Способ фитоиндикации потенциальной опасности поражения речных долин

Изобретение относится к области биогеоценологии. Способ включает определение геоморфологических параметров долины. При этом на вышерасположенных скальных склонах выявляют фитоиндикаторы - подушковидную гипсолюбку черепитчатую (Gypsophila imbricata Rupr.) и можжевельник (Juniperus communis L.), характеризующиеся медленным ростом и значительной, до нескольких сотен лет, продолжительностью жизни. В нижних частях склонов у входа реки в узкую часть долины устанавливают отсутствие этих же фитоиндикаторов, которое не обусловлено антропогенными причинами. При этом исследуемые скалы находятся в зоне устойчиво положительных среднегодовых температур воздуха и с доисторического времени не имеют непосредственного контакта с лежащими в верховьях реки ледниками. Способ позволяет упростить выявление признаков опасных природных явлений. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к оценке изменений в биогеоценозах под влиянием имевших место в прошлом, разрушительных высокоскоростных водно-каменно-ледовых лавинообразных потоков, возникавших в результате гляциальных катастроф.

Известен способ выявления долин, потенциально опасных в отношении поражения лавинообразными потоками (Васьков И.М., Гончаров В.И. К вопросу о признаках и возможности прогнозирования природных катастроф типа Геналдонской в горной Осетии // Труды Северо-Кавказского горнометаллургического института. 2006. Вып. 13. С. 251-252). Авторы приводят ряд признаков, которые характерны для зон возможного поражения лавинообразными потоками.

Недостаток известного способа заключается в значительной трудоемкости его реализации, а также в том, что он позволяет выявлять лишь наиболее общие закономерности, на основании которых можно судить о возможности поражения долины лавинообразными потоками. В то же время, за рамками этого способа остаются легко выявляемые природные характеристики, позволяющие более четко и конкретно распознавать признаки рассматриваемого феномена.

Наиболее близким техническим решением является способ, изложенный в общих чертах в монографии К.П. Рототаева с соавторами (Рототаев К.П., Ходаков В.Г., Кренке А.Н. Исследование пульсирующего ледника Колка. М.: Наука, 1983. С. 93, 100). Руководствуясь предложенными этими авторами подходами, можно выявлять долины, поражаемые в прошлом аналогичными лавинообразными потоками или селями.

Недостаток способа-прототипа заключается в трудоемкости его реализации. Кроме того, способ-прототип не позволяет выявить ряд важных характеристик: границу максимального продвижения лавинообразного потока вниз по долине - место остановки лавинообразного потока и разгрузки основной части его твердой составляющей, с формированием каменно-ледового завала; высоту упомянутого завала и др., что усложняет способ определения прохождения лавинообразного потока.

Технический результат - упрощение способа выявления признаков опасных природных явлений.

Техническое решение изобретения заключается в том, что потенциально опасные в отношении поражения лавинообразными потоками речные долины определяют по отсутствию на сглаженных монолитных отвесных скальных поверхностях нижних частей склонов у входа реки в узкую часть долины фитоиндикаторов, отличающихся медленным ростом и значительной (до нескольких сотен лет) продолжительностью жизни: можжевельник (Juniperus communis L.) или гипсолюбка черепитчатая (Gypsophila imbricata Rupr.), и по результатам оценки устанавливают факт поражения долины лавинообразным потоком.

Способ осуществляется следующим образом.

Основу способа составляет выявленная нами закономерность, суть которой раскрывается ниже. При вхождении быстро движущегося лавинообразного потока в узкую часть речной долины с отвесными бортами происходит его резкое торможение и разгрузка у входа в узкую часть долины основной массы каменно-ледовой составляющей лавинообразного потока с формированием каменно-ледового завала. В таких условиях скальные поверхности с произрастающими на них растениями оказываются погребенными на длительное (до нескольких лет) время под многометровым слоем каменно-ледовой массы. Уцелевшие после удара лавинообразного потока растения испытывают при этом комплексное воздействие крайне неблагоприятных факторов (длительного избыточного обводнения, низкой температуры, отсутствия света и пр.). В столь жестких условиях все скальные растения, оказавшиеся под каменно-ледовым завалом, погибают до того как, по мере таяния ледовой составляющей завала и его проседания, эти скалы вновь оказываются на дневной поверхности.

Процессы восстановления растительности на отвесных монолитных скальных поверхностях начинаются лишь многие годы спустя после освобождения скал из-под каменно-ледового завала, а дальнейшее формирование на них растительности затягивается на многие десятилетия (иногда на столетия). Восстановление на этих скалах видов сообществ растений, отличающихся медленным ростом и значительной продолжительностью жизни, в условиях периодического прохождения лавинообразных потоков (даже если их периодичность исчисляется десятилетиями и веками), не может быть достигнута в принципе.

Существует ряд признаков, указывающих на то, что речная долина в прошлом испытала прохождение лавинообразного потока, возникшего в процессе гляциальной катастрофы. Эти признаки следует искать у входа реки в узкую часть долины. В качестве критериев, по которым оценивается имевший место в прошлом факт поражения долины лавинообразным потоком, предлагается выявление простого и легко распознаваемого фитоиндикационного признака, а именно отсутствие видов растений, отличающихся медленным ростом и значительной продолжительностью жизни - можжевельника (Juniperus communis L.) или гипсолюбки черепитчатой (Gypsophila imbricata Rupr.), на сглаженных монолитных отвесных скальных поверхностях нижних частей склонов у входа реки в узкую часть долины.

Если при изучении характеристик рельефа будет выявлен указанный выше фитоиндикационный признак, это явится свидетельством того, что данная долина в прошлом была подвержена поражению лавинообразным потоком и является потенциально опасной в отношении поражения аналогичными потоками.

При наличии указанного признака необходимо убедиться в том, что его присутствие не обусловлено антропогенными причинами, а скалы существенно дистанцированы от области современного оледенения (находятся в зоне устойчиво положительных среднегодовых температур воздуха) и с доисторического времени не имеют непосредственного контакта с лежащими в верховьях реки ледниками.

Пример конкретного осуществления способа

20.09.2002 г. в верховьях р. Геналдон (Центральный Кавказ, Северная Осетия) произошел сход пульсирующего ледника Колка. Возникший в результате гляциальной катастрофы водно-каменно-ледовый лавинообразный поток прошел по долине Геналдона и, будучи не в состоянии преодолеть вход в узкий участок долины этой реки в Скалистом хребте, разгрузил перед входом в этот каньон основную часть своей твердой составляющей. Высота возникшего каменно-ледового завала, состоявшего изо льда с фирном и обломочного материала горных пород, достигала 150 м над уровнем прежнего (погребенного) дна каньона. Над завалом остались лишь верхние части его отвесных скальных бортов. Наблюдениями, проведенными до этой катастрофы, было отмечено отсутствие на них особей подушковидных гипсолюбок черепитчатых (Gypsophila imbricata Rupr.) - типичных скальных подушковидных растений, продолжительность жизни которых достигает нескольких сотен лет, а также можжевельников (Juniperus communis L.), хотя на вышерасположенных скальных склонах, не подверженных ударам лавинообразных потоков, эти растения были довольно обычны. Обследование через несколько лет после катастрофы 20.09.2002 г. этих скал, уже частично освободившихся от каменно-ледового завала, выявило полное отсутствие на них растительности (рис. 1, 2) Таким образом, отсутствие видов растений, отличающихся медленным ростом и значительной продолжительностью жизни, которое наблюдалось на скалах у входа в каньон в период до 20.09.2002 г., можно корректно объяснить лишь гибельным для скальных растений воздействием другого, предшествующего каменно-ледового завала, сформированного аналогичным лавинообразным потоком. Проведенный анализ литературных источников показал, что предшествующий каменно-ледовый завал у входа в каньон был сформирован лавинообразным потоком, имевшим место в 1752 г. (то есть за 250 лет до последнего по времени лавинообразного потока 20.09.2002 г.). Ожидаемое ныне повторное заселение растениями этих открытых скальных поверхностей станет возможным, как и после 1752 г., лишь по истечении довольно длительного времени - на определенной стадии катастроф.

Использование предлагаемого способа позволяет выявлять речные долины, потенциально опасные в отношении поражения лавинообразными потоками, и устанавливать зону возможного поражения лавинообразными потоками с целью предотвращения гибели населения и нанесения материального ущерба.

Способ идентификации речных долин в зоне Центрального Кавказа, потенциально опасных в отношении поражения лавинообразными потоками, включающий определение геоморфологических параметров долины, отличающийся тем, что на вышерасположенных скальных склонах выявляют фитоиндикаторы - подушковидную гипсолюбку черепитчатую (Gypsophila imbricata Rupr.) и можжевельник (Juniperus communis L.), характеризующиеся медленным ростом и значительной, до нескольких сотен лет, продолжительностью жизни, а в нижних частях склонов у входа реки в узкую часть долины устанавливают отсутствие этих же фитоиндикаторов, которое не обусловлено антропогенными причинами, при этом исследуемые скалы находятся в зоне устойчиво положительных среднегодовых температур воздуха и с доисторического времени не имеют непосредственного контакта с лежащими в верховьях реки ледниками.