УДК 911
ИЗМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ В КОТЛОВИНЕ ОЗЕРА ЧАД В 1987-2007 гг. В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ
О. А. Климанова, доцент, МГУ имени М. В. Ломоносова, oxkl@yandex.ru,
О. В. Царева, главный специалист, Исполнительная дирекция Русского географического общества, careva86@mail.ru
На основании анализа снимков Landsat за 1987, 2001 и 2007 гг. и цифровой модели рельефа выполнена классификация природных комплексов в котловине озера Чад. Выделено 20 типов природных комплексов, образующих 5 групп в зависимости от характера увлажнения, развития эоловых процессов и распространения растительности, определено соотношение площади различных групп комплексов в пределах озерной котловины. Установлена зависимость между ландшафтоообразующими процессами в котловине и уровнем воды в озере. Показано, что уменьшение водности озера сопровождается активизацией эоловых процессов, однозначным индикатором интенсивности которых служит доля авто-морфных комплексов. В рассматриваемый период эти процессы были наиболее активны в северной части котловины, однако проявились и в ее южной части. В более увлажненных районах следствием изменения уровня воды в озере стала активизация процессов зарастания. Общая площадь распространения растительности увеличилась за двадцать лет практически втрое, причем по большей части благодаря увеличению площади заросших комплексов.
The article gives a classification of natural systems in the basin of Lake Chad, which is made on the analysis of Landsat satellite images for 1987, 2001 and 2007, and digital elevation models. Twenty types of natural complexes that form 5 groups depending on the precipitation, the development of deflation and distribution of vegetation were singled out; the ratio of the area of different groups of the systems within the lake basin is defined. The dependence between natural processes in the basin and the water level in the lake is identified. It is shown that the decline of the water level in the lake is accompanied by activation of deflation, a clear indicator of the intensity of which is the share of auto-morphic systems. In the period under review, these processes were the most active in the northern part of the basin, however, they were also evident in its southern part. In more humid areas the consequences of change in water level in the lake were the activation of the processes of eutrophication. During twenty years, the total area of distribution of vegetation has increased almost three times, and mostly due to the increase in the area of the systems covered by vegetation.
Ключевые слова: природные комплексы, озеро Чад, зарастание, эоловые процессы, колебания уровня воды в озере.
Keywords: natural systems, Lake Chad, deflation, changes of water level, eutrophication.
Постановка проблемы. Озеро Чад располагается в восточной части Сахельской зоны на южной окраине Сахары. Оно лежит в неглубокой замкнутой котловине, его максимальная глубина составляет от 10 до 11 м. Несмотря на свой небольшой объем и значительное испарение с открытой водной поверхности (ежегодно — 2032 мм) [1] озеро Чад — пресное. Это отличает его от абсолютного большинства бессточных водоемов во внутриматериковых районах земного шара. Его площадь испытывает значительные многолетние и сезонные колебания в зависимости от количества выпадающих осадков. В 1963 г. площадь озера составляла 25 000 кв. км, но к началу 2000 гг. она сократилась до 1350 кв. км [2].
Большинство работ, посвященных озеру Чад, рассматривает изменение водности в озере в условиях глобальных изменений климата на основании гидрологических моделей. Однако уменьшение объема воды в озере вызывает не только истощение запасов ресурсов пресной воды, но и изменение структуры природных комплексов, что, в свою очередь, влияет на состояние биологического разнообразия, а также хозяйственное использование освободившихся в результате осушки земель.
Озеро Чад — одно из крупнейших по площади водно-болотных угодий в Африке, важное для сохранения биологического разнообразия и, прежде всего, разнообразия орнитофауны. Озеро и его побережье традиционно были центром притяжения и товарообмена между народами Сахары и более южных районов материка. Более тридцати миллионов африканцев зависят от хозяйственной активности в акватории и бассейне озера Чад, прежде всего это жители Камеруна, Чада, Нигера и Нигерии, проживающие на берегах водоема. Основные отрасли хозяйственной деятельности, развивающиеся в пределах озера и осушенного днища озерной котловины, включают: рыболовство, животноводство, сельское хозяйство [3].
Целью данной статьи стало изучение изменений, произошедших с природными комплексами на территории бывшей озерной котловины за период максимального сокращения площади озера с середины 1980-х гг. Исследование изменений природной среды в пределах озерно-бо-лотного берегового комплекса проводилось на основе визу-
ального дешифрирования снимков Landsat, выполненных в 1987, 2001 и 2007 гг. При дешифрировании снимков использовалась также цифровая модель рельефа, полученная в результате радарной топографической съемки. Для подсчета площадей природных комплексов использовалась программа Arc View.
Глобальные климатические изменения в бассейне озера Чад. Бассейн озера Чад занимает около 8 % площади Африки (2434 тыс. кв. км). Климат на большей его части сухой и жаркий, субэкваториальный и тропический, среднегодовое количество осадков сокращается от 1500 мм на юге до 50 мм на севере. В среднем при движении с юга на север количество осадков снижается на 100 мм каждые 100 км [4]. Продолжительность сухого сезона составляет 6—7 месяцев, его начало приходится на октябрь—ноябрь, окончание — на апрель—май. Сезон дождей обычно продолжается 2—4 месяца, в августе выпадает от 40 до 60 % годовой суммы.
Глобальные изменения климата в бассейне озера связаны с усилением аридизации. Систематическое смещение годовых изогиет в южном направлении на севере бассейна в два раза превышает их смещение на юге по сравнению с наиболее влажным периодом 1950-х г. Для изогиеты 200 мм характерна максимальная относительная изменчивость по отношению к ее среднему положению. Изогиета 600 мм более устойчива во времени, чем остальные. Изогие-та 400 мм сдвинулась на 200—250 км к юго— юго-западу и на 100 км к юго—юго-востоку. Изогиета 800 мм сдвинулась на 200—300 км, а местность, которая в прошлом получала до 320 мм осадков, сейчас получает только 210 мм осадков [4].
Снижение годового количества осадков — максимальное в период 1980-х годов — уже вызвало значительно снижение водности в озере Чад. Однако следует заметить, что столь резкое сокращение площади озера происходит не в первый раз. Современное озеро Чад образовалось при деградации крупного древнего водоема, размеры которого превышали 400 тыс. км2 (больше современного Каспийского моря). Циклические колебания климата вызывали и соответствующие изменения площади озера. После максимального пополнения озера 35—40 тыс. лет назад начался спад водности, и около 27—33 тыс. лет тому назад уровень опустился до 300 метров. Очередное поднятие уровня до 350 метров было отмече-
но в период 20—26 тыс. лет назад, а в период 10—18 тыс. лет назад уровень был близок к современному. Следующее поднятие уровня произошло 5—8 тыс. лет назад, после чего он опять начал понижаться. За последние 2 тыс. лет площадь озера Чад менялась от 10 до 25 тыс. кв. км [5]. Более того, в XV веке водоем на несколько десятилетий совершенно исчезал с поверхности земли [2].
Многолетние изменения стока рек, питающих озеро, в 1971—1990 гг. также демонстрировали устойчивую тенденцию к сокращению. Средние значения стока в системе Шари-Лого-не (96 % всего притока воды в озеро) за указанный период составили 21,8 куб. км в год (до 1970-х гг. — 39,8) [6]. Среднегодовое количество осадков над открытой поверхностью озера уменьшилось с 320 до 210 мм [7]. Ряд исследователей предполагает, что изменение уровня в озере связано также с собственным десятилетним циклом его функционирования [1].
Указанные изменения в притоке речных вод и атмосферных осадках накладываются на сезонную цикличность водности, характерную для самого озера — максимальный уровень воды в нем наблюдается в сентябре—октябре, минимальный в феврале. Таким образом, современное состояние природных комплексов озера с точки зрения действия природных факторов характеризуется совместным действием как многолетней, так и сезонной изменчивости поступающих осадков.
Влияние антропогенных факторов на колебание уровенного режима озера оценить крайне сложно. За период 1980—2000 гг. произошло увеличение численности населения в странах бассейна, повлекшее за собой и рост интенсивности обезлесения, и некоторое увеличение масштабов ирригации, могут повлиять на водный баланс в бассейне. Однако точную оценку этого влияния провести довольно сложно.
Природные комплексы озерной котловины. Озерная котловина Чада состоит из северного и южного бассейнов. Граница между ними отчетливо видна, когда уровень воды в озере снижается до 279 м. В этом случае обнажается песчаная гряда — Большой Барьер — проходящая между городами Бага Кава (на юго-западном берегу — в Нигерии) и Бага Кьекра (на северо-восточном берегу в Чаде). Она разделяет озеро на северный и южный бассейны. В северный бассейн впадает лишь одна река — Комадугу-Иобе (сейчас ее сток минимален), поэтому его режим практически полностью
зависит от выпадающих осадков. Южный бассейн получает сток реки Шари, ее дельта занимает значительную его часть, поэтому изменения природных комплексов в нем в значительной степени зависят от колебаний стока реки. Во влажные годы уровень воды менее подвержен колебаниям в северном бассейне, в южном он более подвижен из-за значительного забора воды на орошение. В сухие годы вода присутствует только в дельте Шари.
Анализ литературных материалов и результатов дешифрирования показал, что уровень воды в озере в 1963 г. лежал на отметках от 286 до 290 м. Регрессия 1963—1972 гг. привела к падению уровня на 2 м. В дальнейшем береговая линия озера продолжа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.