Изменение экологической ситуации при зарастании осыпей высокогорий

ИЗМЕНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ПРИ ЗАРАСТАНИИ

ОСЫПЕЙ ВЫСОКОГОРИЙ

CHANGE ECOLOGICAL SITUATIONS COVERING PLANTS AT TALUSES OF

HIGH MOUNTAINS Чочаев М.А., Байдаева З.Р.

Tchotchaev M.A., Baydaeva Z.R. (National park Prielbrusie, RF) Fisun M.N., Egorova E.M., Jakushenko O.S.(Kabardino-Balkar state university,

Naltchik, RF)

Выявлена закономерность сукцессии растительного покрова в зависимости от возраста формирования осыпей, жизненных форм растений и наличия в обломочном материале мелкодисперсных продуктов выветривания коренных горных пород. Рекомендуются испытанные мероприятия по ускорению процесса зарастания осыпей.

Law sukcession a vegetative cover depending on age of formation of taluses, vital forms of plants and presence in обломочном fragments a material the small products of aeration of radical rocks is revealed. The tested actions for process acceleration covering plants taluses are recommended.

Ключевые слова: осыпь, травянистая и древесно-кустарниковая растительность

Keywords: a talus, grassy and trees and bushes vegetation

Осыпи, как отложения обломочного материала продуктов выветривания коренных горных пород, широко распространены в зоне высокогорий, особенно в районах активного развития рекреации и туризма. Из-за бессвязности, не агрегатированности, обломков горных пород и разного соотношения их по крупности, отмечается низкая устойчивость осыпей, как своеобразных элементов горных ландшафтов. Устройство дорог, сетей энергообеспечения и других компонентов инфраструктуры зон рекреации и туризма высокогорий вызывает увеличение численности и объемов накопления продуктов выветривания, из-за чего увеличивается опасность развития селевых потоков, образования каменных россыпей и обвалов, а в зимний период - формирования лавин и других опасных явлений, нарушающих естественные и антропогенные ландшафты.

Ввиду высокой динамичности осыпей [1.2.3], повышение их устойчивости представляется важной и актуальной задачей в комплексе мероприятий, направленных на создание кластера «Курорты Северного Кавказа». В комплексе таких мероприятий выделяются инженерные и фитомелиоративные направления. Первые призваны обеспечить механическую устойчивость за счет создания подпорных стен, ливнеотводных и водорегулирующих систем, не допускающих попадания продуктов разрушения горных пород на объекты инфраструктуры. Использование для стабилизации и предупреждения перехода осыпей в динамическое состояние растительности обеспечивает улучшение ландшафтов, нейтрализацию потоков энергии стока и скатывающихся крупных обломков, повышение экологической емкости среды в новых ус-

ловиях. Последний фактор вызывает ускорение почвообразовательного процесса, что, в свою очередь, способствует повышению продуктивности растительного покрова, а также его защитных функций [1.2].

Ввиду различного режима абиотических факторов среды на инсолируе-мых склонах левобережья реки Баксан и не инсолируемых - по правобережью, характер, степень и качество зарастания склонов, а также осыпей у их подножья существенно различные. Так, на северо-западных склонах правобережья в поясе с отметками 1600-2800 метров над уровнем моря отмечается практически сплошное зарастание древесной растительностью с кустарниками, заселившими опушки лесов. В этом поясе леса представлены, преимущественно березой (на свежих осыпях и по конусам выноса селевых потоков) и сосной обыкновенной - на старых осыпях, каменистых россыпях и обнажениях коренных горных пород.

По левобережью со склонами преимущественно южной и юго-восточной экспозиции, подверженных высокой инсоляции и действию сухих восточных ветров, отмечается зарастание осыпей главным образом травянистой растительностью с проективным покрытием менее 70-80% и одиночными или сомкнутыми куртинами из кустарников. Кустарники представлены большей частью барбарисом и можжевельником.

Для определения эффективности различных жизненных форм растений в стабилизации осыпей нами, с 2005 года ведутся стационарные наблюдения за динамикой их поверхности под травами, кустарниками и древесными зарослями в сравнении с открытым пространством. Учеты аккумуляции продуктов выветривания и их перемещения вниз по уклону местности проводились методом шпилек (Соболев, 1948). Для учета изменений абиотических факторов в период вегетации растений, измеряли максимальную и минимальную температуру поверхности грунта соответственно максимальным и минимальным термометрами.

Изменение состава растительного покрова определяли по количеству особей, появившихся на стационарных учетных площадках размером 5 х 2 м, ориентированных длиной стороной поперек склона. В зарослях кустарников учитывали количество побегов. Продуктивность растений определяли по массе воздушно-сухого опада на 1 м2 поверхности в верхней, средней и нижней частях осыпи [3.4]. О потенциале почвообразовательного процесса осыпей в зарослях разных жизненных форм растений судили по биологической активности в среде отложений продуктов выветривания на глубине 10 см (Воробьев, Егоров, 1974). При этом биологическую активность определяли по площади разложения льняного полотна за период с 10 июня по 15 июля 2005 и 2010 гг.

Измерения температуры поверхности осыпи показали, что по мере увеличения степени ее зарастания, ее суточная амплитуда значительно уменьшается, особенно рельефно на участках зарастания кустарниками. При этом установлено, что изменения амплитуды обусловлены снижением температуры в дневные часы и более высокими показателями - в ночные. Как правило, такая закономерность более наглядно видна при сравнении зарослей кус-

тарников и в травостоях, а также при высокой кустистости (2012 год), по сравнению с низкой - 2005 год (табл. 1).

Из приведенных данных видно, что по мере зарастания различными жизненными формами растений отмечается значительное снижение степени денудации осыпей. При этом степень влияния на процесс денудации на склонах, заросших древесными породами (березой) многократно меньше, чем кустарниками и, особенно, травами.

В результате проведенных учетов и измерений установлено, что при проективном покрытии свыше 55-60% все жизненные формы с возрастом обеспечивают более высокую продуктивность, чем в начальный период зарастания или посева трав. Так, за семь лет масса опада на одних и тех же делянках увеличилась под травостоем в 2,96-3,14 раза и под кустарниками - в 2,7 - 9,1 раза, в том числе под зарослями барбариса в 2,8-3,2 раза больше, чем под можжевельником. В тесной корреляции с массой опада находится биологическая активность грунта (г = 0.63+ 0.15).

Таблица 1- Суточная амплитуда температуры поверхности осыпи и биопродуктивность различных жизненных форм растений в период наблюдений

Слой Биопродуктивность

грунта осыпи,

Характеристика зарастания Годы Суточная Проек- Масса Биологи-

осыпи наблю- амплиту- подвер- тивное опада, г/м2 ческая ак-

дений да грунта, 0С женный денудации, мм/год покрытие, % тивность, %

Травостой доминированием 2005 32,6 4,2 20-25 2,4 19

овсяницы, посев 2005 г. 2012 28,9 1,2 55-65 7,1 37

Травостой с доминировани- 2005 31,8 4,4 30-40 3,6 26

ем костреца, посев 2005 г. 2012 25,4 1,1 70-85 11,3 49

Заросли барбариса. Доля 2005 30,5 3,9 45-55 1,7 22

трав 10- 20% 2012 23,7 1,7 70-75 15,4 40

Заросли барбариса с долей 2005 30,1 3,7 50-65 2,2 29

трав 40-50% 2012 23,2 1,5 75-85 17,3 51

Заросли можжевельника 2005 30,2 3,3 40-45 3,1 30

2012 22,4 1,1 60-65 8,4 58

Участки осыпи без расти- 2005 34,8 6,8 7 - 10 <0.5 15

тельного покрова 2012 33,4 6,5 8 - 15 <0.5 17

Сомкнутые заросли березы 2005 28,4 <0.1 100 30,7 66

на СЗ склоне 2012 26,8 0,0 100 33,5 65

НСР05 4,4 9

В процессе исследований установлено, что биологическая активность верхнего 10 сантиметрового слоя осыпи находится в обратной зависимости от суточной амплитуды ее температуры (г = -0.57 + 0.18). В свою очередь максимальная суточная амплитуда поверхностного горизонта осыпи тем выше, чем меньше проективное покрытие или отсутствие растительности.

Минимальные изменения суточной амплитуды температуры грунта осыпи отмечены под покровом лесного полога из березы со 100%ной сомкнуто-

стью крон и сформировавшимся слоем подстилки из опавших листьев и мелких веток.

В целом, показатели биопродуктивности осыпей, особенно массы опада, без растительного покрова на порядок ниже, чем при зарастании их кустарниками. На участках с травяным покровом биопродуктивность осыпей находится в средних пределах между не заросшими и с зарастанием кустарниками.

Таким образом, для улучшения экологического состояния осыпей и стабилизации их поверхности следует проводить фитомелиоративные работы по созданию сплошного растительного покрова, преимущественно из кустарниковых и древесных растений.

Список использованных источников

1. Фисун М.Н. Закрепление растительностью осыпных склонов вдоль ж.д. линии Туапсе - Адлер СКЖД (в условиях интенсивного выветривания). Автореф. канд. дис. -Новочеркасск: НИМИ, 1966.- 22 с.

2. Фисун М.Н., Байдаев Д.М., Чочаев М.А. и др. Роль растительности в повышении устойчивости высокогорных экосистем, подверженных денудации // Тр. Международного форума по проблемам науки, техники и образования. - т. 3. -М.: Академия наук о Земле. -2004. - С. 49-51

3. Байдаев Д.М., Чочаев М.А., Фисун М.Н., Егорова Е.М. и др. Ягодные кустарники в естественных биоценозах высокогорий Приэльбрусья //Горные экосистемы и их компо-ненты/Тр. Международной конф., т. 1. -Нальчик: ИЭГТ КбНц РАН, 2005.- С. 37-42.

4 Уткин А.И. Биологическая продуктивность лесов (методы изучения и результаты). Лесоведение и лесоводство. Т. 1.- М.: ВИНИТИ, 1975. - С. 8-108.