Иркутский государственный университет Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН
Ландшафты Иркутской области и факторы их преобразования
Т.И. Коновалова
М.В. Левашева
Аннотация
ландшафт морфотектонический геологический
Рассмотрены основные закономерности дифференциации ландшафтов крупного региона России и факторы их преобразования. Показаны особенности формирования, развития и преобразования ландшафтов и их взаимосвязей в зависимости от морфотектонических, климатических, геологических условий прошлого и настоящего. Особое внимание уделяется влиянию тектонических процессов на формирование ландшафтных рубежей высокого таксономического уровня. Определены этапы формирования ландшафтов региона, показаны основные индикаторы их преобразований, установлен тренд трансформации ландшафтов. Представлены сложившиеся в прежние эпохи компоненты ландшафта, из которых организована в настоящее время ландшафтная структура. Дана оценка их современного состояния, устойчивости, антропогенной нарушенности. Материалы представлены в форме информационного синтеза данных и знаний о территории, основанного на результатах стационарных, наземных и аэровизуальных маршрутных исследований, картографической информации, дешифрирования космических снимков.
Ключевые слова: ландшафт, устойчивость, современное состояние, антропогенная нарушенность.
Abstract
Landscapes of the Irkutsk Region and Their Conversion Factors
T. I. Konovalova
Irkutsk State University
V. B. Sochava Institute of Geography SB RAS
M. V. Levasheva
Irkutsk State University
In the article basic laws governing the differentiation of the landscapes of the large region of Russia and factors of their conversion are examined. The highlights the regularities of formation, development and transformation of landscape and their interrelationships depending on the morphotectonic, climatic and geological conditions in the past and at present. Special attention is given to the influence of tectonic processes on the formation of landscape borders of a high taxonomic level. We determinet the formation stages of landscapes of the region, demonstrated the main indicators of their transformation, the characteristics of transformation of landscapes and established the transformation trend of landscapes. The landscape components originating in past epochs and comprising the current structure of landscape are outlined. The estimation of their contemporary state, stability, anthropogenic degree of dislocation is carried out. The landscape components originating in past epochs and comprising the current structure of landscape are outlined. The contributions are organized as an information synthesis of data and knowledge concerning the territory, drawing of results from station-based, ground-based and aerovisual investigations, cartographic information, space
Keywords: landscape, stability, contemporary
Основная часть
Постановка задачи
Решение проблем оценки и прогноза изменений природной среды регионов, повышения качества научно-информационной базы для целей управления региональным развитием является основой современных географических исследований. Они базируются на изучении структуры, функционирования, динамики и эволюции сложных географических систем, состоящих из большого числа изменчивых элементов и их взаимосвязей. При таком подходе геосистемы рассматриваются как результат синтеза времени и пространства, олицетворяемый в неповторимом целостном облике взаимосвязанных элементов, которые реагируют на воздействие внешних факторов, в том числе и деятельность человека, в зависимости от своей структуры. Важность и актуальность таких исследований подтверждается современными материалами географических съездов и конференций. В них отмечается недостаточная изученность ландшафтной структуры регионов, что определяет малое количество надежных фактических данных, необходимых для решения теоретических и прикладных задач. Познание современных свойств ландшафтов, закономерностей их формирования, изменений под влиянием природных и антропогенных факторов является основой своевременного прогноза неблагоприятных явлений.
Объект и методы исследования
Объект исследования - территория Иркутской области. Область расположена практически в центре азиатской части материка и России. Протяженность региона с севера на юг - 1 500 км, с запада на восток - 1 300 км. Район исследований является географическим узлом контрастных природных условий и центром аграрно-индустриального освоения Азиатской России со значительной антропогенной нагрузкой на природу. Для области характерны проблемы, связанные с размещением крупных промышленных производств, низким потенциалом самоочищения атмосферы, слабой устойчивостью ландшафтов к внешнему воздействию. В настоящее время существуют множество исследований, проведенных на небольших участках территории области, либо мелкомасштабные разработки, отражающие устойчивость, характеристики компонентов ландшафтов, морфологию и динамику ландшафтов. Вместе с тем региональным исследованиям закономерностей формирования, развития и преобразования ландшафтов этой территории уделено недостаточно внимания.
В связи с этим основная цель работы - выявление ведущих факторов дифференциации и трансформации ландшафтов Иркутской области. Исследование базируется на информационном синтезе данных и знаний о территории, основанном на результатах наземных и аэровизуальных маршрутных наблюдений, дешифрирования космических снимков.
Ведущие факторы дифференциации ландшафтов
Большая часть территории области расположена в пределах Среднесибирского плоскогорья со средними высотами 400-500 м, которые понижаются в направлении на север и запад. На юге региона мощными, скалистыми массивами возвышаются высокие с крутыми склонами и гребнями вершин горы Восточного Саяна. Их максимальная высота достигает в районе исследования 2 875 м (пик Триангуляторов). Хребты Восточного Саяна почти всюду обрываются высокими уступами над поверхностью плоскогорья, в результате чего реки, стекающие с гор в Предсаянский прогиб, образуют типичные внутренние дельты. Здесь развиты уникальные для региона подгорно-долинные, порой непроходимые болота. Вдоль восточной границы области простираются Приморский (Трехголовый Голец - 1 746 м) и Байкальский (гора Черского - 2 588 м) хребты, представляющие асимметричную горную цепь, круто обрывающуюся к оз. Байкал и полого спускающуюся к окраинной части плоскогорья. Северо-восточная окраина Иркутской области территориально совпадает с суровым, практически безлюдным Байкало-Патомским нагорьем. Нагорье простирается на 700 км, достигая на востоке максимальной ширины 300 км. Наибольшая его высота - 2 578 м (голец Иняптук - юго-восточная часть). Внутренняя, пониженная его часть - Чая-Жуинская депрессия - окружена высокими горами, которые возвышаются над ней от нескольких сотен метров до километра. Поверхность нагорья ступенчато понижается с юга на север, открывая свои пространства ледяным ветрам Северного Ледовитого океана, что определяет доминирование на его северных окраинах лишайниковых тундр и угнетенных редколесных лиственничных лесов, повсеместно развитых на многолетней мерзлоте. На границе с Бурятией и Читинской областью находятся хребты Делюн- Уранский и Кодар, последний имеет максимальную для Иркутской области и Забайкалья вершину с отметкой 2 999 м.
В пределах области, с одной стороны, наблюдается широтная климатическая дифференциация ландшафтов, с другой - вариации увлажнения, обусловленные орографическими рубежами или влиянием близлежащих территорий. Здесь летом суточное количество поступающего от солнца тепла не уступает величинам, наблюдаемым вблизи тропиков, а в период зимнего солнцестояния ненамного превосходит Субарктику. Годовое количество осадков в теплый период составляет около 300 мм на равнине и 500-800 мм - в горах. Зимой количество осадков незначительно, а весной и в начале лета отмечается экстремально низкая для ландшафтов влажность воздуха. В мае - июне атмосферное увлажнение в долинах крупных рек и на невысоких водоразделах соответствует увлажнению сухих степей.
Показатели континентальности климата наиболее высоки на севере области. Здесь зафиксированы абсолютные температурные максимум и минимум, которые достигают в районе метеостанций Непа (+39 и -58°C) и Ербо- гачен (+35 и -61°C). Суточные колебания составляют около 10°С. В весенние дни, когда дневное прогревание воздуха за счет поступления значительного количества солнечной радиации вызывает оттепели, эта разница достигает 15°С. Среднемесячные отрицательные температуры наблюдаются в течение семи месяцев в году, а абсолютный минимум в декабре-феврале может достигать -60°С, в марте и ноябре -50°С и опускаться до -40°С в апреле и октябре. Сильное выхолаживание территории обусловливает развитие туманов, которые могут сохраняться в течение нескольких дней.
В южных районах области климат, напротив, умеренно-теплый, соответствует показателям лесостепной зоны и близок по температурным условиям к климату средней полосы России. Особенно комфортен он на побережье Байкала и приближается по своим характеристикам к приморскому типу. Температуры зимних месяцев на Байкале в среднем на 5°С выше, а летних - на такие же значения ниже, чем в центральных районах области. Количество осадков меньше на 100 мм. Влияние озера на климат прослеживается до областного центра - г. Иркутска. Материковый характер климата смягчается также в горах, но количество осадков здесь заметно больше, чем на Байкале.
В пределах северной и восточной частей региона морозность зим достигает того уровня, при котором заметным фактором формирования ландшафтов становится мерзлота. Мощность многолетнемерзлого слоя здесь колеблется от 0 в долинах крупных рек до 200 м на водоразделах, расчлененных широкими и плоскими долинами мелких ручьев с многочисленными марями и болотами. Благодаря климатическим и мерзлотным условиям эти районы являются «центрами континентальности» Сибири. Здесь воздействие зимнего охлаждения более продолжительно, чем влияние летнего сезона на зимние процессы, поэтому таежные ландшафты этих районов являются преимущественно «потребителями» тепла. Его недостаток является естественным ограничителем влагооборота, поэтому экстремальная сухость воздуха «сосуществует» с обилием воды в почве, что придает тайге облик своеобразного резервуара пресной воды. Здесь биологический круговорот крайне заторможен, что отражается на приросте древесины, тонкоствольности деревьев и изреженности древостоев. Для этих местоположений характерно сочетание таежных и тундровых ландшафтов в единой системе «тундролесья».
Однако континентальность климата и влияние мерзлоты, пусть даже и сезонной, проявляются также и на остальной части региона. Судя по показателям атмосферного увлажнения, в центральной и южной части Иркутской области должна быть распространена лесостепь, для которой свойственно умеренное увлажнение, вместе с тем - это таежная территория с наивысшей в стране лесистостью. Лесом покрыто около 3/4 территории.
В классификационном ряду ландшафты области занимают промежуточное положение между мерзлотно-таежными светлохвойными, преимущественно лиственничными восточносибирского типа и лишенными воздействия многолетней мерзлоты темнохвойными западносибирскими, являясь своеобразной точкой отсчета для исследования таежных районов страны. Этот регион никогда не испытывал поверхностного оледенения, поэтому тайга с момента своего появления отсюда никогда полностью не вытеснялась, развиваясь на протяжении длительного периода. Здесь находится гипотетический центр возникновения тайги - Южно-Сибирский [36].
Большая часть территории области расположена в пределах древней Сибирской платформы. В регионе встречаются реликты древних эпох. К примеру, реликты олигоцена («38-25 млн лет назад) - сухостепные фации центральноазиатского типа с элементами древней средиземноморской флоры - полыни селитряной (Artemisia nitrosa), селитрянки сибирской (Nitraria sibirica) и др. [29], которые развиты в Приангарской, Куйтунской, Кудин - ской и Тажеранской степях. Эти степи древнее тайги; для них свойственно развитие процессов опустынивания. В предгорных пихтово-кедровых ландшафтах Хамар-Дабана сохранились реликты широколиственных подгорных ландшафтов миоцена («23,5-5 млн лет назад) [39] - плаун булавовидный (Lycopodium clavatum) и буроземы. Реликтами сартанской ледниковой эпохи (27-18 тыс. лет назад) являются многолетняя мерзлота, а также ерниковые заросли на севере и востоке области.
Развитие рельефа, климата, растительности Иркутского амфитеатра не было аналогичным соседним регионам Сибири. В этом районе гораздо раньше (начиная с кембрия) сформировалась горная страна, представляющая преграду воздействию центральноазиатских пустынь. Поэтому степные ландшафты не имели обширного ареала. Они были развиты только в пределах речных долин. Здесь сложились подтаежные ландшафты. В отличие от лесостепной зоны, в подтайге естественные степные участки не встречаются на поверхности водоразделов. Водоразделы заняты сосновыми и сосноволиственничными травяными лесами, тогда как степь располагается по террасам Ангары, Лены и их притоков. С начала голоцена сформировался основной центр концентрации равнинных и подгорных сосновых ландшафтов России. Северную и восточную границу ареала сосняков определяет распространение многолетней мерзлоты, благодаря тому что корневая система сосны теплолюбива, южную - скорость протаивания грунтов в весеннераннелетний период. Быстрое протаивание сезонно-мерзлых грунтов, как правило, легкого механического состава дает сосне влагу, необходимую в крайне засушливый период начала вегетации.
В настоящее время в южных и прибайкальских прибрежных частях территории области природные условия способствуют развитию степных ландшафтов. Свидетельством бывшего развития подтайги на юго-западном степном побережье Байкала является реликтовая сосновая роща в Тажеран- ской степи.
Дифференциация ландшафтов района исследований в значительной мере определяется расположением на стыке трех крупных геоструктур и основных тектонических элементов - Байкальской рифтовой, Алтае- Саянской орогенической зон и Сибирской платформы. Регион находится в границах Сибирского блока Евразийской литосферной плиты [26]. Он занят Сибирской платформой и геосистемами Среднесибирской плоскогорнотаежной физико-географической области. Кроме того, здесь расположены Восточно-Саянская, Монгольская и другие микроплиты, в пределах которых размещается Южно-Сибирская горная физико-географическая область. Байкальская рифтовая зона, центральная часть которой находится под оз. Байкал, является границей между Амурским блоком, с которым сопряжены геосистемы Байкало-Джугджурской горно-таежной области, и Сибирским.
С позиций тектоники литосферных плит Байкальская впадина и Алтае- Саянская горная область возникли в результате столкновения двух тектонических макроплит - Индийской и Евразийской. Под напором Индийской плиты литосферное поле внутренней Азии было раздроблено на серию микроплит и блоков, которые перемещаются, подчиняясь общему субмеридиональному сжатию [10]. Активный орогенез проявился и в пределах древней Сибирской платформы. Ее фундамент был разбит разломами на блоки, которые испытывали вертикальные движения большой амплитуды. По разломам около 250 млн лет назад изливались магматические породы основного состава (траппы). Наиболее глубоко расчленена в пределах области северозападная окраина платформы, где выступают лавовые и туфогенные толщи пермского и триасового периодов. На юге территории области, после того как был высоко поднят выступ докембрийского кристаллического фундамента платформы, сформировались консолидированные монолиты - Восточно-Саянский массив и хр. Хамар-Дабан [37]. Следующим этапом стал отход Амурской плиты от Евразийской, что привело к образованию Байкальской рифтовой зоны. Дифференцированные движения каждой из плит способствовали формированию разнообразных ландшафтов - от темно- хвойно-таежных неморальных до мерзлотных лиственнично-таежных.
Проявления в новейшей структуре и рельефе глубинных рифтогенных процессов не ограничиваются территорией Байкальской рифтовой зоны, а распространяются от нее в пределах района исследований на 450 км вглубь Иркутского амфитеатра [12]. Амплитуды дифференцированных новейших движений достигают в пределах Лено-Ангарского плато 1 000 м, составляя тем самым один порядок с амплитудами Байкало-Патомского ступенчатосводового поднятия (до 1 400 м). Почти вся территория характеризуется такой же сейсмоактивностью, как и в пределах Байкало-Патомского нагорья, а незначительная глубина залегания первого электропроводящего слоя зачастую такая же, как и в рифтовой зоне. Для плато характерен переходный режим неотектонического развития (от платформенного к горообразовательному). Рельеф плато - низко- и среднегорный (максимальная абсолютная высота - 1 464 м). На основании этих данных В. Б. Сочава с соавторами [33] включил эту часть Среднесибирского плоскогорья в Байкало- Джугджурскую, а не в Среднесибирскую таежную область, что вызвало существенные дискуссии.