ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2007, № 1, с. 120-129
== РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ :
УДК 551.4(479.0)
ОПЫТ КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ В АЛЬПИЙСКОМ ПОЯСЕ
БОЛЬШОГО КАВКАЗА1
© 2007 г. Е. А. Белоновская, Д. С. Асоян, В. В. Попова, М. М. Чернавская
Институт географии РАИ Поступила в редакцию 25.11.2005 г.
На примере исследований альпийского пояса Большого Кавказа показаны возможности комплексного применения результатов полевых исследований, современных методов дистанционного зондирования, картографического моделирования и расчетов климатических параметров для выявления механизмов взаимосвязи геолого-геоморфологических и климатических факторов, а также их влияния на распределение растительных сообществ высокогорий. Установлено, что определенные значения такого прямодействующего климатического фактора, как среднегодовая температура, соответствуют высотным пределам пояса. Причем с запада на восток альпийский пояс смещается в более холодные зоны высокогорий. Геоморфологические факторы (морфогенетические типы рельефа, крутизна и экспозиция склонов, микро- и нанорельеф) за счет различий в инсоляции и соответственно перераспределения тепла и влаги в приземном слое атмосферы определяют формирование микроклиматических условий, которые в свою очередь обусловливают распределение конкретных типов растительности практически всех синтаксономических рангов в локальном масштабе. Использование перечисленных методов особенно эффективно при комплексных исследованиях и картографировании растительности труднодоступных высокогорных районов.
Введение. Большой Кавказ - общепризнанная модельная природная лаборатория для всестороннего изучения молодой горной страны Аль-пийско-Гималайского подвижного пояса. Этот район характеризуется богатой, разнообразной и самобытной природой, в нем расположены очаги древних цивилизаций. В связи с этим комплексное изучение и мониторинг экологического состояния горного региона, где из-за сильной пересеченности рельефа, значительной пестроты и мозаичности растительного покрова любое нарушение может привести к необратимым последствиям, приобретает особое значение и актуальность. Кроме того, Кавказ традиционно является районом комплексных географических исследований, среди которых необходимо отметить совместные советско-французские работы по теме "Альпы-Кавказ" [1] и советско-болгарские работы по теме "Кавказ-Стара Планина" [6], исследования Кавказской экспедиции и Северо-Кавказской станции Института географии [18], а также исследования климаэкологических ареалов экосистем Кавказа О.С. Гребенщикова [7, 8]. В этом плане комплексное изучение альпийского пояса Большого Кавказа, первые результаты которого представлены в наших более ранних работах [24] и в настоящей работе, является продолжением
1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований: проекты < 0404-49266 и < 04-05-64611.
многоплановых географических исследований, традиционных для Института географии РАН.
Альпийский пояс выбран объектом всестороннего изучения неслучайно. Как и во многих других горных странах, на Кавказе в основе традиционного природопользования лежит уклад отгонного животноводства. Центральная роль в нем принадлежит альпийскому поясу, где сосредоточены летние пастбища. Вследствие этого практически весь растительный покров альпийского пояса изменен в той или иной степени выпасом. Тем не менее здесь сохранились участки с относительно ненарушенной структурой растительных сообществ. Несмотря на важную роль альпийского пояса в жизни местного населения, специальные комплексные географические исследования закономерностей его растительного покрова, необходимые при оценке экологической ситуации и выработке рекомендаций по устойчивому развитию, ранее не проводились или носили локальный характер [21].
Именно поэтому для достижения цели работы -выявления механизмов взаимосвязи геолого-геоморфологических и климатических факторов и их влияния на распределение растительных сообществ альпийского пояса Большого Кавказа -потребовалась разработка новых комплексных подходов. В основу настоящих исследований положен дифференцированный подход к изучению растительности, основанный на принципах фло-
ристической классификации, наилучшим образом позволяющей выявить экологическую детерминированность растительных сообществ. Для эколо-го-геоморфологического и геоботанического картографирования использованы спектрозональные космические фотоснимки, а ряд недостающих, главным образом, климатических параметров, смоделирован.
Материалы и методика. Исследования осуществлялись комплексом методов: полевых геоботанических и геоморфологических; картографического моделирования; дешифрирования аэрокосмических фотоснимков, расчетных климатических. В связи с трудоемкостью такого рода комплексных исследований, последние проводились на ограниченных по площади ключевых участках, отражающих специфику природных условий отдельных регионов Большого Кавказа: на Западном Кавказе -хребты Чагет-Чат и Абишер-Ахуба (Зеленчукский район, Карачаево-Черкессия); Центральном Кавказе - долина р. Адылсу (верховья бассейна р. Бак-сан); Восточном Кавказе - крупный горный узел г. Гутон (абс. высота - 3648 м, юго-восточная часть Дагестана).
На ключевых участках проведено детальное дешифрирование рельефа и растительного покрова по аэрофотоснимкам масштаба около 1 : 30000 и спектрозональным космическим фотоснимкам, полученным с космической системы "Ресурс-Ф" масштаба около 1 : 200000 (изготовлены с тремя светофильтрами, разрешение на местности 8-12 м). На основе этих данных составлены картосхемы геоморфологического строения масштабов 1 : 30000 и 1 : 200000. Реперные точки фиксированы на картах (27 - на хр. Чагет-Чат, 49 - в долине р. Адылсу, 35 - для Гутона).
Базовые климатические показатели для ключевых участков были рассчитаны, так как на Кавказе метеостанции расположены в основном в низ-когорьях и среднегорьях, редко в высокогорьях и единично в альпийском поясе. Для расчета использованы данные 62 метеостанций, расположенных на Главном Кавказском хребте и в его предгорьях (в Краснодарском и Ставропольском краях, Кабардино-Балкарии, Ичкерии, Дагестане, Азербайджане и Грузии) [12-14]. На основе данных этих метеостанций получены эмпирические зависимости изменения с высотой среднемесячной температуры июля, января, средней годовой температуры, сумм температуры воздуха > 5°С.
Оценка январских, июльских и годовых сумм приходящей прямой солнечной радиации на склонах различной ориентации и крутизны проведена для реперных точек ключевых участков [11]. Расчет прихода прямой солнечной радиации на склоны разной экспозиции и крутизны (>15°), ориентированных по основным восьми румбам, проводился с помощью коэффициентов, полученных
Р.Д. Самукашвили [10] для условий Большого Кавказа.
Поля годовых и сезонных (включая период активной вегетации - май-июнь) сумм осадков, а также относительной влажности воздуха в зависимости от высоты и ориентации склонов по отношению к господствующему влагопереносу в альпийском поясе Западного и Центрального Кавказа рассчитаны на основе данных 14 метеостанций, расположенных в районе исследования: хр. Чагет-Чат и долины Адылсу, а на Восточном Кавказе - 9 метеостанций, расположенных на территории Дагестана, Грузии и Азербайджана в радиусе от 6 до 10 км от г. Гутон [15-17].
Для каждой точки было сделано геоботаническое описание по методике Браун-Бланке и в полевых условиях определены высота, экспозиция и уклон, каменистость и щебнистость поверхности склона. Геоботанические описания приведены в соответствие с созданной иерархической классификацией альпийской растительности Большого Кавказа, основанной на флористических критериях [5, 20, 21 и др.].
Результаты камеральных и полевых исследований легли в основу серии тематических карт на ключевые участки.
Результаты изучения альпийского пояса Большого Кавказа. По результатам исследований были созданы серии тематических карт на ключевых участках (климатические, геоморфологические, геоботанические), анализ содержания которых позволил выявить определенные закономерности взаимосвязи абиотических факторов и распределения растительных сообществ в альпийском поясе Большого Кавказа.
Выбранные в высокогорной зоне Большого Кавказа ключевые участки расположены в пределах следующих типов вертикальной поясности:
- западно-кавказского - хребет Чагет-Чат и Абишера-Ахуба (Зеленчукский район, Карачаево-Черкессия), абсолютные высоты которого достигают 2963 м. Территория сложена нижнепермскими породами (кинырчадская свита) - песчаниками, конгломератами, алевролитами и другими.
- центрально-кавказского - долина р. Адылсу (верховья бассейна р. Баксан). Водораздельные уровни располагаются на высотах от 2704 до 4045 м н.у.м., сложены доюрскими породами про-терозойско-палеозойского складчатого фундамента (кристаллическими сланцами, кварцитами, гнейсами, мраморами, доломитами).
- восточно-кавказского - горный узел г. Гутон (3648 м н.у.м., юго-восточный Дагестан). Приурочен к эрозионно-тектонической Бежтин-ско-Джермутской котловине, сложенной нижне-и среднеюрскими преимущественно глинистыми сланцами и песчаниками. Породы раздроблены
Таблица 1. Эмпирические зависимости изменения с высотой температурных параметров в альпийском поясе Большого Кавказа
Параметр температурного режима Эмпирические соотношения А - константа, °С Высотный градиент температуры, °С/м
Средняя температура июля А - Н х 0.006 22.98 0.006
Средняя температура января А - Н х 0.005 2.8 0.005
Средняя годовая температура А - Н х 0.005 12.9 0.005
Сумма температур выше +5° А - Н х 1.47 4411 1.47
Примечание. Н - абсолютная высота, м.
Таблица 2. Эмпирические зависимости изменения с высотой сезонных осадков и относительной влажности воздуха в альпийском поясе Западного и Центрального Кавказа (на ключевых участках Чагет-Чат и Адылсу)
Ключевой участок Осадки Относительная влажность
холодный период теплый период теплый период год
Западный Кавказ (Чагет-Чат) Центральный Кавказ (Адылсу) (7.7^
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.