Статья: Антропогенная трансформация арктических экосистем России: подходы, методы, оценки

Первые современные оценки трансформации земель были даны в середине 1990-х годов в монографии «Российская Арктика: на пороге катастрофы» [2]. В рамках текущих оценок, осуществляемых Институтом географии РАН в начале ХХ! в., была подготовлена сводка «Изменения природной среды России в ХХ веке», в которой мы обобщили имеющиеся на тот момент материалы [16]. Детальный анализ текущего состояния и прогноз изменений АЗРФ позволил выделить пять интегральных групп факторов, которые определяют актуальную антропогенную трансформацию экосистем.

Первая группа - загрязнение окружающей среды. Несомненно, отраслевая специфика хозяйственного освоения и промышленного развития территорий АЗРФ определяет формирование импактных районов, испытывающих последствия атмосферного загрязнения и действия других факторов, вызывающих деградацию земель: Западно- Кольского, Центрально-Кольского, Архангельского, Тимано-Печорского, Новоземельского, Ямальского, Нижне-Обского, Норильского, Яно-Индигирского, Западно-Чукотского и Восточно-Чукотского. В импактных районах АЗРФ было выделено более 100 «горячих точек», в пределах которых происходят экстремально высокое (многократно превышающее нормативное) загрязнение природы, деградация экосистем, ухудшение состояния здоровья населения [1].

Вторая группа - механическое нарушение почвенно-растительного покрова. В АЗРФ можно выделить следующие виды деятельности, которые являются его источниками: горно-перерабатывающая, целлюлозно-бумажная и металлургическая промышленность, предприятия по добыче, переработке и транспортировке нефти и газа; гидротехнические сооружения; строительство и эксплуатация линейных сооружений (нефте- и газопроводы, железные и автомобильные дороги, ЛЭП и др.); военные объекты; предприятия ЖКХ; сельскохозяйственное производство.

«Площадная» трансформация и фрагментация растительного покрова АЗРФ наиболее явно проявляются в «горячих точках» и импактных районах в результате увеличения техногенных нагрузок, а также вследствие синергизма действия изменений климата и хозяйства на режим вечномерзлых грунтов. Наиболее часто непосредственно деградация растительности обусловлена загрязнением, вырубкой лесов и кустарников, перевыпасом домашних оленей, транспортными нарушениями, «ландшафтными» пожарами и т.д.

Полярные пустыни фактически сохраняют целостность, имея «очаги» деградации вокруг полярных станций, объектов Минобороны и ФСБ (пограничные войска). Они, за исключением незначительных прибрежных участков, не претерпели антропогенных изменений. Арктические, типичные и кустарниковые тундры вовлечены в хозяйственное освоение более существенно: здесь сосредоточены основные объекты нефтегазового комплекса страны в Ненецком и Ямало-Ненецком АО, горнодобывающие производства Таймырского и Чукотского АО и севера Республики Саха (Якутия). Суммарно же механически трансформированные земли тундр составляют уже до 3% общей площади материковой части АЗРФ, однако в окрестностях медно-никелевых комбинатов Норильска, Мончегорска и Печенги по-прежнему в радиусе десятков километров разрушен почвенный покров, отмечается трансформация природных ландшафтов, уничтожена растительность в результате выбросов в атмосферу соединений серы и азота. В последнее десятилетие именно в этих районах отмечены процессы восстановления древесной-кустарниковой и тундровой растительности.

Трансформация пастбищ домашнего северного оленя, занимающих в общей сложности в АЗРФ более 334,7 млн га, в настоящее время достигает 70%, особенно в Ямало-Ненецком АО. В разных регионах лесотундры и северной тайги на Кольском полуострове, в Западной и Северо-Восточной Сибири участки техногенных нарушений в местах добычи нефти, газа и других ресурсов минерального сырья занимают 3-8%. К этому следует добавить и участки техногенной дефляции, которые, например, в Ненецком и Ямало-Ненецком АО занимают сотни тысяч гектаров (к началу 2000-х годов только в последнем - 309 тыс. га [17]).

В некоторых регионах АЗРФ сократились разнообразие и площади прибрежных, долинных и дельтовых экосистем - лугов, зарослей кустарников, долинных лесов и пр. В отличие от более южных биомов здесь именно прибрежные районы на реках оказываются наиболее хозяйственно освоенными. Практически все населенные пункты приурочены к рекам. Но в последние десятилетия именно водораздельные пространства региона стали ареной очагового, а затем и фронтального хозяйственного освоения, что закономерно привело к распространению повсеместно антропогенной фрагментации экосистем. Крупные участки фрагментации сформировались в низовьях реки Печоры в Ненецком АО, вокруг Воркуты в Республике Коми, на полуострове Ямал (группы месторождений Северо-, Западно- и Южно-Тамбейское, Тасийское, Малыгинское, Сядорское, Ново-Портовское, Нурминское, Мало-Ямальское, Ростовцевское, Арктическое, Средне-Ямальское, Хамбатейское, Нейтинское, Каменномысское), в Норильском промышленном районе, вокруг алмазодобывающих и угольных предприятий Республики Саха (Якутия) и золотодобывающих районов Чукотского АО. Это относится и к районам восточного побережья архипелага Новая Земля, где ранее проходили испытания ядерного оружия, а сейчас восстанавливается инфраструктура Минобороны.

К проблеме антропогенной трансформации относится и накопление твердых отходов производства и потребления на вовлеченных в хозяйство территориях. Ежегодно в АЗРФ образуется до 1 млрд т отвальных пород и твердых отходов. Значительные площади отвалов и твердых отходов сосредоточены в Мурманской области, в низовьях Печоры, на юге Ямала, вокруг Норильска, на севере Якутии. Последствиями нерегламентированного накопления отходов являются постоянное загрязнение земель, грунтовых вод и почв, деградация биоты.

По оценкам [18], на побережье вдоль Северного морского пути сосредоточено до 4 млн т промышленного и строительного мусора и до 12 млн железных бочек. Они накапливались здесь более 70 лет и не вывозились для захоронения или утилизации. Согласно оценкам, включенным в обоснование работ по очистке Арктики, только на арктических островах хранится до 1,5 млн бочек, 150 тыс. т металлолома.

Активизация деструктивных мерзлотных процессов (к ним относятся деформация грунтов, термокарст и термоэрозия) проявляется особенно интенсивно в очагах промышленного освоения и вдоль линейных сооружений. Потепление и подъем уровня моря обуславливают интенсификацию термоабразии арктических берегов, затопления и засоления приморских равнин.

Берега арктических морей России от Кольского полуострова до восточной оконечности Чукотского полуострова простираются на 22 635 км, а с учетом берегов арктических островов длина береговой линии возрастает до 36 136 км. Антропогенная составляющая абразионных процессов определяется здесь тем, что к естественным экзогенным факторам (волны, режим морского льда, температура воздуха, состав и льдистость отложений) добавляются факторы техногенного разрушения и интенсивности движения морского транспорта. Поэтому максимальные темпы этих процессов (до 10 м в год и выше) наблюдаются в пределах Ямало-Гыданской части Карского моря и в районе от устья реки Хатанга до Чаунской губы.

Характерной особенностью современной антропогенной трансформации АЗРФ является собственно фрагментация экосистем от точечных очагов нарушений с незначительной полосой природно-антропогенных переходных зон (экотонов) до роста их площади в связи с прокладкой линейных сооружений, соединяющих очаги трансформации.

Третья группа - антропогенные изменения биоразнообразия и сокращение запасов биоресурсов. Общий тренд изменения биоразнообразия в АЗРФ соответствует мировым тенденциям [19]: снижение качества среды обитания растительного и животного мира, утрата мест обитания и падение численности популяций в результате хозяйственного освоения и климатических изменений на фоне повышенной уязвимости экосистем Арктики. Масштабное освоение и потепление сделали удаленные районы АЗРФ более доступными для человека и увеличили нагрузку на биоту: происходит трансформация местообитаний редких видов [20], обеднение биоразнообразия, сокращение численности популяций. Например, имеется угроза снижения численности крупнейшей в мире уникальной таймырской популяции дикого северного оленя с ареалом, охватывающим практически весь полуостров Таймыр и юг Эвенкии. По оценкам Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крайнего Севера (Норильск), ежегодная гибель оленей в результате браконьерского отстрела и травмирования при добыче пантов может превышать прирост популяции - около 80 тыс. голов [21].

Среди проблем антропогенной трансформации экосистем АЗРФ можно отметить и деградацию биоразнообразия за счет биотических инвазий и преднамеренной интродукции чужеродных видов, а также широкую экспансию на север многих видов сорных растений и синантропных животных, вытесняющих аборигенную флору и фауну.

Четвертая группа - ухудшение среды обитания коренного населения АЗРФ и условий традиционного природопользования. Оно лежит в основе этнического и культурного разнообразия коренного населения и является индикатором экологического благополучия Арктики. Антропогенное воздействие испытывают до 40% площадей традиционного природопользования: Кольский (Ловозеро), Тимано- Печорский, Новоземельский, Воркутинский, Пер- Надымский, Ямальский, Средне-Обский, Норильский, Анабарский, Яно-Индигирский, Валькумейский, Билибинский ареалы традиционного хозяйства. Изъятие здесь значительных участков земель может привести к разрыву целостности угодий, а также вызвать нарушение не только почвенно-растительного покрова, но и мерзлотного и гидрологического режима территорий. Возросшие в последнее десятилетие темпы расширения нефтегазовой отрасли в АЗРФ создали новые угрозы традиционному образу жизни малочисленных народов Севера [9].

Пятая группа - негативные последствия глобальных изменений климата, которые общепризнанно считаются антропогенными. По данным Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) 2014 г. [22], включающего специальный раздел «Воздействие на природу и человека», и Второго оценочного доклада Росгидромета по изменению климата [23], в АЗРФ сохраняется ряд трендов, влияющих на биоту и состояние экосистем [8].

Рис. 2. Интегральная оценка трансформации (изменений состояния) экосистем АЗРФ и прилегающих территорий в 20002015 гг. с помощью дистанционного зондирования (композиты изображений MODIS TERRA)

Fig. 2. Integral assessment of the transformation (state changes) of the ecosystems in the Russian Arctic and adjacent territories in 2000-2015, using remote sensing (composites of images MODIS TERRA)

антропогенный трансформация растительный арктический

Результаты интегральной оценки антропогенной трансформации на субглобальном (национальном) и региональном уровнях

Как уже отмечалось, ни Росстат, ни ежегодные федеральные доклады о состоянии окружающей среды не дают актуальных сведений о площадях трансформированных экосистем АЗРФ и их динамике.

Наши данные (рис. 2), полученные дистанционными методами, с одной стороны, подтверждают выявлявшиеся ранее на локальном и региональном уровнях тренды роста продуктивности зональной растительности в условиях синергизма действия потепления климата и хозяйственной деятельности - «позеленения» [13-15], а с другой - показывают масштабы трансформации зональных экосистем, теряющих свойства естественного функционирования. Результаты «сплошного» единовременного учета последствий этого явления (сопоставление данных архивов MODIS 2000 и 2015 гг.) - антропогенная трансформация наблюдается на около 10% площади АЗРФ и прилегающих территорий.

Тестовый анализ на композитах изображений системы MODIS TERRA, полученных за летний период с разрешением 500 м, был также проведен с применением описанной выше методики «дробно» для пяти состояний растительного покрова: 2000, 2004, 2008, 2012, 2015 гг. Полученные данные обобщены в табл. 1 и 2. Они представляют собой результат сравнительных оценок антропогенной трансформации экосистем для АЗРФ.

Анализ материалов табл. 1 и 2 показывает следующее. В большинстве рассмотренных регионов площади деградирующих экосистем преобладают над восстанавливающими растительный покров территориями. Доля площадей экосистем со стабильным состоянием (неизменяемым в период 2000- 2015 гг.) составляет от 60% (Мурманская область) до 98% (Чукотский АО); сравнительно благополучное состояние (выше 95% территорий со стабильным и восстанавливающимся покровом) отмечено помимо Чукотки еще и в Архангельской и Магаданской областях.

Таблица 1

Общий разностный результат изменений площадей арктических и субарктических регионов России с разными показателями трансформации и восстановления растительного покрова с 2000 по 2015 гг., км²