Графоаналитический метод. 
Геоэкология криолитозоны

В последнее время вызывает интерес методический прием совершенствования экспертных балльных оценок путем определения их размерности и рубежей балльных интервалов на фоне центовой шкалы. Способ визуального сопоставления разнородных оценочных показателей мерзлотно-экологического состояния условно можно назвать графоаналитическим (Зотова, 2011).

На примере тест-объекта «Харвута», расположенного в югозападной части Тазовского полуострова в подзоне южной тундры, рассматривается прием сопоставления и ранжирования покомпонентных баллов литокриогенной устойчивости и биоресурсной ценности ландшафтов Тюменского Севера.

Покажем процедуру расчетов двух интегральных коэффициентов (индексов) по баллам и по «центам качества» для ранжирования ландшафтов локального уровня по уязвимости к хозяйственному освоению; определим, какой из способов дает более достоверную картину распределения ландшафтов по группам опасности для освоения.

В общей ландшафтной дифференциации преобладают два комплекса генетических типов рельефа: плоская нерасчлененная водораздельная террасовая равнина аллювиально-морского генезиса (Пойловояхинская ландшафтная провинция) и сильно расчлененный рельеф склонов и долин гидрографической сети флювиального и криогенно-эрозионного генезисаЗападно-Тазовская ландшафтная провинция (рис. 6.3).

Плоская Пойловояхинская провинция, сложенная с поверхности торфом, подстилаемым песками, супесями, реже — суглинками, отличается слабой дрснированностью и доминированием озерноболотных и хасырейных типов местности. Среди современных ландшафтообразующих процессов преобладают заболачивание, торфообразование, образование хасыреев, криогенное пучение и термокарст. Сильно расчлененная Западно-Тазовская провинция отличается чрезвычайно контрастной ландшафтной структурой, обусловленной различиями в степени дренированности и экспозиции склонов. Относительные превышения достигают здесь нескольких десятков метров. Образовавшиеся склоны подверглись и подвергаются активной эрозионно-криогенной переработке (делювиальный смыв, солифлюкция, сплывание грунта, термоэрозия). На крутых склонах развит специфический ландшафт криогенных бедлендов. Часто встречаются относительно дренированные плакорные типы местности, покрытые лишайниково-кустарничковыми полигональными тундрами.

Для оценки интенсивности проявления деструктивных криогенных процессов было выбрано четыре традиционных фактора, оказывающих наибольшее влияние на их активизацию. Это среднегодовая температура многолетнемёрзлых пород Т, льдистость /, состав грунтов (с ним коррелирует глубина сезонного протаивания S) и протекторные свойства растительного покрова Р. Дополнительно был введен пятый «региональный» фактор — рельеф (степень его расчленения и крутизна склонов F, что позволило учесть опасность нарушения в ходе освоения таких весьма репрезентативных для этого региона ПТК, как «криогенные бедленды», под которыми понимается система термоэрозионных оврагов, занятых закустарснными лишайниковыми тундрами на супесчано-песчаных отложениях. Они отличаются максимальной интенсивностью криогенноэрозионных процессов (оползни-сплывы, солифлюкция).

Эколого-биотическое состояние ландшафтов оценивалось по двум показателям. Первый показатель — потенциал самовосстановления растительного покрова V который определяется скоростью восстановления растительности после нарушения, наряду с процентом проективного покрытия (с увеличением скорости восстановления растительности и увеличения проективного покрытия криогенные процессы затухают быстрее, а значит, риск освоения территории снижается).

Второй показатель — ресурсный потенциал территории R, который в данном случае отражает лишь ценность пастбищных ресурсов. Показатель продуктивности оленьих пастбищ характеризуется их удельной оленеемкостью (количеством оленей, способных прокормиться за один день на 1 га пастбища). Исследуемая территория относится к «транзитным» пастбищам, когда крупные стада оленей совершают перекочевки с зимних пастбищ лесотундры на летние в типичные и арктические тундры (рис. 6.4).

В данном случае продуктивность кормовых угодий охарактеризована значениями оленеемкости по зеленым (летним) кормам. К относительно продуктивным летним пастбищам (10−15 ол.дн./ га) относятся ерниковые тундры с участием ивняков на междуречьях и склоновые кустарниковые сообщества. Торфяники, дренированные ерниковые и оторфованные ивняковые тундры междуречий, закустаренные тундровые сообщества речных долин в лучшем случае относятся к пастбищам III бонитета, имеющим оленеемкость 6−9 ол. дн./га (Дедюсова, 2006).

Далее выбранные факторы калибруются по отраслевым шкалам градаций (рис. 6.5), где влияние каждого из них на степень нарушения ландшафта оценивается в баллах и центах в зависимости от того, как изменение того или иного фактора влияет на риск хозяйственного освоения. Выделено три группы баллов по степени их отрицательного влияния: слабо влияют — 1 балл, влияют -2 балла, сильно влияют — 3 балла.

Рис. 6.5. Соотношение шкал показателей, влияющих на опасность хозяйственного освоения в тундре.

Чтобы оценка проводилась более совершенным способом и у баллов появилась размерность (Симонов, 1999), предлагается совмещать верхнюю порядковую и нижнюю интервальную шкалы измерений. Так как интервальная шкала имеет меру (центы), то все баллы, спроецированные на нее, будут иметь имя и соответствующую размерность. Для корректного сопоставления значений отраслевых шкал показателей их также следует выразить в центах.

Поясним процедуру привязки балльных оценок литокриогенной устойчивости и биоресурсной ценности ландшафтов к шкале центов качества (см. рис. 6.5). На нижней шкале через равные интервалы отложены центы от 0 до 100, на верхней шкале — баллы (как правило от 1 до 3-х). Между ними размещены шкалы семи ведущих факторов, которые имеют различное число градаций. Факторы, как правило, не зависят друг от друга. Проекции рубежей балльных оценок влияния выбранных факторов на опасность хозяйственного освоения на нижнюю центовую шкалу позволяют выразить балльную оценку верхней шкалы в центах. Таким образом, оценки в баллах приобретают собственный «вес», выраженный в центах.

Высокая опасность проявления деструктивных экзогенных процессов (балл 3) возникает в плоских слаборасчлененных заторфованных ландшафтах или же на крутых склонах со среднегодовой температурой грунта, близкой к 0 °C, с льдистостыо более 60%, с медленной восстанавливаемостью (более 7−10 лет), с максимальными протекторными свойствами почвенно-растительного покрова. Если эти ландшафты к тому же являются ценными пастбищными угодьями с олснеемкостью более 10 оленедней/га, то опасность их хозяйственного освоения резко увеличивается.

Далее, по каждому ландшафту тест-объекта «Харвута» вычислялось среднее геометрическое значение всех семи показателей как в баллах, так и в центах, которое уместно называть коэффициентом опасности К₀ (Зотова, 2010). У более уязвимых к освоению ландшафтов, как правило, большие значения К₀.

В табл. 6.6 приведены примеры назначения экспертных оценок в баллах и центах ряду типичных ПТК Харвутинского тестового участка по каждому из семи оценочных критериев, а также расчетные значения интегрального показателя опасности освоения К₀.

В табл. 6.7 показана схема ранжирования ряда типичных ландшафтов по трем группам опасности освоения в соответствии со значениями K_Q9 которые закономерно растут с возрастанием мерзлотно-экологической опасности. На основании проведенного ранжирования были составлены оценочные карты.

При расчете К₀ по баллам и по «центам качества» выяснилось, что ряд ПТК, имеющих одинаковое значение К₀ по баллам, имеют несколько разные значения К₀ по центам в силу их более дробной шкалы, что позволило их дифференцировать. Так, например, два геокомплекса — ерниковые тундры термоэрозионных оврагов и крутых склонов имеют одинаковое рассчитанное значение К₀ но баллам — 2,03, тогда как по «центам качества» их значения /^соответственно равны 51,84 и 34,93 (табл. 6.6). Следовательно, используя центы в расчетах, мы получаем более детальную оценку опасности освоения.

К группе опасных для освоения геокомплексов как по мерзлотным, так и, но биотическим критериям были отнесены кустарниковые сообщества крутых склонов и торфяники со значениями Таблица 6.6.

Комплексная оценка мерзлотно-экологического состояния ландшафтов, тест-объект «Харву га».

СП О).

Типизация ПТК по трем степеням опасности, тест-объект «Харвута».

Таблица 6.7.

К_0баяяы >2,0 и K_0(etmf> 50. В этих ландшафтах антропогенные нарушения механического характера должны быть полностью запрещены.

К группе относительно безопасных для освоения ПТК с К_л, <1,5 и К_л <30 в комплексной оценке как по мерзлотным критериям (с 1 баллом), так и по очень низкой продуктивности пастбищ, отнесены дефляционные раздувы и травяно-гипновые болота. Исключительно, но низким баллам мерзлотных критериев в категорию относительно безопасных попали и сухие дренированные лишайниковые тундры на песках. В ландшафтах этой группы механические нарушения в ходе освоения допустимы, хотя и с некоторыми ограничениями.

Если значения К_Л, = 1,5-^2,0 и К_Л = 30-^50 — антропогенныс нарушения возможны при условии соблюдения ряда природоохранных мероприятий. Это ПТК придолинных тундр и кустарниковые тундры термоэрозионных оврагов.

Гипотетически, для того чтобы ландшафт попал в группу максимальной опасности, он должен иметь максимально высокие значения центов по каждому из отраслевых факторов (все факторы должны «работать» на итоговую оценку). Если их значения сильно варьируют, то итоговые значения среднего геометрического К_{0 ченты} существенно занижаются.

Таким образом, оценки по центам более детальны, но при этом увеличивается число ландшафтов, отнесенных к категории относительно устойчивых к техногенной нагрузке. Другими словами — использование интегральных индексов в центах занижает оценку опасности возникновения кризисной экологической ситуации по сравнению с той же оценкой в баллах по причине вариации (относительного разброса) значений отраслевых параметров.