Роль карстовых явлений в формировании долинного ландшафта реки Сагды-Селанка (Центральный Сихотэ-Алинь)

Вестник ДВО РАН. 2016. № 5

УДК 551.491.5:551.43

А Н. МАХИНОВ, М.В. КРЮКОВА, А.Ф. МАХИНОВА

Роль карстовых явлений в формировании долинного ландшафта реки Сагды-Селанка

Охарактеризованы карстовые формы рельефа и разнообразие природных комплексов в долине нижнего и среднего течений р. Сагды-Селанка в центральной части горной системы Сихотэ-Алинь. Впервые выявлены специфические особенности карстовых процессов в условиях сильно расчлененного горного рельефа. Показано влияние карстовых процессов на формирование особенностей долинного ландшафта реки. Предлагается организация экологического маршрута с целью ограничения дикого туризма с его негативным воздействием на уникальные объекты природы рассматриваемой территории.

Ключевые слова: карстовые формы рельефа, природные комплексы, охрана природы, туристический маршрут.

The role of karst phenomena in forming the valley landscape of the Sagdy-Selanka River (the Central Sikhote-Alin). АЖ MAKHINOV, M.V. KRYUKOVA, А.Е MAKHINOVА (Institute of Water and Ecological Problems, FEB RAS, Khabarovsk).

The paper describes karst relief forms and the diversity of natural complexes in the valley of lower and middle reaches of the Sagdy-Selanka River in the central part of the Sikhote-Alin mountain system. Specifics of karst processes in the heavily dissected mountain relief are revealed for the first time. The authors also show the effects of karst processes on the formation of the river valley landscape specifics and propose to arrange ecological routes to limit unorganized tourism with its negative impacts on the unique nature of the studied region.

Key words: karst relief forms, natural complexes, environment protection, tourist route.

Введение

Центральная часть горной системы Сихотэ-Алинь характеризуется большим разнообразием природных ландшафтов. Значительная абсолютная высота (гора Тардоки-Яни, 2080 м над ур. м.), отчетливо выраженные высотная поясность и экспозиционные различия склонов обусловливают формирование разнообразных природных комплексов на относительно небольшой площади. В этих условиях, несмотря на сложное геологическое строение территории, литологический фактор в образовании ландшафтов не играет существенной роли. Но на отдельных участках с выходами на земную поверхность известняков палеозойского возраста ландшафты приобретают специфические черты, обусловленные карстовыми процессами. Изучение карстовых форм рельефа в регионе имеет большое значение для организации в будущем в этой части Сихотэ-Алиня одного из центров туризма. Близость к Хабаровску - один из важных факторов рекреационного развития территории.

*МАХИНОВ Алексей Николаевич - доктор географических наук, заместитель директора, КРЮКОВА Мария Викторовна - доктор биологических наук, заместитель директора, МАХИНОВА Александра Федоровна - кандидат географических наук, старший научный сотрудник (Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск). *Е-таП: amakhinov@mail.ru

В настоящее время основной ее достопримечательностью считается пещера Прощальная. Однако в сферу туристического маршрута необходимо включить другие привлекательные объекты - отвесные скалы с комплексом ярко выраженных денудационных и карстовых процессов, озера и воронки на различных элементах рельефа, а также ущелья с типичными ландшафтами уссурийской тайги. К одному из уникальных на Сихо-тэ-Алине районов с большим разнообразием форм карстового рельефа относится бассейн р. Сагды-Селанка, расположенный в среднем течении р. Кафэ - притока р. Хор в системе р. Уссури (рис. 1).

До настоящего времени исследований карстовых явлений в этом районе Сихотэ-Алиня не проводилось, кроме изучения пещеры Прощальная, открытой в начале 1970-х годов. В результате полевых исследований нами были установлены особенности формирования поверхностного карста на различных элементах рельефа и его роль в формировании облика долинного ландшафта.

Характеристика природных условий

Рельеф бассейна р. Сагды-Селанка относится к низкогорному типу с сильно расчлененной эрозионно-денудационными процессами поверхностью. Долины рек глубокие, а их морфология зависит от размеров водотоков. Сагды-Селанка течет по дну долины шириной около 1,2 км. Долины малых водотоков представляют собой узкие ущелья с У-образным поперечным профилем и слабо выраженной поймой в виде небольших фрагментов. Значительная расчлененность рельефа обусловила формирование в основном крутых склонов.

В бассейне р. Сагды-Селанка широко распространены палеозойские породы, представленные кафенской свитой позднепермского времени. Они состоят из песчаников, алевролитов, кремнистых пород и органогенных известняков. В долине среднего и нижнего течений реки известняки слагают днище долины и ее правый берег на участке протяженностью около 6 км.

Высокие летние температуры и большое количество (800-900 мм) атмосферных осадков на рассматриваемой территории [7] способствуют активному растворению известняков в течение большей части года. Немаловажное значение имеет также агрессивное действие гумусовых кислот, поступающих в почвенные растворы и проникающих в толщу коры выветривания карстующихся пород.

Почвенный покров территории бассейна р. Сагды-Селанка, несмотря на ее небольшую площадь, довольно разнообразен, что обусловлено достаточно сложным геоморфологическим строением и влиянием микроклиматических особенностей. Наиболее широко представлены буроземы ненасыщенные под кедрово-широколиственными лесами. Для них характерен довольно мощный (более 30 см) гумусовый горизонт темно-серого цвета, в

Рис. 1. Район распространения карстовых явлений в долине р. Сагды-Селанка. 1 - пещеры, 2 - скальные обнажения, 3 -крупные карстовые воронки

который включены обломки пород. Эти почвы формируются на склонах различной крутизны. На осыпях в основании отвесных склонов распространены горные органогенно-щебнистые почвы с провальным профилем, в пойме - аллювиально-слоистые почвы на супесчаных отложениях пойменной фации. На террасах и пологих шлейфах склоновых отложений и конусов выноса формируются буроземы иллювиально-гумусовые.

Речная сеть территории имеет древовидный рисунок. Густота речной сети составляет 1,4 км/км2. Русло р. Сагды-Селанка шириной 4-6 м слабо извилистое, однорукавное, с быстрым течением. В нем постоянно встречаются порожистые участки, образованные скоплениями крупных валунов или выходами коренных пород, что характерно для рек карстовых областей [6].

В р. Сагды-Селанка впадают в основном малые водотоки, большую часть года не имеющие стока, он появляется лишь в периоды сильных ливней. Наибольшие из притоков -ручьи Ветвистый, Глубокий и Веселый - имеют постоянный сток. Их ширина 2-3 м, течение быстрое. Пороги образуются в местах выходов на дне скальных пород, скоплений валунов или за поваленными деревьями.

Карстовые явления наиболее широко распространены в долине среднего и нижнего течений, имеющей асимметричное строение. Правый ее склон крутой, местами обрывистый и сложен мраморизованными известняками, подверженными карстовым процессам. Максимальная высотная отметка в пределах долины равна 687,0 м над ур. м., а минимальная - 396,7 м. Крутые, а местами обрывистые склоны долины возвышаются над ее дном на 150-200 м. Левый склон долины протяженный и пологий. Пойма реки имеет ширину 200-250 м. Она представлена двумя уровнями - нижним, шириной до 50 м и высотой 0,5-1,0 м, и верхним, возвышающимся на 2-3 м над меженным урезом реки. Выше поймы располагается терраса высотой 4-5 м и шириной от 40 до 100 м, которая резким уступом высотой 3-4 м переходит в пологонаклонную широкую поверхность полигенетического происхождения, образованную слившимися конусами выноса притоков и склоновыми накоплениями.

Карстовый рельеф в долине реки Сагды-Селанка

На всем протяжении долины среднего и нижнего течения р. Сагды-Селанка встречаются разнообразные формы карстового рельефа - глубокие воронки на крутых склонах, террасах и пойме, сухие ложбины, ниши, озерные понижения, останцы (местами зубчатые), каверны и натечные образования на поверхности скал. Такое разнообразие карстовых форм на небольшой площади является уникальным по сравнению с другими районами выходов на поверхность карстующихся пород [5].

К наиболее распространенным карстовым образованиям относятся воронки, встречающиеся повсеместно на различных формах и элементах рельефа - пойме, террасах, склонах (рис. 2). В пойме они представляют собой округлые симметричные углубления диаметром до 5 м и глубиной 2-3 м с крутыми склонами.

На низких террасах воронки имеют более крупные размеры и овальную, почти круглую форму диаметром 8-10 м и глубиной 4-5 м. Дно таких воронок ровное, с крутыми склонами в нижней части и резким перегибом к более пологому склону в верхней части. Очевидно, что их значительные размеры обусловлены более продолжительным формированием по сравнению с подобными формами на пойме.

На склонах воронки встречаются как вблизи подножий, так и на приводораздель-ных участках. Формы их в этих случаях несколько различаются. Одна из воронок на правом склоне долины реки врезана в нижнюю часть склона, захватывая частично небольшой присклоновый шлейф рыхлых отложений. Воронки вблизи водоразделов отличаются более выраженными формами с резкими бровками и более крутыми склонами, что обусловлено меньшей активностью слабо увлажненных склоновых отложений. На

а

V'/ V- Мък

12

16 м

б х х X ч. N.

Г/Ъ /Г^ //❖ 7Р-

[ГЛГ2 Щ]4

Рис. 2. Карстовые формы рельефа в долине р. Сагды-Селанка: а - профиль карстовой воронки на пойме, б - строение ниши в основании отвесного склона, в - плановое положение различных карстовых форм на террасе вблизи устья ручья Глубокий. 1 - коренные породы, представленные мраморизованными известняками, 2 - аллювиальные отложения поймы, 3 - рыхлые отложения современной коры выветривания, 4 - карстовая воронка, 5 - ложбина, 6 - ледяные сталагмиты

1,5

3,0

4,5 м

приводораздельных слабонаклонных поверхностях воронки встречаются редко, образуя неглубокие седловины. Такие воронки имеют наименьшие размеры среди всех склоновых карстовых форм.

Местами на террасе реки в пределах расширенных участков долины расположены скопления и отдельные небольшие карстовые озера с четко выраженной береговой линией (рис. 2в). Они соединены между собой понижениями, по которым периодически во время интенсивных ливней осуществляется сток воды. Одно из таких скоплений находится в долине р. Сагды-Селанка в 0,5 км выше по течению от устья ручья Глубокий. Самый большой водоем имеет размеры 80 х 50 м. Глубина озера составляет около 1,0-1,5 м, но местами на дне имеются углубления.

Ложбины на террасе обычно отличаются слабо извилистыми в плане очертаниями. Края их имеют четко выраженные невысокие уступы высотой 0,8-1,2 м. Ширина ложбин непостоянна и варьирует по простиранию от 3-4 м до 12 м. Чаще всего они соединяют озера, но встречаются также за пределами их распространения. В отдельных случаях ложбины протягиваются на десятки метров, не соответствуя общему направлению долины реки и слепо заканчиваясь с обеих сторон. Изредка на пойме отмечаются довольно глубокие узкие борозды, заполненные щебнисто-суглинистым веществом, и зияющие провалы глубиной до 2 м, по которым местами часть стока реки проникает под землю.

На склонах долин ложбины протягиваются не только по уклону поверхности, но и под углом к нему и даже в латеральном направлении. Морфологически они выражены менее четко, чем на террасах реки, что можно объяснить частичным заполнением их склоновым материалом. Некоторые из них являются висячими - обрывающимися уступом к подножью крутого склона долины Сагды-Селанки. Образование ложбин на склонах связано с более интенсивным растворением горных пород, характерным для зон повышенной тре-щиноватости или пластов с высоким содержанием карбонатов. В ложбинах не выявлены следы эрозионного воздействия водных потоков в виде рытвин, скоплений переносимого потоком обломочного материала, что косвенно свидетельствует о карстовом происхождении ложбин на склонах.

На правом крутом склоне долины реки между устьями ручьев Ветвистый и Кедровый, а также вблизи устья ручья Веселый встречаются обрывистые уступы высотой до 120 м (рис. 3). Комплексным воздействием карстовых и денудационных процессов уступы разделены на отдельные фрагменты в виде колонн или башен, расположенных близко друг к другу и к отвесному склону долины. По своей форме они напоминают в миниатюре Ленские столбы.

На скальной поверхности, сложенной известняками, имеются многочисленные борозды, каверны и углубления, а также протягивающиеся вертикально выступы, состоящие из натеков известковистого вещества. Натечные образования активно формируются в настоящее время, о чем свидетельствует перекрытие ими вы-ветрелой поверхности пород.

У подножий вертикальных скальных поверхностей в расщелинах между выступами сформировались крутосклонные осыпи, сложенные неокатанными обломками разных размеров, иногда с пустотами между ними. Расщелины приурочены к зонам повышенной трещиноватости пород, что обусловливает в их пределах повышенную активность денудационных процессов. Осыпи пополняются за счет небольших обвалов.

На правом склоне долины р. Саг-ды-Селанка на высоте 50 м от его подножья расположен вход в самую протяженную на российском Дальнем Востоке пещеру Прощальная. Она состоит из множества ходов, колодцев, залов с различными известняковыми и ледяными натечными образованиями [1]. В пещере выявлено несколько неглубоких подземных озер. Одно из них находится сразу вслед за входом в пещеру. На его дне под слоем воды залегает лед, не тающий в течение всего года.

Рис. 4. Ледяные сталагмиты в нишах на правом склоне долины р. Сагды-Селанка вблизи пещеры Прощальная

Рис. 3. Скальные обнажения известняков в виде башен на правом склоне долины р. Сагды-Селанка

В окрестностях пещеры имеется много ниш, глубоких полостей (рис. 2б); некоторые их них сообщаются с основной пещерой. Местами в глубоких нишах образовались скопления сталактитов и сталагмитов из льда высотой до 1,0 м (рис. 4). Они расположены очень близко друг к другу, местами расстояние между ними не более 40 см. Верхние концы этих ледяных образований имеют булавообразные утолщения.

Элементы карстового рельефа, несомненно, несут следы влияния более теплого климата позднекайнозойского времени, характеризовавшегося большим количеством атмосферных осадков. Вероятно, именно в это время образовались наиболее крупные карстовые формы рельефа - пещера Прощальная и скальные утесы.

Природные комплексы долины Сагды-Селанка

Явления инверсии и экспозиционных различий, впервые установленные в нижнем Приамурье Н.А. Гвоздецким для ландшафтов [2] и Ю.А. Ливеровским для почв [4], в глубоких узких долинах Сихотэ-Алиня выражены слабо. Непродолжительная увлажненность склонов в долине р. Сагды-Селанка вследствие высоких фильтрационных свойств почв и грунтов на участках распространения карстующихся пород способствует формированию однотипных природных комплексов независимо от их экспозиционных различий.

Самыми характерными природными комплексами в долинах р. Сагды-Селанка и ее притоков являются разнообразные смешанные хвойно-широколиственные леса на слабоненасыщенных буроземах [3]. Они занимают склоны разных экспозиций и крутизны. Растительность представлена разнообразным видовым составом древесных пород. Первые два яруса древостоя, подлесок и травяной покров хорошо развиты. Подлесок, несмотря на относительно небольшое видовое разнообразие, отличается большой густотой и покрывает до 70 % площади. В более увлажненных местах (в ложбинах и понижениях рельефа) широко представлена внеярусная растительность, состоящая из деревянистых лиан и эпифитных споровых.

Из древесных пород в хвойно-широколиственном лесу преобладают сосна корейская (кедр) Pinus koraiensis, береза ребристая Betula costata, липа амурская Tilia amurensis, ясень маньчжурский Fraxinus mandshurica, клен мелколистный Acer mono и др. Уникальность лесным биоценозам придают обитающие в их пологе реликтовые виды третичного времени, такие как тис остроконечный Taxus cuspidata, адиантум стоповидный Adianthum pedatum, листовик японский Phyllitis japonica, кониграмма средняя Coniogramme intermedia и др. Характерны многочисленные лианы, как травянистые, так и древесные (диоскорея ниппонская Dioscorea nipponica, актинидия коломикта Actinidia kolomicta, лимонник китайский Schizandra chinensis, виноград амурский Vitis amurensis, княжик охотский Atragene ochotensis и др.).

На крутых приводораздельных хорошо дренируемых участках склонов небольшими фрагментами встречаются широколиственные леса с дубом монгольским Quercus mongolica, липой амурской Tilia amurensis, ясенем маньчжурским Fraxinus mandshurica, с характерными для них растениями ксерофильного типа - можжевельником даурским Juniperus davurica, спиреей уссурийской Spiraea ussuriensis и др.

В днище долины р. Сагды-Селанка и ее наиболее крупных притоков природные комплексы более разнообразны, чем на их склонах. На низких террасах отдельными фрагментами произрастают пихтово-еловые леса, образующие густые заросли. Было выявлено, что в пределах распространения лесов из пихты воронки и карстовые ложбины имеют более крупные размеры и встречаются чаще, что может быть обусловлено более агрессивным поведением почвенных растворов буроземов иллювиально-гумусовых, формирующихся под ними. Проникая в верхние слои подстилающих пород, растворы интенсивнее воздействуют на них, образуя достаточно крупные формы поверхностного карста под такими почвами по сравнению с буроземами слабоненасыщенными.

По сравнению с кедрово-широколиственными в пихтово-еловых неморальных лесах наблюдается снижение видового разнообразия нижних ярусов растительности, слабее развиты кустарничково-травяной ярус и подлесок, но в то же время в них хорошо развит моховой покров. Эдификаторами этих лесов являются ель аянская Picea ajanensis, пихта белокорая Abies nephrolepis, береза ребристая Betula costata. Единично в составе первого яруса отмечается кедр. В травяно-кустарничковом покрове преобладают виды бореального комплекса - кислица Oxalis acetosella, майник двулистный Maianthemum bifolium, дерен канадский Chamaepericlymenum canadense и др.

Широколиственные леса наиболее широко представлены в пойме р. Сагды-Селанка, а также занимают примыкающие к поймам пологие шлейфы склоновых отложений, формируются они преимущественно на аллювиальных субстратах. Отличаются густой растительностью. В них преобладают ильм долинный Ulmus japonica, тополь душистый Populus suaveolens, ясень. Во втором ярусе - ольха волосистая Alnus hirsuta, трескун амурский Ligustrina amurensis, черемуха Маака Padus maackii, ива росистая Salix rorida, ива Шверина Salix schwerinii. В нижнем ярусе под крупными деревьями распространен исключительно густой кустарниковый покров, переплетенный разнообразными лианами. Видовое разнообразие нижних ярусов и травяно-кустарничкового покрова высокое, представлено мезофильными видами папоротников и трав, многие из которых являются реликтовыми, имеющими неморальное происхождение: чистоустник азиатский Osmundastrum asiaticum, аризема амурская Arisaema amurensis, страусник обыкновенный Matteuccia struthiopteris и др.

Верхние части шлейфов рыхлых отложений у подножий крутых склонов со скелетными почвами занимают кустарниково-разнотравные сообщества с тимьяном короткоопушенным Thymus curtus, овсовидкой мозолистой Schizachne callosa, подмаренником настоящим Galium verum, касатиком одноцветковым Iris uniflora, прутьевиком сизо-чашечным Rabdosia glaucocalyx, амфикарпеей японской Amphicarpaea japonica.

На террасе реки в понижениях вокруг карстовых озер сформировались природные комплексы, представленные небольшими фрагментами вейниковых лужаек.

Особое место в составе лесного комплекса долины р. Сагды-Селанка занимают скальные растения, приуроченные к выходам карбонатных пород. На карнизах скал встречаются алевритоптерис серебристый Aleuritopteris argentea, плаунок тамарисковый Lycopodioides tamariscina, кривокучник сибирский Camptosorus sibiricus, многорядник укореняющийся Polystichum craspedosorum, качим тихоокеанский Gypsophila pacifica. На осыпях доминируют бубенчик перескиелистный Adenophorapereskiifolia, жабрица жабри-целистная Seseli seseloides, володушка длиннолучевая Bupleurum longiradiatum, луносе-мянник даурский Menispermum dauricum.

В условиях постоянного увлажнения и охлаждения приземной поверхности за счет поступления холодного воздуха из подземных пустот у входа в пещеру и вблизи глубоких ниш формируются криомезофильные травянистые сообщества с участием криптограммы Стеллера Cryptogramme stelleri, кортузы сахалинской Cortusa sachalinensis, селезеночника сибирского Chrysosplenium sibiricum.

Разнообразие карстовых форм рельефа (карстовые воронки, ложбины, котловины, островершинные приводораздельные участки, скалистые останцы и т.д.), эдафических факторов и микроклиматических условий определяет своеобразие и богатство природных комплексов карстовых ландшафтов рассматриваемой территории.

Долина р. Сагды-Селанка уникальна не только как геологическое образование или особый геоморфологический ландшафт. Это своеобразный, сложный и практически неизученный природный комплекс, формирование которого происходило при взаимодействии процессов эрозии, денудации и карстовых явлений в условиях своеобразного водного режима рек и гидротермических особенностей грунтов, почвенных процессов и влияния на них растительности.

Рассматриваемая территория обладает большими возможностями дляпознавательного, учебного и массового туризма при условии оборудования специального пешеходного маршрута, охватывающего наиболее интересные и живописные объекты, а также мест отдыха, питания, строительства жилых домов для обслуживающего персонала и других инфраструктурных объектов. Требуется также реконструкция автодороги от Хабаровска. Без проведения подобных работ туризм в местах с уникальными природными объектами будет оставаться «диким» с соответствующим отношением к природе.

Выводы

Основными факторами формирования ландшафта с карстовыми чертами в бассейне р. Сагды-Селанка являются выходы на земную поверхность известняков в виде массива среди терригенных пород, горный сильно расчлененный рельеф и большое количество атмосферных осадков. Длительность периода формирования рельефа, во время которого существовал более влажный и теплый климат, способствовала образованию наиболее крупных форм карстового рельефа и проявлению элементов недоразвитого башенного карста.

Широкое распространение карстующихся пород ограничило эрозионные процессы малых и временных водотоков, поскольку атмосферные осадки по полостям и трещинам быстро проникают в грунт. Летом длительное время небольшие притоки реки остаются без воды, и глубинная эрозия в их долинах осуществляется лишь в период кратковременных паводков после интенсивных ливней. Часть стока р. Сагды-Селанка у подножья пещеры Прощальная теряется под землей.

Высокая активность карстовых процессов обеспечивается повышенным содержанием в грунтовой воде органических кислот за счет поступления их из почвы и разложения растительных остатков. Содержащиеся в воде гумусовые кислоты придают ей повышенную агрессивность в процессе растворения карбонатных пород.

Разнообразие условий увлажнения в днище долины р. Сагды-Селанка определило ландшафтную пестроту на относительно небольшой площади. Пойма и террасы реки более неоднородны по условиям увлажненности поверхности по сравнению со склонами речных долин. Это обусловило разнообразные сочетания, размеры и фрагментарность различных типов природных комплексов.

Территория бассейна р. Сагды-Селанка представляет собой одно из наиболее перспективных мест для организации туризма на юге Хабаровского края.

ЛИТЕРАТУРА

1. Берсенев Ю.И. Карст Дальнего Востока. М.: Наука, 1989. 172 с.

2. Гвоздецкий Н.А. Инверсия ландшафтов и влияние экспозиции склонов на ландшафты в приамурской тайге // Изв. Всесоюз. геогр. о-ва. 1952. Т. 84, вып. 3. С. 79-81.

3. Крюкова М.В. Флора памятника природы «Пещера Прощальная» (Хабаровский край) // Ботан. журн. 2013. Т. 98, № 1. С. 41-52.

4. Ливеровский Ю.А., Рубцова Л.П. Почвенно-географическое районирование Приамурья // Вопросы природного районирования советского Дальнего Востока в связи с районной планировкой. М.: Изд-во МГУ, 1962. С. 149-170.

5. Махинов А.Н. Карстовый рельеф плато Мар-Кюель (Юдомо-Майское нагорье) // Геоморфологические ресурсы и геоморфологическая безопасность: от теории к практике: Всерос. конф. «VII Щукинские чтения», Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 18-21 мая 2015 г.: материалы конф. М.: МАКС Пресс, 2015. С. 462-465.

6. Махинов А.Н., Махинова А.Ф. Особенности русловых процессов рек карстовых районов в условиях многолетней мерзлоты (плато Мар-Кюель, Хабаровский край) // Труды VI конф. «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей». М.: ИВП РАН, 2004. С. 424-425.

7. Петров Е.С., Новороцкий П.В., Леншин В.Т. Климат Хабаровского края и Еврейской автономной области. Владивосток; Хабаровск: Дальнаука, 2000. 173 с.