Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы изучения геосистем и вопросы оптимизации природопользования 14
1.1. Современные представления о природном территориальном комплексе 14
1.2. Геосистемный (ландшафтный) подход — основа оптимизации природопользования 19
ГЛАВА 2. Природные условия и факторы формирования ландшафтов северного склона Западного Кавказа 27
2.1. Рельеф, геологическое строение 30
2.2. Климат 35
2.3. Современное оледенение 47
2.4. Гидрографическая сеть 60
2.5. Почвы 62
2.6. Растительность 70
2.7. Ландшафты 82
2.8. Экологический потенциал горных ландшафтов 91
ГЛАВА 3. Современное состояние лесов северного склона Западного Кавказа 97
3.1. Структура и динамика сосновых фитоценозов 101
3.2. Характеристика модельных деревьев постоянных пробных площадей высотно-экологического профиля 105
3.3. Фитомасса древостоев постоянных пробных площадей 109
3.4. Фитомасса подроста сосновых древостоев высотно-экологического профиля заповедника 115
3.5. Биологическая продуктивность сосновых древостоев 116
3.6. Экологические основы формирования оптимальной структуры лесных сообществ 123
3.7. Пути оптимизации лесопользования 139
ГЛАВА 4. Особенности функционирования луговых геосистем северного склона Западного Кавказа 140
4.1. Основные особенности горных лугов и их состояние 140
4.2. Система использования сенокосных угодий 148
4.3. Пути оптимизации использования горных лугов 161
ГЛАВА 5. Озера северного склона Западного Кавказа — индикаторы изменения горных ландшафтов 168
5.1. Озерная сеть отдельных участков северного склона Западного Кавказа 169
5.2. Гидрологические особенности горных озер 176
5.3. Гидрохимические особенности озерных вод 185
5.4. Биогенные процессы и их роль в седиментации 189
5.5. Озера как индикаторы состояния климата современного оледенения и ландшафтов 200
5.6. Антропогенные воздействия на озера. Пути оптимизации использования озер 202
ГЛАВА 6. Антропогенные трансформации горных ландшафтов и мероприятия по оптимизации их экологического состояния 209
6.1.Хозяйственное использование и типы антропогенного воздействия 209
6.2. Трансформация почвенного покрова 211
6.3. Деградация горно-степных и горно-луговых ландшафтов 214
6.4. Рекреационное воздействие 219
6.5. Деградация лесных ресурсов 222
6.6. Современное состояние природных ландшафтов и экологическое районирование 227
6.7. Мероприятия по оптимизации экологического состояния природных ландшафтов 236
ГЛАВА 7. Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении и оптимальном развитии ландшафтов 242
7.1. Опыт работы Тебердинского заповедника в охране горных ландшафтов 244
7.2. Работы по восстановлению биологического разнообразия 249
7.3. Особенности развития и функционирования Тебердинского заповедника 257
7.4. Эколого-географические основы развития особо охраняемых природных территорий (на примере КЧР) 264
Заключение 273
Литература 282
- Современные представления о природном территориальном комплексе
- Рельеф, геологическое строение
- Характеристика модельных деревьев постоянных пробных площадей высотно-экологического профиля
- Основные особенности горных лугов и их состояние
Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение природных геосистем и особенностей их трансформации под воздействием прирдных и антропогенных факторов вызвано необходимостью научно-обоснованного подхода к решению региональных экологических проблем. Для горных ландшафтов Большого Кавказа, в том числе и западного его отрезка, характерны высотная зональность ландшафтов, сложность пространственной структуры и динамичность развития. Горные экосистемы хрупки и весьма восприимчивы к изменениям климата и непродуманной хозяйственной деятельности. В результате сокращается качественная среда обитания, утрачивается биологические разнообразие, ухудшается экологическая обстановка.
В последние десятилетие горные геосистемы северного склона Западного Кавказа подвержены весьма существенной антропогенной нагрузке - деятельности, направленной на решение социально-экономических проблем, возникших в результате смены общественно-исторического уклада в Российской Федерации. Отсутствие современных технологий рационального природопользования в горах, не работающая на местах законодательная база, поныне бытующее мнение о неисчерпаемости природных ресурсов, крайне низкая экологическая культура взаимоотношений человека с природой ощутимо отразились на природных комплексах региона. Антропогенный пресс на природную среду высокогорий за последнее время вызвал ряд отрицательных экологических последствий: изменился водный баланс и химический состав многих рек Западного Кавказа, снизилась и продолжает уменьшаться численность фоновых видов животных, являющихся объектами элитных охот (медведей, зубров, серн, туров), идет интенсивная деградация лесных площадей из-за неумеренного пользования лесными ресурсами — вырубок, воздействия неуправляемых пожаров, неограниченного в прошлом выпаса скота на лесных площадях (Они-щенко, Салпагаров, 2001).
Весьма ощутимое влияние на современное состояние природных компонентов Карачаево-Черкесии оказывало в недавнем прошлом отгонное животноводство, достигая часто нагрузки 1 головы на 0,4-0,2 га территории. Современное состояние горно-луговых сенокосных и пастбищных угодий, особенности их строения и состава обусловлены не только сложными взаимосвязями почвообразования на протяжении исторического времени с тектонико-экзогенными процессами, но и мощным воздействием за последнее время геохозяйственной деятельности человека. Современное состояние растительного покрова горно-лугового пояса и зависящие от него сдвиги в устойчивости почв и почвенного покрова вызывают серьезное беспокойство. По данным некоторых исследователей 35% высокогорных пастбищ эродировано (Ромашкевич, 1987). В настоящее время животноводство Карачаево-Черкесии, как и другие отрасли народного хозяйства, находится в кризисном состоянии. Кризисная экологическая ситуация сложившаяся на Западном Кавказе в том числе и в КЧР требует многостороннего научного анализа антропогенных трансформаций природных ландшафтов и выработки эффективных мер по восстановлению деградированных природно-территориальных комплексов.
Цель и задачи исследования. Целью настоящих исследований является анализ и оценка современного состояния ландшафтов северного склона Западного Кавказа, выявление особенностей их трансформации под влиянием антропогенных факторов, разработка мер по оптимизации и рациональному использованию. Для достижения данной цели потребовалось решить следующие задачи: - проанализировать современные представления о структуре природных
геосистем, сформулировать принципы и подходы к оптимизации приро-
дользования;
охарактеризовать природные условия северного склона Западного Кавказа и геосисистемы, сформировавшиеся здесь, в том числе и их биологический потенциал;
выявить динамику структуры лесных биогеоценозов, фитомассы и продуктивности основных фитоценозов, в условиях сложного горного рельефа и высокой энергии современных процессов;
охарактеризовать горно-луговые биогеоценозы в условиях значительной трансформации горных экосистем под воздействием неумеренного антропогенного пресса, разработать рекомендации по коренному улучшению горных кормовых угодий (пастбищ и сенокосов) в контексте устойчивого социально-экологического развития региона;
исследовать динамику озер, ледников как отдельных элементов природ-но-территориальных комплексов являющихся индикаторами состояния ландшафтов озерных водоемов;
определить пути адаптации особо охраняемых природных территорий (ООПТ) в период общественно-исторического переустройства государства;
обосновать принципыы рационального освоения рекреационных ресурсов северного склона Западного Кавказа в плане сохранения и устойчивого развития природных экосистем.
Исходная информация и методы исследований. В основу работы положены полевые исследования геосистем, проводившиеся автором на территории Карачаево-Черкесии, типичного раойна северного склона Западного Кавказа, в период с 1962 по 2002 гг. Наряду с ними использовались разнообразные материалы: литературные, картографические, фондовые и др., собранные автором во время работы директором совхозов «Карачаевский», «Кумышский» и директором Тебердинского заповедника. Изучение временной структуры отдельных компонентов ландшафтов осуществлялось стационарным и полустационарным методами. Кроме того
использовалась информация, полученная в ходе аэровизуальных наблюдений. Помимо наблюдений на стационаре - высотно-экологическом профиле Тебердинского заповедника и на некоторых других полустационарах, автор проводил экспериментальные исследования в 1962-1976 гг. по динамике горно-луговых биогеоценозов северного макросклона Западного Кавказа в окрестностях Тебердинского государственного заповедника.
Для обработки и систематизации первичных полевых материалов применялись стандартный пакет MS-Excel. На его основе созданы банки данных, характеризующие основные физико-географические и биогеоце-нологические параметры геосистем Западного Кавказа. Детальный анализ осуществлялся с использованием пакета Statistica 5.0, позволяющего применить практически весь комплекс методов математической статистики.
В теоретическом отношении работа опирается на принципы информационно-логического анализа и синтеза природно-территориальных комплексов, разработанные в Тебердинском заповеднике (Петропавловский, Онищенко, 1980). Информационный анализ, основанный на вероятностном подходе, предусматривает, прежде всего, сбор материала по регулярной равномерной схеме, обеспечивающей случайную выборку данных из генеральной совокупности. Такой подход широко используется, например, при сопряженном картографическом анализе. При выработке методических подходов автор опирался также на труды Д.Л.Арманд, Л.С.Берга, Н.Л. Беручашвили, Н.А.Гвоздецкого, А.А.Григорьева, А.Г.Исаченко, С.В.Калесника, А.А.Молчанова, Ю.Г.Пузаченко, Н.Ф,Реймерса, Н.А.Солнцева, В.Б.Сочавы, Н.Ф.Храмцовой и др.
Научная новизна работы заключается в том, что: - впервые выполнены комплексные биогеоценотические и геоэкологические исследования, позволившие на основе мониторинговых данных дать объективную оценку современных горных ландшафтов северного склона Западного Кавказа;
проанализированы структура и динамика отдельных составляющих при-родно-территориальных комплексов (фитоценозов, ледников, озер), определены тенденции процессов их дифференциации и интеграции;
разработана методика сопряженного анализа абиотических факторов и структуры растительности в горных экосистемах и определено место ее использования в комплексном мониторинге растительного покрова;
разработаны принципиально новые мероприятия по коренному преобразованию трансформированных горно-луговых биогеоценозов в контексте традиционного их хозяйственного пользования;
выявлены особенности функционирования особо охраняемых природных территорий в условиях развитого туризма, курортного дела и смены социально-экономического уклада на Северном Кавказе. Определены перспективы их реструктуризации и адаптации.
Предметом защиты являются современное состояние горных геосистем Западного Кавказа, структуры и динамики биогеоценозов и других природных комплексов с целью их сохранения и улучшения и оптимизации природопользования.
На основании проведенных исследований сформулированы и выносятся на защиту следующие положения:
Природные геосистемы северного склона Западного Кавказа характеризуются наибольшей по сравнению с соседними Центральным и Восточным его частями, степенью сохранности. В этой связи их дальнейшее использование и охрана должно опираться на комплексный подход.
Наиболее ценными в хозяйственном и рекреационном отношении, а также наиболее хорошо сохранившимися на территории северного склона Западного Кавказа являются хвойные природные комплексы. Их современная структура, функционирование и динамика протекают преимущественно под действием природных факторов и процессов. Это
позволяет использовать наблюдения за ними для анализа длительнов-ременной динамики и прогнозирования, выработки мероприятий по оптимизации лесопользования в данном регионе.
В результате интенсивного использования горных лугов северного склона Западного Кавказа сократилось видовое разнообразие их травостоя и запасы фитомассы. Несмотря на существенное снижение нагрузки на них в последнее время, для их восстановления необходим целый комплекс взаимоувязанных хозяйственных мероприятий, таких, как внесение удобрений, регулирование выпаса, пастбищеоборот и т.п.
Среднегорные и особенно высокогорные озера района являются сложными природными системами, отражающими изменения климата, стока, аккумуляции и ритмичности оледенения территории, а так же экологическую ситуацию в целом на водосборном бассейне.
Для северного склона Западного Кавказа наиболее перспективным является путь социально-экономического развития, основанный на использовании высокого туристско-рекреационного потенциала. Этому способствуют также наличие унаследованной от советских времен инфраструктуры, уклад жизни коренного населения и обширная сеть ООПТ, включающая биосферные заповедники (Тебердинский и Кавказский), заказники и памятники природы.
Теоретическое и практическое значение. Теоретический интерес представляют результаты анализа современного состояния лесных и луговых ландшафтов, их устойчивости, ординации коренной (восстановленной) растительности, а также производной, развивающейся спонтанно или под влиянием естественных и антропогенных факторов.
Практическое значение представленной работы заключается в следующем: детальная инвентаризация кормовых угодий высокогорий северного макросклона Западного Кавказа обеспечила возможность уточнить и установить контуры, площади и продуктивность исследуемых лугов; раз-
работать мероприятия по проведению поверхностного и коренного их улучшения; определить объемы и очередность работ на ближайшую перспективу; рассчитать эффективность планируемых мероприятий с определением целесообразности их применения.
Одной из первых практических разработок автора были «Рекомендации по технологии улучшения горных естественных кормовых угодий Карачаево-Черкесии», которые были одобрены областной научно-практической конференцией по горному луговодству 21 февраля 1970 г. и утверждены Карачаево-Черкеским облисполкомом 16 марта 1970 г. за №148, в настоящее время успешно применяются. Разработанные методы информационной оценки структуры и функционирования биогеоценозов весьма перспективны не только в практике инвентаризации природных ресурсов горных районов, но и в совершенствовании мониторинга окружающей среды. Результаты исследований используются также в процессе подготовки специалистов в области географии, охраны природы, экологии и природопользования.
Выявленные особенности формирования составляющих гидрографической сети (озер, ледников), их распространения и эволюции по речным бассейнам, высотным зонам, орографическим элементам освещают основные закономерности образования, распространения и дальнейшего развития гидрологических и гляциологических объектов рассматриваемого региона. Еще одной важной проблемой, которую позволяют решить результаты исследований является современная оценка структуры и функционирования природно-территориальных комплексов в условиях социально-экономического переустройства государства. В этой связи разработаны конкретные мероприятия по охране, оптимизации и рациональному использованию природных ресурсов Западного Кавказа и его отдельных районов. Автором рассмотрены аспекты создания зоны щадящего природопользования (экотуризм, организация национальных парков и др.) меж-
ду Тебердинским и Кавказским заповедниками на принципиально новой основе взаимодействия социальной и экологической систем.
В контексте проводимых научно-производственных исследований по Программе эколого-просветительской деятельности в заповеднике под руководством и непосредственном участии автора завершено строительство современного (на уровне международных стандартов) здания Северо-Кавказского регионального информационного визит-центра. Тебердин-ский визит-центр будет проводить линию на перспективу развития, как экологического просвещения, так и экологического, познавательного туризма для всего Северо-Кавказского региона. В визит-центре так же создается новый музей охраны природы с отражением быта, культуры, этноса и уклада местных народов всего Северного Кавказа во взаимодействии с природной на всех исторических этапах.
Апробация работы. Основные теоретические положения и практические результаты докладывались автором и обсуждались на многочисленных совещаниях, конференциях, симпозиумах. Наиболее значимыми из них были: заседания комиссии Президиума Совета Министров РСФСР по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов совместно с Госагропромом СССР 9 апреля 1986 г.; международные симпозиумы стран-членов Совета Европы «Проблемы сохранения биоразнообразия и экологизация природопользования» (Нац. парк «Баварский лес», Мюнхен, Графинау, Германия, 1994; Манчестер, Англия, 1996; Милан, Италия, 1997; Кухмо, Финляндия, 1998; Владивосток, 2002); международный симпозиум «Продуктивность и стабильность лесных экосистем» (Тбилиси, 1982); научно-практическая конференция «Экологические проблемы высокогорий Северо-Западного Кавказа и роль заповедников в их решении» (Адлер, 1999); региональная межведомственная научно-практическая конференция «Рациональное использование горных лесов и рекреационных территорий — основа устойчивого развития Причерномо-
рья» (Хоста, 1999); научное совещание «Пути разработки практических мероприятий в формировании региональной политики природопользования и охраны природы» (Ставрополь, 2000); Всероссийское совещание биосферных заповедников РФ (с участием представителей ЮНЕСКО) в 2001 г. в городах Красноярск — Саяно-Шушенск «О выполнении биосферных функций биосферными заповедниками, исходящих из требований Севильской стратегии ЮНЕСКО»; совещание Краснодарского отделения Русского географического общества, посвященного Международному году гор (МГГ-2002) по теме: «Проблемы окружающей среды и устойчивого развития горных территорий Большого Кавказа» (Краснодар, 2001); научная конференция по монтологии «Состояние и развитие горных систем» (Санкт-Петербург, 2002); 2-я межрегиональная научно-практическая конференция «Природные ресурсы и экологическое образование на Северном Кавказе» (Ставрополь, 2002). По теме исследований опубликовано 79 работ, в том числе 8 монографии и 2 учебных пособия.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы (293 названий). Объем рукописи составляет 306 страницы, в том числе 21 рисунков и 22 таблиц.
Автор считает приятным долгом выразить искреннюю благодар-
ность д.г.-м.н., проф. [Ю.П.ХрусталевуІ, д.б.н. Н.Н. Поливановой, к.г.н. В.В.Онищенко и другим, чья помощь, участие и поддержка сделали возможным завершение данного исследования.
Современные представления о природном территориальном комплексе
Понятия «природный комплекс», «природно-территориальный комплекс», «ландшафт», «геокомплекс», «геосисетма» прочно укоренились в современной географии. У истоков отечественного учения о географическом ландшафте стояли Р.И.Аболин, Л.С.Берг, А.А.Борзов, П.И.Броунов, Г.Н.Высоцкий, А.А.Григорьев, В.В.Докучаев, С.В.Калесник, Г.Ф.Морозов, Л.И.Прасолов, В.Б.Полынов, Л.Г.Раменский, В.Н.Сукачев и др., в исследованиях которых разрабатывались отдельные теоретические и методические положения. Позже это учение развивалось благодаря работам Н.А.Солнцева, Н.А.Гвоздецкго, К.И.Геренчука, А.Д.Арманда, Ф.М.Милькова, В.А.Николаева, А.Г.Исаченко, В.Б.Сочавы.
В результате понятие «природный ландшафт» стало одним из фундаментальных понятий современной физической географии. В его основе лежит идея о взаимосвязи и взаимообусловленности всех природных процессов и явлений земной поверхности. В настоящее время имеются два общепринятых и взаимодополняющих определения ландшафта: - генетически однородный природно-территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно сочетающихся урочищ (Солнцев, 1962); - природная геосистема региональной размерности, состоящая из связанных генетически и функционально локальных геосистем, приуроченных к одному типу рельефа, одной морфологической структуре и отличающаяся специфичным местным климатом (Николаев, 1979). Термин «ландшафт» имеет несколько трактовок. Во-первых, ландшафт — вполне конкретная индивидуальная природная территориальная единица, как и индивидуальные его морфологические части (местности, урочища и фации). Определенный набор морфологических частей создает в каждом ландшафте свою структуру, по которой один ландшафт хорошо отличается от другого. Во-вторых, ландшафт — общее понятие, которое можно отнести к природному территориальному комплексу любой сложности и размерности, то есть к комплексу любого ранга. В-третьих, ландшафт — типологическая единица: однородный или однотипный физико-географический комплекс, разобщенный в пространстве. Термин применим к категориям различного классификационного ранга (природный ландшафт, ландшафт песчаной пустыни и т.п.). Ландшафт является здесь общим понятием, касающимся характера территории. Ландшафт — узловая единица в ряду геосистем. С одной стороны, это территориальная интеграция локальных геосистем, создающих характерный для него внутренний узор, или морфологию, а с другой — это начальная ступень регионального уровня. В связи с этим ландшафт занимает узловое положение в системе территориальных физико-географических единиц. Целостность ландшафта обусловлена потоками вещества и энергии, которые объединяют и компоненты ландшафта, и его морфологические части (фации, урочища и др.) в единую систему. Что касается термина «геосистема», то его ввел в физическую географию В.Б.Сочава в 1963 г. Несколько позже, в 1978 г. он определил их как особый класс управляющих систем; земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как определенная целостность взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом (Сочава, 1978). В сложной иерархии геосистем следует в первую очередь выделить, согласно В.Б.Сочаве, три главных уровня: планетарный, региональный и локальный (топологический). Планетарный представлен на нашей планете в единственном числе: это географическая (ландшафтная) оболочка. Региональные геосистемы — крупнейшие структурные части географической оболочки: физико-географические (ландшафтные) зоны, страны, провинции, собственно ландшафты. Наконец, геосистемы локального уровня — относительно простые образования, так называемые урочища и фации — предельные единицы ландшафтно-географической дифференциации, которые характеризуются признаком неделимости по всем основным компонентам. Всем геосистемам, независимо от их ранга, присущи общие свойства. Важнейшее из этих свойств — целостность. Геосистему нельзя свести простой сумме ее частей — компонентов. Из взаимодействия этих частей возникает нечто принципиально новое, чего не могло бы быть в их механической сумме (рельеф + горная порода + вода и т.д.). Своеобразным «продуктом» географического комплекса и ярким свидетельством его реальности может служить почва. Если бы солнечное тепло, вода, материнская порода и организмы просто «сосуществовали» на одном месте, но не взаимодействовали между собой, не функционировали как части одной материальной системы, никакой почвы не могло бы быть. Особенно важным «эмерджентным» (качественно новым, производным) признаком геосистемы является ее способность продуцировать биомассу. Биологическая продуктивность — это результат «работы» особого природного механизма, в котором обязательно должны участвовать солнечная энергия, минеральное вещество земной коры, газы атмосферы, воды гидросферы. Не случайно количество и качество биологической продукции строго соот ветствует характеру географического комплекса. Оно неодинаково в разных ландшафтных зонах и провинциях, на разных формах рельефа и горных породах, на участках с различным естественным увлажнением, дренажем и микроклиматом.
Компоненты геосистемы связаны между собой обменом веществ и энергии. От одного компонента к другому непрерывно поступают вещество и энергия, которые при этом подвергаются превращениям (трансформации). Лучистая энергия Солнца — основной источник энергии природных процессов в геосистемах — преобразуется компонентами геосистемы в другие виды энергии: тепловую, механическую, биохимическую и др.
Совокупность процессов обмена и трансформации энергия и вещества в географическом комплексе можно назвать его функционированием. У геосистемы свои специфические функции, свои особые механизмы передачи и преобразования материи и энергии, наподобие того, как и у живого организма или другой материальной системы. Основные «функции» геосистем: трансформация солнечной энергии, механическое перемещение твердого вещества под действием силы тяжести, циркуляция воздуха, влагооборот и биогенный круговорот веществ.
С функционированием связано понятие «структура геосистемы». Это сложное понятие в самой общей форме можно определись как взаимное расположение частей системы и способы их соединения или как пространственно-временную организацию системы. Структура географического комплекса многопланова.
Рельеф, геологическое строение
Северо-Кавказская моноклиналь и депрессии занимают западную часть Северо-Кавказской моноклинали между реками Белой и Кубанью. На юге на высотах 800-1200 м она начинается широкой (до 15-20 км) полосой относительно пониженного рельефа Северо-Юрской депрессии. На севере сильно размытые гряды неогеновой куэсты примыкают к Восточно-Кубанской наклонной равнине. Северо-Юрскую депрессию слагают моноклинально залегающие глинистые сланцы и песчаники нижней и средней юры. Легко поддающиеся размыву сланцы способствуют развитию мягкого, холмистого рельефа. Песчаники и известняки средней юры местами образуют резкие формы рельефа столовых вершин и обрывистых склонов, но их отметки не превышают уровня поверхности междуречий, которая расчленена поперечными широко разработанными террасированными долинами главных рек.
Скалистый хребет бронирован карбонатными породами верхней юры, моноклинально падающими на северо-северо-восток под углом от 5-7 до 11-12. Нижнемеловые песчаники, мергели, мергелистые известняки и глины образуют депрессию между Скалистым хребтом и Пастбищным, который сложен верхнемеловыми тонкослоистыми известняками. Северо-западнее р.Уруп в связи с сокращением мощности известняков и переходом их мергелистые фации, Пастбищный хребет постепенно понижается и приобретает более мягкие формы.
Палеогеновые и неогеновые отложения занимают широкую полосу предгорий северного склона до границы с Восточно-Кубанской наклонной равниной.
Обрывистые южные склоны куэстовых хребтов осложнены уступами и сопровождаются крупными обвалами и осыпями; в нижних частях склонов развиты оползни. Для северных склонов Скалистого и Пастбищного хребтов характерно широкое развитие карстовых форм рельефа в карбонатных породах (карров, воронок, котловин, ниш, пещер и др.). Поперечные долины главных рек, глубиной до 700-900 м, образующие каньоны в куэстовых хребтах, сужены.
Межкуэстовые литоскульптурные депрессии также расчленены широкими долинами главных рек с хорошо выраженными террасами и балками.
В долинах главных поперечных рек Кубанской подобласти прослеживаются как низкие, так и высокие террасы. В долине р.Кубани между Карачаевском и Черкесском кроме поймы выделяется семь низких верхнеплейстоценовых террас; в долинах Малого и Большого Зеленчуков, Урупа, Большой и Малой Лабы число низких террас сокращается до пяти.
Полный комплекс низких и высоких террас развит по периферии наиболее молодых куэст, на границе с Восточно-Кубанской наклонной равниной, в межкуэстовых депрессиях и в Северо-Юрской депрессии. Кроме первой, аккумулятивной террасы, все остальные террасы цокольные. Только в Северо-Юрской депрессии почти по всем рекам аккумулятивной является и вторая терраса. Плейстоценовые террасы — внутридо-линные; лишь нижнеплейстоценовая терраса в молодой наложенной Зе-ленчукской впадине (Милановский, 1968) образует наиболее низкие плоские междуречья рек Кубани, Малого и Большого Зеленчука.
Выравнивание Северо-Юрской депрессии происходило как путем снижения водоразделов в процессе их эрозионного расчленения, так и путем параллельного отступания к северу южного эскарпа Скалистого хребта с образованием педимента у его подножия. В результате этого процесса оказались подрезанными верховья некоторых рек, истоки которых находились в Северо-Юрской депрессии или на Скалистом хребте. На крутых, местами отвесных южных склонах Скалистого и Пастбищного хребтов проявляются мощные гравитационные процессы. Многочисленные тектонические трещины в верхнеюрских и верхнемеловых известняках, расширенные благодаря прибортовым отседаниям, являются причиной образования крупных обвалов и осыпей. Гравитационные процессы проявились наиболее интенсивно во время позднеплиоценовых и плейстоценовых оледенений.
В зонах развития нижнеюрских сланцев (Северо-Юрская депрессия у южного подножия Скалистого хребта), альбских глин (южный склон Пастбищного хребта) и глинистых пород палеогена широко распространены оползни, образующие характерных мелкобугристый рельеф.
Передовой, Боковой и Главный хребты составляют осевую, наиболее приподнятую часть Большого Кавказа. Главный хребет расчленен многочисленными поперечными долинами и представляет собой систему кули-сообразно расположенных горных хребтов. Он состоит из нескольких горст-антиклинориев второго порядка, между которыми зажаты небольшие полосы нижнеюрских сланцев, местами синклинального строения. От Передового Боковой хребет отделяется Архызо-Загеданской продольной грабен-синклинальной депрессией, сложенной нижнеюрскими глинистыми сланцами и ограниченной продольными разломами.
Горст-антиклинории Главного и Бокового (Суганского) хребтов образованы главным образом гранитоидами. Морфология Главного и Бокового хребтов и разделяющих их продольных депрессий отражает сложную складчато-глыбовую структуру новейших разрывных нарушений, наследовавших более древние разломы. Для Водораздельного, Бокового и Передового хребтов характерен высокогорный эрозионно-структурный тектонический прямой рельеф с широким развитием древнеледниковых форм и мощным современным оледенением. Высокогорный и среденегорный рельеф межгорных продольных эрозионно-тектонических депрессий характеризуется сложным эрозионным расчленением с элементами гляциального рельефа.
Позднеплиоценовое оледенение Кавказа развивалось в условиях высокогорного, но менее расчлененного, чем современный, рельефа; границы этих оледенений с достоверностью еще не установлены. Следы плейстоценовых оледенений в высокогорной части морфологически выражены в виде вложенных трогов и конечных и боковых морен, которые в долинах увязываются (или непосредственно примыкают) с хорошо сохранившимися и стратиграфически расчлененными плейстоценовыми речными террасами. Морены нижнеплейстоценового оледенения плохо сохранились и встречаются очень редко. Лучше сохранились среднеплейстоценовые и особенно позднеплейстоценовые морены, распространенные внутри ясно выраженных трогов, на дне которых широко развиты флювиогляциальные террасы. Особенности климатических условий (большое количество атмосферных осадков, отрицательная средняя годовая температура) и резкое расчленение рельефа в сочетании с большой интенсивностью поднятий определяют господство в высокогорьях современных гляциальных, ни-вальных и гравитационных процессов. Скальные стены горных гребней, остроконечные пики и карлинги, чередующиеся с карами, нивальными впадинами и глубокими ущельями, являются характерной чертой ледни-ково-нивальной области.
Характеристика модельных деревьев постоянных пробных площадей высотно-экологического профиля
Модельные деревья выбирались для различных ступеней толщины: на пробных площадях было взято 15 модельных деревьев, в том числе по 2 средних дерева сопутствующих пород пихты и осины; на отдельных площадях произведена выборка 9 модельных деревьев; в нижней части южного склона взято 16 модельных деревьев; верхняя пробная площадь представлена 5 моделями. Каждое модельное дерево отличается специфичностью роста и развития своих частей, однако по распределению их отдельных показателей (высоты деревьев, площади и протяженности кроны и т. д.) в зависимости от ступени толщины имеется закономерность, позволяющая выравнивать (усреднять) кривые распределения и распространять полученные графические данные на все древостой исследуемых пробных площадей. Показатели модельных деревьев указывают на определенные закономерности в индивидуальном развитии деревьев в условиях смены высотных уровней. Так, с поднятием вверх по склонам южной и восточной экспозиций высотно-экологического профиля характерными моделями служат деревья худших классов развития по Крафту, с низко посаженной кроной, плохой очищаемостью от сучьев, с большей площадью проекции крон. Видовые числа модельных деревьев, определяемые как отношение объема дерева к объему цилиндра, имеющему высоту, равную высоте дерева, и основание, равное площади сечения ствола, взятой на высоте груди (Захаров, 1967; Анучин, 1971), имеют слабозаметную тенденцию к увеличению с повышением гипсометрического уровня.
Если учесть, что видовое число, найденное для древесного ствола, служит наглядным показателем его формы для наших исследуемых участков, форма ствола на верхних пробных площадях несколько в большей степени приближена к правильному стереометрическому телу — цилиндру, чем формы стволов модельных деревьев на нижних пробных площадях.
Диаметр модельных деревьев на пробной площади нижней части южного склона колеблется от 12,1 до 67 см, высота от 14,8 до 31,2 м, возраст от 75 до 230 лет; деревья отличаются хорошим развитием (I—III классы по Крафту); текущий прирост по высоте за последние 10 лет составил 0,08-0,28 м, по диаметру 0,06 см, по объему 1,29-31,36 дм3, средний прирост по объему изменяется от 0,72 до 9,69 дм3. Как видим, средние приросты по объему модельных деревьев пробной площади не превышают текущих, следовательно, все выбранные экземпляры модельных деревьев не достигли возраста количественной спелости. Коэффициент формы ствола q2 изменяется от 0,55 до 0,78. Стволы сосны, судя по коэффициентам формы q2, среднесбежистые. Видовые числа и коэффициенты формы с увеличением диаметров стволов закономерно уменьшаются, за исключением модели №12 (это дерево относится к другой генерации, и, если судить по ряду морфологических признаков, оно, возможно, относится к другой форме сосны Коха) (Петропавловский, 1972). Средний коэффициент формы q2 модельных стволов сосны на нижней пробной площади южного склона равен 0,66, видовое число 0,43. Процент коры составляет 6,63-18,7%. При исследовании изменений высоты (Н), диаметра (D) и объема (V) равнозначных модельных деревьев с возрастом по высотно-экологическому профилю установлено, что с повышением абсолютной высоты уменьшаются значения этих таксационных показателей. На ход роста деревьев в высоту оказывают значительное влияние климатические характеристики. Примерно до 30-летнего возраста древостой различных высотных уровней имеют стабильный ход роста в высоту, впоследствии под действием гидротермических градиентов отмечается снижение роста в высоту деревьев с увеличением гипсометрических уровней максимального значения прироста по высоте: на уровне рассматриваемой пробной площади в 20-летнем возрасте — 0,4-0,42 м, на уровне верхней пробной площади южного склона в более старшем возрасте (80 лет) — 0,17 м (рис. 14).
Анализ хода роста самых крупных деревьев по диаметру показал, что до 50-летнего возраста не отмечается зависимости в изменении диаметров деревьев по высотному профилю. Лишь с 50-летнего возраста, то есть примерно в период перехода подроста в древостой, отмечается устойчивое снижение диаметров деревьев с увеличением абсолютной высоты. Наибольший текущий прирост по диаметру характерен в возрасте до 60 лет, после чего прирост несколько снижается. Однако для модельных деревьев верхних высотных уровней могут быть значительные колебания по этому показателю.
В древостоях восточного склона отдельные деревья самых низших ступеней толщины могут достигать количественной спелости и переходить в категорию отпада, тогда как крупномерные деревья ежегодно интенсивно накапливают древесину, увеличивая продуктивность насаждений.
Текущий прирост по объему у модельных деревьев нижней пробной площади восточного склона с возрастом увеличивается и максимума (32,02 дм3) достигает к возрасту 100 лет. Деревья верхней части восточного склона характеризуются низкой очищаемостью от сучьев. Класс развития по Крафту колеблется от I до IV. Древостой сосны на пробной площади верхнего высотного уровня восточного склона отличается от древостоя пробной площади нижнего высотного уровня этого склона более высоким средним коэффициентом формы Я2 = 0,70 и видовым числом 0,490, то есть несмотря на более суровые условия местопроизрастания, древостой верхней пробной площади имеет несколько большую полнодревесность.
При сравнении хода роста равнозначных моделей на пробных площадях восточного склона отмечается одинаковый рост деревьев в высоту и по диаметру до 10-летнего возраста. Затем проявляются влияние высоты над уровнем моря и связанное с ним ухудшение лесорастительных условий, которое отражается на снижении прироста по всем рассматриваемым таксационным показателям на верхней пробной площади.
Максимум текущего прироста по высоте в нижней части склона наступает в более раннем возрасте — в 20-30 лет, тогда как на отметке 2070 м — в возрасте 50-70 лет. Максимум прироста по диаметру в обоих случаях был в 10- и 20-летнем возрасте. Прирост по объему увеличивался с возрастом и достигал максимума у среднего дерева нижней пробной площади (26 дм3) в возрасте 90 лет, а на уровне верхней пробной площади — в возрасте 117 лет (23,06 дм3).
Основные особенности горных лугов и их состояние
Горные луга в пределах северного склона Западного Кавказа, как отмечалось выше, представлены субальпийскими и альпийскими лугами, которые отличаются друг от друга видовым составом растительности, и, соответственно, запасами фитомассы и продуктивности (см. рис. 6).
Суровые условия альпийского пояса заметно сказываются на растительности. Здесь преобладают низкорослыми альпийские луга. Высота травостоя не превышает 10-15 см. Крупные яркие цветки альпийских видов (колокольчик, фиалка, горечавка и др.) значительно превышают по своим размерам листья. Травостой кажется сплошь состоящим из одних только цветов. Благодаря этому низкорослые высокогорные луга, основу которых составляет разнотравье, получили образное выражение — альпийские ковры.
На более сложившихся почвах в составе альпийских лугов значительное место занимают злаки (приземистая овсяница, луговик извилистый, овсец азиатский и др.) и низкорослые осочки (осоки: печальная, Юетта, Мейнсгаузена). Эти луга являются высококачественными кормовыми угодиями, так как составляющие их растения содержат много протеина (10,5%), жира (2,2%), золы (7,8%) и сравнительно мало клетчатки (26,8%). Из бобовых здесь встречаются остролодочник кубанский, клевер многолистный. Разнотравье представлено различными видами колокольчиков, незабудок, горечавок, манжеток и др. Несмотря на небольшую высоту травостоя, но благодаря большой его густоте, урожай составляет 4-6 ц/га в переводе на сухой корм. Растения этих лугов отличаются хорошей поедаемостью и используются скотом на 60-80%. Умеренная нагрузка способствует лучшему росту травостоя, так как препятствует образованию стариц и разрастанию мхов. При нерациональном использовании и значительной перегрузке высококачественные альпийские луга заменяются бе-лоусниками — наиболее низкокачественными и низкопродуктивными кормовыми угодьями, так как белоус из-за своих очень грубых стеблей и листьев скотом не поедается. Особенно широко распространены белоус-ники в урочище Бийчесын. Громадные их площади еще издали выделяются своим белесым оттенком.
В субальпийском поясе климат становится теплее, почвы богаче, растительность достигает 1 м и более в высоту. На северных склонах господствуют разнотравно-вейниковые луга. Лишь в небольших понижениях с горно-луговыми мощными почвами и большим увлажнением встречаются высокотравные разнотравно-злаковые луга. На южных склонах большей частью распространены пестрокостровые и пестроовсяницевые. На карбонатных почвах Скалистого и Пастбищного хребтов, характеризующихся к тому же и меньшей влажностью климата, широко распространены и раз-нотравно-коротконожковые остепненные луга. Высокотравные злаково-разнотравные луга встречаются обычно небольшими участками на наиболее богатых почвах субальпийских лугов и верхней полосы лесного пояса. В составе их травостоя значительная доля принадлежит высокорослым, весьма ценным в кормовом отношении злакам — мятликам грузинскому и длиннолистному, еже сборной, райграсу высокому и др. Из бобовых здесь встречаются чина луговая, вика Баланзы, горошек заборный и клевер дуговой и сходный. Разнотравье представлено борщевиком, головчаткой кавказской, буквицей крупноцветковой, геранью луговой, ветреницей пучковой и др. Высота травостоя достигает 150 см, урожайность сена 20-25 ц/га.
Наиболее широко распространенными лугами субальпийского и верхней части лесного пояса являются разнотравно-вейниковые луга с вейником тростниковидным. Состав и урожайность их значительно изменяются в зависимости от условий произрастания.
На более богатых и влажных почвах в составе вейниковых лугов значительное участие принимают представители высокотравья: головчатка кавказская, мятлик грузинский, ежа сборная и др. Высота травостоя 100-120 см, урожайность сена 15-18 ц/га.
По мере уменьшения богатства и влажности почв из состава вейниковых лугов исчезают представители высокотравья. Основными компонентами злаковых становятся костер пестрый, полевица плосколистая, а местами итрусянка средняя. Из бобовых здесь обычно встречаются вика изменчивая и клевер сходный. Разнотравье представлено в основном среднерослыми видами: буквицей крупноцветковой, ветреницей пучковатой, васильком иволистным и др. Высота травостоя не превышает 80-100 см, урожайность сена 10-12 ц/га.
На маломощных горно-луговых почвах из состава вейниковых лугов выпадает среднерослое разнотравье, вместо него появляются представители альпийских лугов — колокольчик трехзубчатый, горечавка джимиль-ская, ветреница видная и др. Постоянно присутствуют осочки и мхи. Луг становится разнотравно-осочково-вейниковым замоховелым. Высота травостоя редко превышает 30-40 см (основная масса травостоя до 20 см, урожайность сена 4-6 ц/га). Такие луга особенно широко распространены в субальпийском поясе на платообразных вершинах и верхних частях склонов с маломощными почвами.
В кормовом отношении вейниковые луга являются низко- и средне-качественными, так как основной их представитель — вейник тростнико-видный — относится к кормовым растениям среднего качества. Содержание бобовых в составе травостоя редко превышает 5-6 %.
Несколько менее распространенными, чем вейниковые луга, но занимающие также значительные площади являются разнотравно пестрокостровые. Они приурочены обычно к склонам южной экспозиции и являются одними из наиболее высококачественных кормовых угодий области. Костер пестрый, составляющий основу этих лугов, характеризуется хорошими кормовыми качествами. Из других злаков обычно встречаются в большом количестве ценные кормовые растения типчак, тонконог, тимофеевка степная и др. В составе пестрокостровых лугов часто встречаются и бобовые — клевера альпийский и седоватый, вика изменчивая, лядвенец кавказский, а на карбонатных почвах — эспарцет Бибер-штейна. Местами бобовые составляют 25-30% всей массы травостоя. Из разнотравья здесь обычны лен зверобелистый, василек Фишера, володуш-ка, гвоздика и др. Высота травостоя в среднем 70-80 см, урожайность сена 12-14 ц/га.
