цифры хаpaктеризуют разнообразную (от слабой до очень сильной) реакцию деятельного слоя почв и приповерхностного горизонта пород ледового комплекса агроландшафтов на современное сильное потепление климата и антропогенные воздействия.

П.П. Гаврильевым [2] были разработаны критерии оценки пораженности и преобразования агроландшафтов криогенными процессами. Автором критерии оценки состояния агроландшафтов разработаны по видам деструктивных процессов, величины проявления в рельефе, почве и сезонно-талом слое, а также урожайности сельхозкультур. На полигоне Дыргыабай, расположенном на правобережье р. Лены, в 2006 г. по сравнению с 1992 г. доля площади напряженного и критического преобразований увеличились, соответственно, от 0,05 до 51,8 % и от 0,01 до 24,6 %. Доля площади кризисного состояния выросла до 15,8 %, а доля бедственного – до 6,5 %. К 2010 г. доля напряженного состояния снизилась до 39,2 %, доли других состояний незначительно увеличились и составили: критическое – 35,5 %, кризисное – 16,1 %, бедственное – 8,7 %. За короткий срок интенсивное развитие криогенных процессов может вызвать деградацию агроземель от слабой до очень сильной степени, вплоть до состояния бросовых земель.

Такая же закономерность наблюдается и на полигоне Меняйка, расположенном на левобережье р. Лены. Оценены площади пораженности и преобразования современного состояния агроландшафтов на массиве Меняйка: доля средней (умеренной) степени возросла от 13,6 (в 1993 г.) до 23,5 % (в 2010 г.); доля площади преобразованного в сильной степени – от 0,5 (в 1993 г.) до 21,2 % (в 2010 г.); доля площади преобразованного в очень сильной степени – от 0 (1985 г.) до 20,4 % (в 2010 г.). На этом полигоне продолжается восстановление лесной растительности. Так, за последние 17 лет около 12 % площади заросло кустарниками (ерник, шиповник), тальником, лиственницей, сосной и березой.

Таким образом, установлены прострaнcтвенно-временные закономерности пораженности преобразования льдистых агроземель криогенными процессами в условиях изменяющейся природной среды. Они являются суммарным результатом ответной реакции легко ранимых мерзлотных природных комплексов на современные изменения климата и антропогенные воздействия. При этом четко прослеживается тенденция нарастающей пораженности и ухудшения состояния криогенных агроландшафтов от удовлетворительного состояния до бедственного. Полученные результаты послужат основой для прогнозирования прострaнcтвенно-временных моделей криогенных агроландшафтов с использованием ГИС-технологии в условиях изменения климата и разнообразного землепользования.

---