Мельниченко Татьяна Николаевна Криогенные процессы в структуре и динамике ландшафтов северо-запада Среднесибирского плоскогорья

brief description

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ В.П. АСТАФЬЕВА
На правах рукописи
Мельниченко Татьяна Николаевна
КРИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В СТРУКТУРЕ И ДИНАМИКЕ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРО-ЗАПАДА СРЕДНЕСИБИРСКОГО ПЛОСКОГОРЬЯ
Специальность: 25.00.23. - физическая география и биогеография,
география почв и геохимия ландшафтов.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук
Научные руководители - доктор географических наук, профессор В.П. Чеха; доктор биологических наук, профессор Ю.И. Ершов.
Барнаул 2004

Введение................................................................................................................................ ..4
Глава 1. Факторы формирования ландшафтов Субарктики
1.1. Палеогеографические условия .................................................................... 9
1.2. Климат................................................................................................................ 15
1.3. Геологическое строение и литология субстрата...................................... 18
1.4. Рельеф 20
1.5. Гидрологические условия ............................................................................. 22
1.6. Почвенный покров ........................................................................................... 26
1.7. Растительный покров...................................................................................... 27
1.8. Многолетняя мерзлота как ведущий фактор формирования ландшафтной структуры
1.8.1. История изучения многолетней мерзлоты, криогенных
процессов и форм рельефа............................................................................... 32
1.8.2. Геокриологическое районирование.............................................................. 44
1.8.3. Распространение многолетней мерзлоты........................................... 46
1.8.4. Мощность многолетней мерзлоты, типы и строение подземных
льдов, температура горных пород...................................................... 48
Глава 2. Физико-географическое районирование....................................................... 55
2.1. Общая характеристика........................................................................................ 55
2.2. Ландшафтная структура и функционирование субарктических
равнинных и горных ландшафтов..................................................................... 68
2.3. Равнинные бореально - субарктические лесотундровые ландшафты 70
2.3.1. Климатические условия ...................................................................... 72
2.3.2. Внутренние воды................................................................................... 75
2.3.3. Растительный покров.............................................................................. 78
2.3.4. Почвы ...................................................................................................... 81
2.3.5. Животный мир....................................................................................... 88
2.3.6. Геохимические процессы и особенности ландшафтной
структуры.................................................................................................... 89
2.4. Горно-тундровые низкогорные ландшафты.................................................. 93
2.4.1. Климат .................................................................................................... 95
2.4.2. Внутренние воды...................................................................................... 95
2.4.3. Растительный покров.............................................................................. 99
2.4.4. Почвы....................................................................................................... 102
2.4.5. Геохимические процессы и особенности ландшафтной
структуры.................................................................................................... 103
Глава 3. Криогенные процессы и формы рельефа как показатель
функционирования субарктических ландшафтов........................................................ 104
3.1. Процессы и формы при промерзании................................................... 104
3.1.1. Морозобойное трещинообразование............................................ 104
3.1.2. Пучение............................................................................................... 109
3.1.3. Наледеобразование........................................................................... 117
3.2. Процессы и формы при протаивании
3.2.1. Термокарст. Причины и условия развития.................................................................. 120
3.2.2. Морфоскульптура при термокарсте...................................................... 126
3.2.3. Термокарст смешанного происхождения
(термоэрозия, термосуффозия, термоабразия)......................... 128
3.2.4. Термокарст по подземным льдам (Ледяная Гора,
Таб-Саля, Мамонтовское, Большая Хета)............................. 131
3.3. Процессы и формы при частой смене промерзания и протаивания
3.3.1. Криогенное выветривание........................................................... 138
3.3.2. Нивация............................................................................................ 143
3.3.3. Сортировка материала.................................................................. 144
3.3.4. Морозобойное трещинообразование и термокарст................ 149
3.3.5. Пятнообразование ......................................................................... 150
3.3.6. Солифлюкция ................................................................................ 153
Глава 4. Современные криогенные процессы в связи с антропогенным
воздействием и изменения ландшафтной структуры.......................................... 158
4.1. Термокарст на трассе «Мертвой» железной дороги................................................................... 159
4.2. Термокарст на трассе нефтепровода «Ванкор - Игарка»........................................................... 163
4.3. Термокарст на линии ЛЭП (Курейка - Норильск)................................... 164
4.4. Деградация многолетней мерзлоты в заливе Сиговом
Хантайского водохранилища........................................................................ 170
4.5. Термокарст после пожаров.......................................................................... 174
4.6. Термокарст на разработках полезных ископаемых................................ 177
4.7. Термокарст при городском строительстве .............................................. 184
4.8. Использование гусеничного транспорта в тундре и
лесотундре и пастбищные дигрессии......................................................... 189
4.9. Термокарст на городских кладбищах...................................................... 192
4.10. Техногенная нагрузка на ландшафты Норильского
горно-металлургического предприятия..................................................... 194
4.11. Прогноз изменения ландшафтной структуры
Путоранской провинции............................................................................... 207
Заключение .................................................................................................................. 220
Литература.................................................................................................................... 223

bibliography

Заключение
Проведенные исследования были направлены на изучение многолетней мерзлоты северо-запада Среднесибирского плоскогорья, криогенных процессов и форм рельефа, как индикаторов изменения структуры ландшафтов в условиях потепления климата и антропогенного вмешательства человека.
На основе анализа и обобщения фактических данных, полученных в ходе полевых и экспедиционных исследований в районе г. Игарки, в бассейне рек Курейка, Большой Авам, Хантайка, Иркингда, в районе Хантайского водохранилища, оз. Кутарамакан, гор Хараелах и Путорана, можно сделать следующие выводы:
1. Природные условия Субарктики оказывают существенное влияние на многолетнюю мерзлоту, которая в свою очередь определяет характеристики всех природных компонентов: текстуру горных пород, степень увлажнения почвогрунтов, микроклимат, формирует криогенные формы рельефа, регулирует циркуляцию подземных вод, определяет тип почвы и состав почвенно-растительного покрова.
2. Ландшафты района исследования крайне зависимы от внешних воздействий,
особенно в пределах равнинных территорий. В числе внешних (природных) воздействий, наиболее активно оказывают влияние на динамику ландшафтов увеличение среднегодовых температур, влажности воздуха и количества осадков. Среди антропогенных воздействий наиболее сильно отражаются на динамике ландшафтов загрязнение природной среды отходами
промышленности, вырубка леса, пожары, проезд гусеничного транспорта, строительство техногенных объектов.
3. За последние 25-30 лет наблюдается заметная тенденция современной деградации ММП (повышение температуры и сокращение их мощности) и активизации термокарстовых процессов различного типа и происхождения. В районе исследования широко развит термокарст, обусловленный вытаиванием крупных пластовых залежей погребенных подземных льдов глетчерного (ледникового) происхождения. На дне котловин образовавшихся озер вскрыты высокотемпературные сквозные талики.
4. Антропогенная нагрузка в условиях многолетней мерзлоты значительно нарушила естественное состояние ландшафтов Субарктики, привела к гибели многих компонентов биоты, изменила биохимические процессы в почве и тем самым оказало воздействие на криогенное рельефообразование.
5. Не смотря на общую тенденцию к деградации ММП, на поверхности крупнобугристых торфяников вне зоны техногенного воздействия прослеживается интенсивное морозобойное растрескивание и накопление эпигенетических повторно-жильных льдов.
6. В зоне затопления Хантайским водохранилищем катастрофически быстро развиваются талики, связанные с интенсивным вытаиванием льдонасыщенных озерно-болотных суглинков и крупнобугристых торфяников под дном залива Сиговый. Берега подвергаются интенсивному воздействию термоденудационных и динамических процессов (размывание, переотложение минеральных грунтов), а в акватории наблюдается массовое всплытие, дальнейшее разрушение и переотложение торфяников.
7. На трассе «Мертвой» железной дороги Салехард - Норильск усиление процессов термокарстообразования привело к сильному заболачиванию прилегающей территории, деградации ММП, пенепленизации насыпи дороги на многих участках, развалу и полному уничтожению мостов.
8. Вдоль трассы ЛЭП Светлогорск - Игарка - Норильск в зависимости от техногенных нарушений и соотношения комплекса локальных факторов происходит либо деградация ММП, либо аградация. Сведение древесной растительности и нарушение мохово-лишайникового покрова привело к увеличению глубины СТС в 1,5-2 раза.
10. На территории Норильского промышленного района наблюдается уничтожение почвенно-растительного покрова, гибель живых организмов и в целом деградация природных комплексов вплоть до полного уничтожения их вблизи предприятий.
11. Развитие криоморфоскульптуры на ближайшее будущее с учетом скорости протекания криогенных процессов в условиях потепления климата и активного антропогенного вмешательства будет способствовать продолжению
активизации термокарстообразования, термоабразии, термоэрозии,
солифлюкции и деградации торфяных бугров.
Для уточнения региональных прогнозов динамики мерзлотных условий и криогенных процессов рельефообразования на исследуемой территории необходимо продолжение полевых геокриологических исследований в естественных и нарушенных условиях. Полученные результаты могут послужить основой для составления геокриологической карты Путоранской провинции