Наука и преобразование природы севера. В. Крючков

Освоение ресурсов - будь то вспашка земли, рубка леса или строительство шахты - есть в сущности и преобразование природы. До недавних пор оно шло в основном стихийно, потому что плакировалось лишь освоение ресурсов. А вот результаты этого "вмешательства" в окружающую среду не учитывались из-за незнания последствий. В наши дни по мере роста знаний о природе преобразование ее становится научно обоснованным. В этой статье мы и расскажем о некоторых сторонах этого процесса на северо-востоке Европейской части СССР и севере Западной Сибири.

Когда на северо-востоке Европейской части СССР создавалась индустрия, некоторые ученые предполагали, что это приведет к отрицательным изменениям климата в этом районе. И ход их рассуждений был вполне логичным: известно, что увеличение дыма и пыли в атмосфере ведет к уменьшению солнечной энергии, поступающей на поверхность земли и понижению температуры. Этот эффект в Заполярье должен быть особенно сильным из-за того, что лучи невысокого северного солнца проходят здесь большой путь в приповерхностных слоях атмосферы, которые больше загрязнены, чем высокие. Чтобы понятны были дальнейшие рассуждения, напомним, что северная часть этого района скована вечномерзлыми грунтами, температура которых по мере движения к югу повышается. В южной тундре, где расположена Воркута, на глубине 8-12 м она равняется - 0,5-2,5°, а в понижениях, укрытых более мощным слоем снега, близка к 0°. Мощность мерзлой толщи в тундре изменяется от 100-150 м в северной ее подзоне до 10-20 м в южной и летнее оттаивание не превышает 0,8-1,5 м. В лесотундре мощность мерзлых грунтов продолжает уменьшаться, а температура их повышается, оттаивающий летом слой увеличивается, и на юге лесотундры мерзлые породы встречаются уже островами, приуроченными в основном к торфяникам, а в северной тайге они окончательно исчезают. В настоящее время мерзлые грунты южной части района деградируют: повышается их температура, увеличивается мощность талого слоя, мерзлые грунты с температурой близкой к 0° становятся талыми, что обусловлено наступлением древесной растительности на тундру. Но зависимость тут не простая: мерзлота отступает - деревья наступают; все, конечно, сложнее. Действительно, характер растительности зависит от температуры грунтов, но в условиях мерзлой толщи с температурой, близкой к 0°, и само ее существование может обусловливаться древесно-кустарниковой растительностью. Деревья и кустарники задерживают снег зимой и препятствуют сильному промерзанию грунтов, что ведет к деградации мерзлоты и образованию таликов (талых грунтов) сначала не сплошных, а потом и сплошных. Этот естественный процесс соединяется с промышленным освоением территории, в силу которого вокруг населенных пунктов и вдоль дорог постепенно в результате пожаров, вырубок исчезла растительность, а на ее месте возникли мелкобугристые тундры. Старожилы Воркуты помнят, что в начале 30-х годов в окрестностях теперешнего города островками и одиночно росли ели и березы. Одновременно с этим в городах и поселках изменяется микроклимат: повышается температура воздуха и почвы, что объясняется большим количеством пыли, выделяемым промышленными предприятиями. А это в свою очередь ускоряет сход снега и увеличивает бесснежный период. И теперь уже в конце мая - начале июня вблизи Воркуты и окружающих ее поселков снега нет, в то время как в тундре он еще лежит мощным слоем. Установлено, что в Воркуте температура почвы на 1-3° выше, чем в открытой тундре, мерзлые грунты лежат на глубине нескольких метров, а температура воздуха на 1-2° выше, скорость ветра значительно меньше, чем в тундре. Все это благоприятствует посадкам в населенных пунктах деревьев и кустарников. А как же обстоит дело с прогнозом о похолодании? Снижение солнечной радиации при загрязнении атмосферы, конечно, бесспорно. Оно проявляется особенно сильно при безветренной антициклональной погоде. В январе таких дней бывает около 10-15, в декабре и феврале - примерно столько же. Но зимой здесь солнце или вовсе не показывается, или низко и недолго стоит у горизонта. Летом же антициклональная погода редка - всего 5-7 дней в месяц, а преобладает ветреная погода. Таким образом, пыль, скопившаяся зимой, способствует быстрому сходу снега и нагреванию почвы. А летом, благодаря ветрам, воздух над промышленным районом довольно чист.

Это редкий случай, когда индустриальное освоение создает благоприятные условия для древесно-кустарниковых насаждений в населенных пунктах и вокруг них. Используются эти возможности пока еще слабо. Но уже и сейчас в Воркуте есть несколько гектаров насаждений ивы прутовидной. В городском питомнике кроме нее и березы извилистой растут также сотни деревьев ели сибирской. Помимо этого предпринимаются попытки создать лесные полосы вдоль железной дороги. Специалисты подсчитали, что один километр такой полосы шириной в 80 м обходится здесь в 4 раза дешевле, чем километр защитного забора. Но заборы не только дороги, они ведь и менее эффективны, чем древесные насаждения, в борьбе со снежными заносами.

Здесь смогут прижиться, вероятно, лиственница сибирская и даурская - самые неприхотливые и выносливые в условиях севера деревья. Лесные полосы будут способствовать формированию благоприятного микроклимата на полях пригородных хозяйств, где выращивают некоторые овощи и создаются сеяные луга.

В другом районе, на севере Западной Сибири, тоже наблюдаются интересные явления. Здесь естественные процессы и хозяйственная деятельность человека в течение последних столетий ведут к отступлению леса на юг.

Почему же гибнет и отступает на юг в этом районе лес? Каков механизм этого процесса? Чтобы ответить на эти вопросы, напомним, что в северной лесотундре и южной тундре для верхних частей плосковершинных холмов, гряд и водоразделов характерны лиственничные редколесья и лиственничные островки. На этих участках идет постепенное увеличение мхов, приводящее к прекращению подроста и гибели старых деревьев. Становясь более мощным, мохово-торфянистый слой начинает угнетать и карликовую березку, которая тоже погибает. В результате снег на этих участках уже не задерживается, сметается, а моховой покров, лишившись его защиты, тоже отмирает. И со временем здесь появляются пятна обнаженного грунта. Все это способствует еще большей деградации торфянисто-мохового слоя и формированию пятнистой тундры.

Весной огромные пространства тундры превращаются в гигантские болота

Если участок, на котором редколесье сменилось пятнистой тундрой, находится не* дальше, чем в нескольких стах метров от другого лиственничного массива, то пятнистая тундра снова покрывается лиственничником. Сначала на пятнах появляются молодые лиственницы, кустарниковая ольха. Они задерживают снег, умеряют силу ветров, улучшают микроклимат и со временем восстанавливается облик первоначального редколесья. Но если участок вторичной пятнистой тундры удален на 1 км и более от источников семян, то восстановления лиственничных островков не происходит, потому что сюда уже не долетают семена лиственницы.

Одна из угольных шахт в окрестностях города Воркуты

Можно предположить, что и без вмешательства человека здесь шло бы сокращение лиственничных редколесий и лиственничных островков. Но неправильная пастьба оленей, вырубка деревьев (на костры, жерди для чумов и т. д.) ускоряют рост тундровоподобных территорий и отступление границы леса к югу.

Зимой тундра укрыта снегом, который наметается в бугорки сильными ветрами

Что же можно сделать для остановки этого процесса? Прежде всего нужно строго соблюдать научно обоснованные пастбищеобороты. Необходимо также прекратить вырубку штамбовых деревьев и лиственничных стлаников. Этому помогут организационные меры (снабжение экспедиций и оленеводов газовыми баллонами, дюралевыми трубками для палаток и чумов и т. п.) и разъяснительная работа о роли леса в северных ландшафтах. Нужно если и не прекратить, то по крайней мере свести к минимуму в тундре поездки на гусеничных машинах. Они сдирают травяно-моховой слой, нарушают теплообмен между атмосферой и грунтами и ведут к образованию термокарстовых провалов и термокарстовогрязевых оврагов. В северных редколесьях и лесных островках нужно, наоборот, систематически удалять нарастающие мхи, чтобы они не губили взрослых деревьев и не глушили подроста. Процесс превращения лиственничных островков в пятнистые тундры может быть приостановлен путем удаления мохового покрова.

Наряду со всеми этими мерами нужно заниматься также восстановлением древесной растительности на тундровоподобных участках. Этому помогут мульчирование торфяной крошкой и посыпка снега сажей, способствующие ускорению схода снега, а следовательно, увеличению вегетационного периода и повышению температуры. В связи со сказанным хочется привести слова академика Е. К. Федорова, писавшего в 1970 г.: "Наступит время, когда мы не сможем мириться с дальнейшим существованием заболоченной территории, тундры, солончаков и пустынь на миллионах квадратных километров пространства нашей страны. Мы, безусловно, возьмемся за их преобразование и культивирование... Если технике придется приступить к выполнению таких задач через несколько десятилетий, то науке пора заниматься ими по крайней мере в теоретическом плане уже сейчас". Что касается севера Западной Сибири, то освоение ее ресурсов и, следовательно, преобразование уже идет. Так что нескольких десятилетий для предварительной подготовки научного обоснования преобразования природы в этом районе нет. Поэтому его нужно делать, по-видимому, уже сейчас. И не случайно географы и биологи, работавшие в Западной Сибири под руководством академика В. Б. Сочавы, пришли к выводу, что "в связи с быстрым промышленным освоением северных районов Западной Сибири назрела необходимость тундрового защитного лесоразведения в больших масштабах". Они считают, что настало время обязательных мероприятий по разведению леса при строительных работах на севере, в том числе в лесотундре и южной тундре. Для их проведения необходимо создать географическую службу ландшафтов, что-то вроде лесничеств. Все эти мероприятия позволят рационально осваивать богатые ресурсы Севера.