Мониторинг изменений рельефа полигональных торфяников, примыкающих к автодороге Заполярное — Тазовский

Вытаивание полигонально-жильных льдов (ПЖЛ) определяет динамику рельефа полигональных торфяников. Массивы полигональных торфяников Пур-Тазовского междуречья составляют в среднем 6,5 % от общей площади. Целью исследования является установление краткосрочных темпов и направленности изменения рельефа торфяников под совместным действием техногенных и естественных факторов, основанное на мониторинге за период 2005–2022 гг. По спутниковым снимкам и ортофотопланам оконтурены морфологические элементы торфяника и определены их площади за разные годы. Исследования проведены на торфянике, непосредственно прилегающем к автодороге, покрытой бетонными плитами (Т1), и на фоновом торфянике на удалении примерно в 1,5 км от дороги (Т2). Для выявления естественных причин изменения рельефа торфяников рассмотрено влияние базовых климатических характеристик. Установлено, что на участке к северо-западу от дороги наблюдается стабилизация полигонального торфяника Т1. На юго-восточном участке Т1 деградация после строительства дороги резко усилилась. Полигональные канавы расширялись за счет деградации полигонов. На фоновом торфянике Т2 скорость разрушения поверхности несколько выше, чем на северо-западном участке Т1. Сопоставление основных показателей климата и скоростей деградации полигонального рельефа не дало явных зависимостей. Вероятно, большее значение имеет режим атмосферных осадков, перераспределение поверхностного стока и смена режимов затопления полигональных канав и их дренирования, определяемого ритмичным ходом деградации рельефа.

1. Городков Б.К. Крупнобугристые торфяники и их географическое распространение // Природа. 1928. № 6. С. 22–26.

2. Кузнецова Т.П. Подземные льды молодых прибрежно-морских террас Тазовского полуострова // Проблемы криолитологии. Вып. 1. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969. С. 44–49.

3. Шполянская Н.А., Евсеев В.П. Выпуклобугристые торфяники северной тайги Западной Сибири // Природные условия Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1972. С. 134–146.

4. Тыртиков А.П. Динамика растительного покрова и развитие мерзлотных форм рельефа. М.: Наука, 1979. 116 с.

5. Кашперюк П.И., Трофимов В.Т. Типы и инженерно-геологическая характеристика многолетнемерзлых торфяных массивов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 184 с.

6. Васильчук Ю.К., Васильчук А.К. Мощные полигональные торфяники в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород Западной Сибири // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 4. С. 3–15.

7. Фоотиев С.М. Арктические торфяники Ямало-Гыданской провинции Западной Сибири // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 5. С. 3–15.

8. Лисс О.Л., Абрамова Л.И., Аветов Н.А., Березина Н.А., Инишева Л.И., Курнишкова Т.В., Слука З.А., Толпышева Т.Ю., Шведчикова Н.К. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение / Под ред. В.Б. Куваева. Тула: Гриф и К, 2001. 584 с.

9. Кашперюк П.И. Типы и инженерно-геологические особенности многолетнемерзлых торфяных массивов севера Западно-Сибирской плиты: Дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 1985. 291 c.

10. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. Новосибирск: Наука, 1977. 216 с.

11. Liljedahl A.K., Boike J., Daanen R.P., Fedorov A.N., Frost G.V., Grosse G., Hinzman L.D., Iijma Y., Jorgenson J.C., Matveyeva N., Necsoiu M., Raynolds M.K., Romanovsky V.E., Schulla J., Tape K.D., Walker D.A., Wilson C.J., Yabuki H., Zona D. Pan-Arctic ice-wedge degradation in warming permafrost and its influence on tundra hydrology // Nature geosciences. 2016. V. 9. P. 312–318.

12. Fraser R.H., Kokelj S.V., Lantz T.C., McFarlane-Winchester M., Olthof I., Lacelle D. Climate sensitivity of high arctic permafrost terrain demonstrated by widespread ice-wedge thermokarst on banks Island // Remote Sens. 2018. V. 10. 954. URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/10/6/954 (дата обращения: 25.09.2022).

13. Farquharson L.M., Romanovsky V.E., Cable W.L., Walker D.A., Kokelj S., Nicolsky D. Climate change drives widespread and rapid thermokarst development in very cold permafrost in the Canadian high arctic // Geophys. Res. Lett. 2019. V. 4. 6681–9. URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019GL082187 (дата обращения: 25.09.2022).

14. De Klerk P., Donner N., Karpov N.S., Minke M., Joosten H. Short-term dynamics of a low-centred ice-wedge polygon near Chokurdakh (NE Yakutia, NE Siberia) and climate change during the last ca 1250 years // Quat. Sci. Rev. 2011. V. 30. P. 3013–3031.

15. Gao Y., Couwenberg J. Carbon accumulation in a permafrost polygon peatland: steady longterm rates in spite of shifts between dry and wet conditions // Glob. Chang. Biol. 2015. V. 21. P. 803–815.

16. Мельцер Л.И. Фитоценотические аспекты устойчивости ландшафтов Ямала // Западная Сибирь — проблемы развития. Тюмень: Ин-т пробл. освоения Севера СО РАН, 1994. C. 128–141.

17. Москаленко Н.Г. Антропогенная динамика растительности равнин криолитозоны России. Новосибирск: Наука, 1999. 280 с.

18. Антропогенные изменения экосистем Западно-Сибирской газоносной провинции / Отв. ред. Н.Г. Москаленко. М.: ИКЗ СО РАН, 2006. 359 с.

19. Yi S., Woo M. K., Arain M.A. Impacts of peat and vegetation on permafrost degradation under climate warming // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L16504. doi:10.1029/2007GL030550.

20. Валеева Э.И., Московченко Д.В. Зональные особенности растительного покрова Тазовского полуострова и его техногенная трансформация // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2009. № 9. С. 174–190.

21. Москаленко Н.Г. Изменение температуры пород и растительности под влиянием меняющегося климата и техногенеза в Надымском районе Западной Сибири // Криосфера Земли. 2009. Т. 13. № 4. С. 18–23.

22. Губарьков А.А., Андреева М.В., Еланцев Е.В., Хомутов А.В. Динамика экзогенных геологических процессов на автодороге Южно-Русское–Береговое // Проблемы региональной экологии. 2014. № 3. С. 19–23.

23. Jorgenson M.T., Shur Y.L. Pullman E.R. Abrupt increase in permafrost degradation in Arctic Alaska // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33 (2). L02503. doi: 10.1029/2005GL024960.

24. Raynolds M., Walker D., Ambrosius K., Brown J., Everett K., Kanevskiy M., Kofinas G., Romanovsky V., Shur Y., Webber P. Cumulative geoecological effects of 62 years of infrastructure and climate change in ice-rich permafrost landscapes, Prudhoe Bay Oilfield, Alaska // Glob. Change Biol. 2014. V. 20. P. 1211–1224.

25. Jorgenson M.T., Kanevskiy M., Shur Y., Moskalenko N., Brown D.R.N., Wickland K., Striegl R., Koch J. Role of ground ice dynamics and ecological feedbacks in recent ice wedge degradation and stabilization // J. Geophys. Res. 2015. V. 120. P. 2280–2297.

26. Kuznetsova A.O., Afonin A.S., Tikhonravova Ya.V., Slagoda E.A. Dynamics of local conditions of peat accumulation in the Holocene of the southern tundra of the Pur-Taz interfluves // International conference “Solving the puzzles from Cryosphere”. Pushchino, Russia, April 15–18, 2019. 2019. P. 81–82.

27. Raudina T.V., Loiko S.V. Properties and major element concentrations in peat profiles of the polygonal frozen bog in Western Siberia // IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2019. V. 400. 012009. URL: https:// iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/400/1/012009 (дата обращения: 25.09.2022).

28. Pastukhov A., Marchenko-Vagapova T., Loiko S., Kaverin D. Vulnerability of the Ancient Peat Plateaus in Western Siberia // Plants. 2021. V. 10. 2813. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/10/12/2813 (дата обращения: 25.09.2022).

29. Zlotnik V.A., Harp D.R., Jafarov E.E., Abolt C.J. A Model of Ice Wedge Polygon Drainage in Changing Arctic Terrain // Water. 2020. V. 12. 3376. URL: https://www.mdpi.com/2073-4441/12/12/3376 (дата обращения: 25.09.2022).

30. Пономарева О.Е., Гравис А.Г., Бердников Н.М. Современная динамика бугров пучения и плоскобугристых торфяников в северной тайге Западной Сибири (на примере Надымского стационара) // Криосфера Земли. Т. 16. № 4. С. 21–30.

31. Пастухов А.В., Каверин Д.А. Экологическое состояние мерзлотных бугристых торфяников на северо-востоке Европейской России // Экология. 2016. № 2. С. 94–102.

32. Loiko S., Klimova N., Kuzmina D., Pokrovsky O. Lake Drainage in Permafrost Regions Produces Variable Plant Communities of High Biomass and Productivity // Plants. 2020. V. 9. 867. URL: https:// www.mdpi.com/2223-7747/9/7/867 (дата обращения: 25.09.2022).

33. Nitzbon J., Langer M., Westermann S., Martin L., Aas K.S., Boike J. Pathways of ice-wedge degradation in polygonal tundra under different hydrological conditions // The Cryosphere. 2019. V. 13. P. 1089–1123.

34. Бабкина Е.А., Лейбман М.О., Дворников Ю.А., Факащук Н.Ю., Хайруллин Р.Р., Хомутов А.В. Активизация криогенных процессов на территории Центрального Ямала как следствие региональных и локальных изменений климата и теплового состояния пород // Метеорология и гидрология. 2019. № 4. С. 99–109.

35. Москаленко Н.Г. Изменения криогенных ландшафтов северной тайги Западной Сибири в условиях меняющегося климата и техногенеза // Криосфера Земли. 2012. Т. 16. № 2. С. 38–42.

36. Гребенец В.И., Исаков В.А. Деформации автомобильных и железных дорог на участке Норильск–Талнах и методы борьбы с ними // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 2. С. 69–77.

37. Хомутов А.В., Королева Е.С., Данько М.М., Хайруллин Р.Р. Полигональные торфяники севера Западной Сибири: распространение и вопросы классификации // Сборник докладов Шестой конференции геокриологов России «Мониторинг в криолитозоне». МГУ имени М.В. Ломоносова, 14–17 июня 2022 г. М.: «КДУ», «Добросвет». 2022. С. 745–751. URL: https://bookonlime.ru/node/44945 (дата обращения: 25.09.2022).

38. Хомутов А.В., Лейбман М.О., Губарьков А.А., Дворников Ю.А., Муллануров Д.Р., Бабкин Е.М., Бабкина Е.А. Мониторинг криолитозоны: новые данные на Центральном Ямале и организация наблюдений на Гыдане // Научный вестник ЯНАО. 2016. Т. 93. № 4. С. 17–19.

39. Хомутов А.В., Бабкин Е.М., Тихонравова Я.В., Хайруллин Р.Р., Дворников Ю.А., Бабкина Е.А., Каверин Д.А., Губарьков А.А., Слагода Е.А., Садуртдинов М.Р., Судакова М.С., Королева Е.С., Кузнецова А.О., Факащук Н.Ю., Сощенко Д.Д. Комплексные исследования криолитозоны северо- восточной части Пур-Тазовского междуречья // Научный вестник ЯНАО. 2019. Т. 102. № 1. С. 53–64.

40. Бабкин Е.М., Хомутов А.В., Дворников Ю.А., Хайруллин Р.Р., Бабкина Е.А. Изменение рельефа торфяника с вытаивающим полигонально-жильным льдом в северной части Пур-Тазовского междуречья // Проблемы региональной экологии. 2018. № 4. С. 115–119.

41. Хайруллин Р.Р., Хомутов А.В., Дворников Ю.А., Бабкин Е.М., Бабкина Е.А., Сощенко Д.Д. Анализ изменения торфяников северо-восточной части Пур-Тазовского междуречья по дистанционным и наземным данным мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 54–62.

42. Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа. Омск: Омская картографическая фабрика, 2004. 304 c.

43. Лебедева Е.А., Файбусович Я.Э., Назаров Д.В., Воронин А.С., Герасичева А.В., Маркина Т.В., Никольская О.А., Рубин Л.И., Чеканов В.И. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Третье поколение. Серия Западно-Сибирская. Лист Q-44– Тазовский. Объяснительная записка. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2020. 191 с.

44. Геокриологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 / Под ред. Э.Д. Ершова, К.А. Кондратьевой. М.: МГУ; ПГО Гидроспецгеология, 1991. 16 л.

45. СП 115.1330.2016. Геофизика опасных природных воздействий. М.: Стандартинформ, 2016. 40 с.

46. Геокриология СССР. Кн. 2 / Под ред. Э.Д. Ершова. М.: Изд-во «Недра», 1989. 454 с.

47. Погода в Тазовском. URL: http://rp5.ru/Погода_в_Тазовском (дата обращения: 01.09.2022).

48. Удаленный доступ к ЯОД-архивам. URL: http://aisori-m.meteo.ru/waisori/index.xhtml?idata=8 (дата обращения: 01.09.2022).

49. Бакулин А.А., Пижанкова Е.И., Гаврилов А.В. Разнонаправленные криогенные процессы береговой зоны морей Лаптевых и Восточно-Сибирского // Евразийский союз ученых. 2016. № 4–4 (25). C. 138–140.

50. Куницкий В.В., Сыромятников И.И., Ширрмейстер Л., Скачков Ю.Б., Гроссе Г., Веттерих С., Григорьев М.Н. Льдистые породы и термоденудация в районе поселка Батагай (Янское плоскогорье, Восточная Сибирь) // Криосфера Земли. 2013. Т. 17. № 1. С. 56–68.

51. Пижанкова Е.И. Современные изменения климата высоких широт и их влияние на динамику берегов района пролива Дмитрия Лаптева // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 1. С. 51–64.

52. Günther F., Overduin P.P., Yakshina I.A., Opel T., Baranskaya A.V., Grigoriev M.N. Observing Muostakh disappear: permafrost thaw subsidence and erosion of a ground-ice-rich island in response to arctic summer warming and sea ice reduction // The Cryosphere. 2015. V. 9. P. 151–178.

53. Кизяков А.И., Лейбман М.О. Рельефообразующие криогенные процессы: обзор литературы за 2010–2015 годы // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 4. С. 45–58.

54. Romanovsky V., Isaksen K., Drozdov D., Anisimov O., Instanes A., Leibman M., McGuire A.D., Shiklomanov N., Smith S., Walker D., Grosse G., Jones B.M., Jorgensen M.T., Kanevskiy M., Kizyakov A., Lewkowicz A., Malkova G., Marchenko S., Nicolsky D.J., Streletskiy D., Westermann S. Changing permafrost and its impacts. (Snow, Water, Ice and Permafrost in the Arctic (SWIPA) 2017). Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), 2017. P. 65–102. URL: https://www.amap.no/documents/doc/snowwater-ice-and-permafrost-in-the-arctic-swipa-2017/1610 (дата обращения: 25.09.2022)