УДК 551.583.2
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-768-776
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СОВРЕМЕННЫХ РИТМИЧЕСКИХ ГИДРО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ХОДЕ ЭВОЛЮЦИИ ЗАПОВЕДНЫХ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ
ECOLOGICAL CONSEQUENCES OF MODERN RHYTHMIC HYDROCLIMATIC CHANGES IN THE COURSE OF EVOLUTION OF PROTECTED STEPPE LANDSCAPES OF TRANSBAIKALIA
Лукашов А.А.1, Смоктунович Т.Л.2, Ткачук Т.Е.3,4
Lukashov A.A.1, Smoktunovich T.L.2, Tkachuk T.E.3,4
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2Московский государственный педагогический университет, Москва, Россия
3Забайкальский государственный университет, Чита, Россия
4Государственный природный биосферный заповедник «Даурский», Забайкальский край, Россия
1Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
2Moscow State Pedagogical University, Moscow, Russia
3Transbaikal State University, Chita, Russia
4Daursky State Nature Biosphere Reserve, Zabaikalsky kray, Russia
E-mail: 1,2smoluk@yandex.ru, 3,4tetkachuk@yandex.ru
Аннотация. Степные ландшафты Даурии испытывают попеременное обратимое увлажнение и иссушение под воздействием климатических волн протяженностью несколько десятков лет. Это ощущается биотой, гидрологическим и мерзлотным режимами водных объектов. Особо чувствительны к изменениям экологии ихтио- и орнитофауна, водная и луговая растительность, а также минерализация поверхностных и подземных вод. Уже, минимум, 3 столетия проявляется естественная аридизация ландшафтов. Единый Торей с отметками зеркала 607 м последний раз существовал 2 века назад, а в дальнейшем – в фазы трансгрессий – разделялся на 2 озера с отметками уреза не выше 599 м. В XX-XXI веках участились и удлинились фазы деградации крупных степных водоемов. С 1734-го до 1899 года зафиксировано лишь 2 эпизода превращения Торейских озер в солончаки, а за последние 123 года – уже 4 глубокие регрессии озер (до полного осушения днищ) длительностью от 14 до 20 лет. Таким образом в уникальных особо охраняемых степных и водно-болотных ландшафтах бассейна Торейских озер климатически обусловленная ритмика нарушена. Причина – в происходящем естественном боковом перехвате низовий реки Улдзы рекой Телийн-Гол. Улдза формирует свой сток за счет атмосферных осадков в увлажненных районах западного среднегорного обрамления Даурских степей. Сброс Улдзой части расходов в монгольское озеро Хух-Нур на протяжении засушливых климатических фаз полностью лишает Торейские озера водной массы, что угнетающе сказывается на ландшафтах региона. В добавок реализуемое и планируемое техногенное вмешательство в том числе - в перераспределение трансграничного стока – ставит под угрозу сохранение едва ли не последних заповедных степных ландшафтов северо-востока Евразии.
Ключевые слова: ландшафтные изменения, степные озера, перестройка гидрографической сети.
Abstract. The steppe landscapes of Dauria, under the influence of short-period climatic waves lasting several decades, experience alternating reversible humidification and desiccation. This is felt by the biota, hydrological, permafrost regimes of water bodies; ichthyofauna and ornithofauna, aquatic and meadow vegetation, the mineralization of surface and groundwater are particularly sensitive to environmental changes.
Over the past three centuries, there has been a tendency for gradual natural aridization of landscapes. A single Torey with a water edge of 607 m last existed in 1821, and later – during the phases of transgressions – it was divided into 2 lakes with edge of water no higher than 599 m. In the XX-XXI centuries, aridization is realized in the increase and lengthening of the phases of degradation of large steppe reservoirs. From 1734 to 1899 – only 2 episodes of the transformation of the Torey lakes into salt marshes were recorded. Over the past 123 years, 4 deep regressions of lakes have already taken place – up to complete drainage of the bottoms, lasting from 14 to 20 years. Thus, in the unique specially protected steppe and wetland landscapes of the basin of the Torey lakes, the climatically conditioned rhythm is disrupted. The reason is the natural lateral river piracy of the lower reaches of the Uldza River by the Teliin-Gol River, which is currently taking place. Uldza forms its runoff due to precipitation in humidified areas of the western mid-mountain frame of the Daurian steppes. The episodic discharge of part of the expenses by Uldza into the Mongolian lake Khukh-Nur during the arid climatic phases completely deprives the Torey lakes of water mass, which has a depressing effect on the landscapes of the region. In addition, the implemented and planned technogenic intervention in the redistribution of transboundary runoff threatens the preservation of almost the last protected steppe landscapes of northeast Eurasia.
Key words: landscape changes, steppe lakes, restructuring of the hydrographic network.
Введение. Для степей Даурии и смежных областей Барги (˃34 000 км2 к западу от хребта Б. Хинган), на протяжении последних 100 лет выявлена внутривековая ритмика гидро-климатических изменений. В здешних экстраконтинентальных степных ландшафтах центральноазиатского типа, получающих в среднем ежегодно 323 мм атмосферных осадков, в гумидную фазу выпадает 411 мм, а в аридную – всего 157 мм. Испаряемость может превышать количество выпадающих осадков в 5 раз [1]. Вопреки бытующему мнению, например: «Своеобразие климата региона также определяется влиянием тихоокеанских муссонов» [2, с.15], муссонная циркуляция ограничивается территорией Приамурья, а выпадение местных осадков контролируется активизацией циклональной деятельности на Монгольской ветви Полярного атмосферного фронта. В течение всех сезонов здесь господствуют северо-западные ветры [3, с. 146-147].
Поздний голоцен в Барге характеризовался усилением аридизации; рубеж 1380±80 л. н. – нарастание увлажненности; рубеж 1000 л. н. – снова обстановка засушливости. XVII-XVIII века (последняя стадия наступления ледников Фернау – малый ледниковый период) – крупная трансгрессивная фаза развития озер. На ее фоне, однако, насчитывается 12 коротких засушливых эпизодов [4]. Далее – после запечатлённых на картах трансгрессий «Тарея», начиная, с 1734 г. (см. ниже) – происходит резкое сокращение поверхности водоёмов [5].
Материалы и методы. В основе исследования – многолетние полевые, в том числе полустационарные, работы специалистов различного профиля, анализ литературных и картографических источников, дешифрирование дистанционных материалов.
Результаты исследований и их обсуждение. Среди климатических ритмов в Даурии выражены циклы увлажнения продолжительностью от 25 до 40 лет. На протяжении XX-XXI веков за 30 лет цикла сменялось ~15 засушливых лет и 15 влажных. На фоне 30-летних циклов (и менее явных – 60-летних) происходят флуктуации в 3-5 лет, которые усложняют картину изменений метеорологических факторов. Небольшие озера пересыхают за 2-5 лет, зато при кратковременном повышении количества осадков быстро наполняются. В.А. Обязов утверждает, что цикличность проявляется по всему Даурскому экорегиону в изменении годовых и сезонных сумм осадков [6]. С периодами увлажненности растет уровень водности здешних озер и рек. В засушливый период мелеют до иссушения и самые крупные озера: Зун-Торей и Барун-Торей. Падают расходы р. Ималки и приустьевого отрезка Улдзы (Обе реки, по сути, не являются постоянными водотоками, ибо зимой местами перемерзают до дна – с образованиями наледей).
В периоды иссушения водоемов ландшафты Даурии испытывают трансформации, не носящие, однако, (пока) категорического характера. Существует мнение, что столь резкие, хотя и обратимые изменения, даже способствуют увеличению биоразнообразия, благодаря пластичности основных ценозов [7]. Так, хотя нацело гибнет ихтиофауна больших слабосоленых в трансгрессивную фазу (~2 г/л) озер, в старицах степных рек – рефугиумах водной фауны - сохраняется популяция серебристого карася, толстолобика и другой рыбы. Этот резерв – источник реколонизации водной биоты с наступлением обводнения. Траектории сезонных перелётов по маршруту «Восточная Азия – Австралия» в годы засухи частично отклоняются, но водно-болотные угодья пойм крупных рек региона смягчают этот эффект. Бакланы, полуметровой высоты гнезда которых на островах озера Барун-Торей один из авторов текста наблюдал во время трансгрессии 1960-х годов (рисунок 1), откочевывают на Байкал, на котором условия гнездования хуже, чем в Даурии [8].
Отмеченные закономерности справедливы для бóльшей части территории, включая водосборы бассейна Амура (насыщенные малыми бесприточными озерами) и бессточные междуречья. Однако в регионе имеется уникальный крупный бассейн, ритмика природных событий в котором и по берегам озер которого подчиняется не только ходу общих гидро- климатических изменений. Речь идёт о самих Торейских озёрах, пополняемых преимущественно стоком р. Улдзы (в среднем 0,28 км3). Она берет начало в среднегорьях отрогов Хэнтея (хребта Эрен-Даба), а ее левые полноводные притоки стекают со склонов среднегорного хребта Эрмана (Эрээний-Нуруу). Лишь скромную лепту в водный баланс Тореев во влажную часть климатического цикла вносят сток р. Ималки и дебиты родников по озерам. Отроги Хэнтея и хребта Эрмана получают в среднем ˃˃450 мм осадков, что обеспечивает реке летний сток. Однако эпизодически бóльшая его часть не поступает в Тореи. Озёрный режим данных водоёмов во многом контролируется происходящей вековой перестройкой гидрографической сети в низовьях р. Улдзы [9, 10]. Данное игнорируемое большинством географов утверждение, в прочем, не новость: в 1986 году в Докладах АН СССР известный геолог, член-корр. АН СССР Ф.П. Кренделев писал: «На памяти людей р. Улдза испытывала бифуркацию и меняла своё течение, утекая к Хух-Нуру … через Тэлин-Гол» [11] (рисунок 2).
Рисунок 1. Гнезда бакланов на крупнейшем острове Хохон (посреди озера Барун- Торей) в октябре 1967 года – в эпоху трансгрессии 1960-х годов. Фото И. Дун-де-Шина.
Место современной перестройки речной сети контролируется узлом сопряжения двух активных тектонических нарушений в 10 км к югу от пограничного пос. Соловьевск. Уникальным делает «Приторейский озерно-речной перехват» то, что он происходит «у нас на глазах»! Отдельные импульсы «блуждания» Улдзы на приустьевом отрезке В.Х. Шамсутдинов связывал и с сейсмическими событиями [12]. Предположение не противоречиво – 2 эпицентра землетрясений силой 5,0 и 6,0 баллов по шкале Рихтера инструментально зафиксированы в XX веке в левобережной части бассейна р. Улдзы – в зоне умеренной сейсмической активности [13].
На фоне проявляющейся естественной аридизации эпизодический предустьевой перехват р. Улдзы в перспективе может превратить Приторейскую равнину в подобие пустынного
«Древнего ложа Лобнора» на востоке Таримской котловины. Там, на севере Китая, остатки оз. Лобнор, принимавшего ранее сток Тарима, запитываются лишь сравнительно маломощной р. Кончедарьей, а р. Тарим сбрасывает ныне воды в озеро Карабуранкель – в 180 км к ЮЗ от Лобнора [14].
Почти трехвековую историю Торейских озер удается «пунктирно» проследить по литературным источникам и по картам, хранящимся в Российской Государственной Библиотеке. В 1772 г. академик Петр Симон Паллас достиг восточных пределов своей 7-летней экспедиции. Располагая изданными в 1734, 1745 и в 1757 годах «Генеральной Картой Российской Империи» И.К. Кирилова, ещё одной «Генеральной Картой Российской Империи» и Картой «Азiя», П.С. Паллас собирался исследовать крупное бессточное озеро «Тарей» близ границы России с тогдашним Китаем (рисунок 3).
Рисунок 2. Боковой перехват (lateral river piracy) приустьевого отрезка р. Улдзы к югу от Торейских озер истоками р. Тэлийн-Гол, эпизодически направляющей значительные объемы вод на юг. в озеро Хух-Нур. Замерзшие солончаки высохшего Барун-Торея контрастируют на фото с остающимся еще подо льдом Зун-Тореем. Космический снимок «mosaic dauria. spot4» 240312 (март 2012 г.). Копирайт (с) Spotlmage, ИТЦ «СКАНЭКС».
Рисунок 3. Фрагмент «Генеральной карты Российской империи» 1745 года, на которой запечатлена значительная трансгрессия единого озера Торей. Картографический отдел РГБ.
Увы, на месте озера располагались обширные «солончаковые такыры» [15]. «Паллас вернулся из путешествия по России больным и преждевременно поседевшим» [16, с. 335]. Свой вклад в ухудшившееся самочувствие академика внесло «исчезновение» «Тарея». Лишь обнаружение в северном скальном обрамлении озёрной котловины неизвестного тогда науке кота-манула («палласов кот» – Otocolobus manul) смягчило разочарование путешественника (он был любителем котов). Картографическая инерция сохранила единый Торей и после посещения временно регрессировавшего водоема П.С. Палласом – на «Генеральной карте Иркутской Губернии» И. Трескота 1776 г. Торей ещё отражён в трансгрессивной фазе. Итак, в тектонических впадинах Даурии чередуются трансгрессии и регрессии Торейских озёр (и озера Хух-Нур в СВ Монголии). Уровень, отраженный картографами в середине XVIII века (607-608 м абс.), был, по-видимому, одним из наиболее высоких в новейшее время. Он зафиксирован в рельефе озерной террасой Тореев на указанных отметках.
Сменившая регрессию начала 70-х годов XVIII столетия новая озерная трансгрессия запечатлена на картах 1811, 1817, 1821, 1825, 1827, 1853 и 1855 годов издания. В перечисленные годы, как правило, картографированы уже 2 обособленных водоема с отметками уреза Зун-Торея ~596 м. Исключение – трансгрессия 1821 года, когда Торей в последний раз (!) заливал своими водами нынешний перешеек к юго-востоку от руин нижнемелового вулкана Тэли, а урез воды достигал высоты 607 м.
По-видимому, единственная в XIX столетии регрессия – до полного высыхания озер, подобная той, что застал в 1772 году П.С. Паллас, – зафиксирована Г.И. Радде в 1855 году. На «Генеральной карте Азиатской России» 1857 г. (рисунок 4) озёра отсутствуют.
Рисунок 4. Фрагмент «Генеральной карты Азiятской Россiи или Сибири и Росiйских Сѣверо-Американских владений», СПб, 1857. Торейских озера на карте нет. Картографический отдел РГБ.
В материалах не выявлено признаков иной регрессии озёр в XIX веке. На картах 1860, 1864, 1865 и 1866 годов неизменно фигурируют 2 Торея. В 1872 году Л.П. Прасолов отметил заполнение озер в результате катастрофических ливней. В 1876, 1884 и 1888 годах Тореи, судя по изданным картам, существовали как 2 озера (рисунок 5).
Карта 1888 года отражает трансгрессивную фазу Торейских озер. При детальной прорисовке гидрографии на карте отсутствует монгольское озеро Хух-Нор, куда, по-видимому, временно не поступали тогда воды Улдзы.
Таким образом Торейские озёра пребывают в режиме неправильно периодических трансгрессий и регрессий (вплоть до иссушения) на протяжении не менее 290 лет. Однако, в XX столетии водный режим больших озёр существенно изменился. Трансгрессии стали чередоваться с участившимися регрессиями. Большинство «увязывает» эту ритмику исключительно со сменами волн атмосферного увлажнения [6]. На протяжении XX века озёра четырежды, с периодичностью ~30 лет (?) высыхали и наполнялись (до уровня около 596 м абс.). Скорее, можно говорить о разной степени регрессий (6-ти за столетие).
Высыхание или наполнение озера Барун-Торей не обязательно ведёт к аналогичной «реакции» сообщающегося с ним по протокам Уточи озера Зун-Торей. Например, 3.03.1981 г. на космофото с отечественного метеоспутника, на месте Барун-Торея – болото или солончаки, тогда как Зун-Торей и Хух-Нур пребывали в озерном режиме. Также по состоянию на 2012-й год практически обсохший в 2009 году Барун-Торей, питавшийся тогда лишь донными ключами, обследованными в 1972 году В.А. Фришем [17], утратил связь с Зун-Тореем. Последний, обеспеченный лишь донными родниками и холодными углекисло-щелочными источниками на юго-восточном берегу, сохранялся до середины 10-х годов XXI века как озёрный водоём (с урезом на отметке около 594 м), а высох лишь в 2017 году. Последнее (на сегодня) превращение Барун-Торея в солончаки (с отдельными лужами) хорошо видно на космоснимке «mosaic dauria. spot4» 240312 (рисунок 2). Показательно, что, судя по космосъемке, в марте 2012 года, в отличие от высохшего Барун-Торея и полувысохшего на тот момент Зун-Торея, озеро Хух-Нур (Харт- Нуур – самое низкое место Монголии!) сохраняло свой режим в берегах 1970-х годов (урез 566 м). Предпоследний максимум водности Торейских озер достиг предела уровней в 1998 г. С 2013 г. начали наблюдаться паводки на р. Улдзе, но до Торейских озер ее воды дошли только осенью 2020 г.
Рисунок 5. Фрагмент «Карты Южной Пограничной Полосы Азiятской России», составленной в 1888 г. штабс-капитаном Андронниковым.
Несмотря на эпизодическое ухудшение среды обитания, Торейская котловина пока еще поддерживает существование популяции 6-ти видов журавлей и реликтовой чайки. Выдерживают особо засушливые условия и стада антилопы-дзерена, возрожденные на территории России силами сотрудников Даурского заповедника.
Особого внимания в засушливые фазы климатического цикла в Даурии заслуживает динамика растительности. Глубина ее преобразований различается для степей и лугов. Степи – климаксная стадия сукцессии в регионе – демонстрируют лишь флуктуационную динамику. Изменения господствующих в регионе степных сообществ от года к году невелики. В годы со скудным атмосферным увлажнением уменьшается высота и проективное покрытие травостоя. Для степных фитоценозов Даурии характерна полидоминантность и включение в состав одного сообщества видов различной экологии: ксерофитов, мезоксерофитов, ксеромезофитов [18]. В ходе погодичных колебаний метеорологических условий отмечается изменение соотношения количественного участия разных видов в сложении травостоя. Соответственно, при достаточно стабильном видовом составе наблюдается чередование доминирования разных видов. Как правило, выделяется ядро из 3-5 видов, доминирующих в разные годы – в зависимости от количества осадков. Чаще всего в эту группу видов входят: Stipakrylovii, Leymuschinensis, Artemisiafrigida, Cleistogeness quarrosa, виды Allium, Koeleriacristata. Количество вегетирующих видов в разные годы различно; некоторые виды могут находиться в состоянии покоя на протяжении нескольких лет. В засушливый период климатического цикла площади степей вокруг высыхающих озер меняются незначительно, за счет сукцессионной трансформации остепненных лугов по периферии пойменных и прибрежных озерных серий. Сдвиг границ лугов и степей не превышает первых десятков метров.
В отличие от степей галофитные и гликофитные луга распространены в поймах рек и по побережьям высыхающих озер, главным образом, содовых и соленых. Для таких лугов характерна сукцессия от пионерной стадии – на месте высохшего озера или русла реки – до остепненных лугов и кое-где климакса в виде степных сообществ. За счет сукцессии площадь лугов на какое-то время многократно возрастает. Луговые биотопы нестабильны: в зависимости от количества и режима выпадения осадков изменяются уровень и минерализация грунтовых вод, а также влажность почвы. В отличие от степной, в целом луговая растительность под влиянием фазы цикла изменяется очень сильно. Сказанное касается и видового состава травостоя, и смены доминантов, и продукционных характеристик фитоценозов, и их площадей.
Растительность пойм и озерных котловин ведет себя по-разному. Луга вокруг степных озер в засушливую фазу климатического цикла распространяются на осушенные участки бывшего дна. Если при высоком уровне воды луга образуют вокруг озер полосу шириной всего до десятков метров, то при высыхании озер площадь их возрастает многократно. На наиболее крупных озерах (Зун-Торей, Барун-Торей, Хух-Нур) луга занимают километры бывшего дна (рисунок 6, 7).
Рисунок 6. Временно освоенный луговой растительностью северный фрагмент осушенного дна Барун-Торея близ селения Кулусутай (на переднем плане). Фото А. Лукашова, август 2012 г.
Рисунок 7. Луг с пасущимся зайцем на обсохшем дне Барун-Торея. Фото Т. Ткачук, лето 2013 г.
При медленном отступлении воды формируются классические пространственные прибрежные серии, которые, по мере углубления засухи, смещаются вниз по уклону. При быстром высыхании воды на больших площадях возникает пятнистый луговой растительный покров, находящийся на одной и той же стадии сукцессии. Во всех случаях сукцессия лугов идет в сторону ксерофитизации. Гидрофитная растительность по мере высыхания рек и озер быстро деградирует и сменяется пионерными лугами. При аномально длительном засушливом периоде, например, при наложении засушливых фаз тридцати- и шестидесятилетнего циклов, либо при искусственном зарегулировании стока рек, следует ожидать продолжающегося остепнения лугов – вплоть до формирования степных сообществ, сокращения площади лугов, исчезновения гидрофитной растительности на продолжительный период. Общая продуктивность ландшафта в таких условиях, несомненно, снизится [19-21].
Характерной особенностью развивающихся дефляционных впадин, к категории которых относятся ванны Торейских озер, является малая мощность рыхлых отложений на их днищах. Дно периодически обсыхающих солёных озёр прикрыто лишь тонким слоем солончаковых эвапоритов. На максимуме регрессий дно озер становится также ареной мерзлотного морфолитогенеза. Подготовленные им и солевым химическим выветриванием сухие мелкозёмистые пылеватые частицы, как и кристаллы самих солей {NaCl, Na2SO4, NaHCO3, Mg(HCO3)2 и Ca(HCO3)2} в фазы регрессий подвергаются интенсивной ветровой эрозии с выносом материала в юго-восточном направлении. Разрушительный процесс дефляционного углубления днищ озёр на протяжении эпизодов обезвоживания, длящихся десятилетиями, выступает и в роли ландшафтообразующего фактора [22].
Заключение. На фоне естественных процессов аридизации и перераспределения стока нарастает геохимическая и водобалансовая угроза Торейским озерам и ландшафтам их побережий. Монгольскими геологами ведутся поиски золота в лесистых верховьях р. Ималки, близ северной оконечности хребта Эрмана. Потревожен ареал коренного обитания дзерена и редких охотничьих птиц. Дальнодействие данного «информационного» этапа освоения недр распространяется до озера Барун-Торей. Поток полютантов по реке протяженностью 70 км уже загрязняет пойму и старицы – рефугиумы водной фауны в эпохи засух. Прерывистые экосистемы Ималки (как и Улдзы) – источники происходящей реколонизации водной биоты Тореев.
Еще опаснее для больших степных озер стартовавшее в 2020 году строительство плотины «Onon-Ulz» в 250 км вверх по реке от дельты Улдзы – проектируется водохранилище объемом 27 млн м3. В случае реализации этого гидротехнического проекта необратимо пострадают сами Тореи, ихтиофауна, водно-болотные угодья (казалось бы, защищенные Рамсарской конвенцией) и 156 видов птиц (включая краснокнижные). На многие десятилетия перелетные птицы утратят возможность пользоваться привычными маршрутами глобального Восточноазиатско- Австралийского миграционного пути на даурском отрезке [23]. На космоснимках дешифрируются и масштабные земляные работы, вероятно, нацеленные на переброску остающихся объемов стока Улдзы по трассе описанного бокового перехвата в озеро Хух-Нур (сейчас отток вод не превышает 17% расходов). Сказанное ставит под угрозу сохранение едва ли не последних заповедных степных ландшафтов северо-востока Евразии. Антропогенное вмешательство в данном случае следовало бы направить на сохранение ценнейших водно- болотных угодий восточной периферии Великой евразийской степи.
Работа выполнена в рамках Темы Госзадания № ЦИТИС 121040100323-б «Эволюция природной среды в кайнозое, динамика рельефа, геоморфологические опасности и риски природопользования».
Список литературы