Хлахула Иржи

ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЮЖНОГО АЛТАЯ  (ВОСТОЧНЫЙ  КАЗАХСТАН)

Institute of Geography and Geoinformation, A Mickiewicz University, Poznan, PL Географический факультет, Горно-Алтайский государственный университет

Interdisciplinary Quaternary (geological, geomorphological and pedological) studies represent a contextual part of the overall biodiversity mapping of the area of East Kazakhstan in a direct geographic linkage with the preceding studies in Gorno Altai (2002-2005). The present investigations are aimed at principal natural processes shaping the broader Southern Altai, their dynamic and a relative chronology in terms of reconstruction of climate evolution and (palaeo)environments since the last glacial until present, i.e., time span during the past ca. 100 000 years. A geomorphic mapping in the Bukhtarma valley focused on the 10-300 m-high glacio-fluvial terraces and the intact profiles of eolian deposits (loess) with horizons of buried fossil palaeosols that indicate a pronounced intensity of processes and climatic fluctuations since the last glacial. Pedological studies have been conducted as a part of the geobotanical mapping in the framework of GIS in respect to distribution of specific biotopes and plant species. Field research also included monitoring of an activated landscape erosion due to the ongoing environmental transformations as well as an anthropogenic activity.

Keywords: Quaternary (geological, geomorphological and soil) of the study, the Altai, the natural processes

Междисциплинарные четвертичные (геологические, геоморфологические и почвенные) исследования представляют контекстуальную часть картирования биологического разнообразя исследованной территории, привязанную к полевым исследования сектора 1 в Горном Алтае (2002-2005г.). Современные исследования были направлены на изучение природных процессов, их динамику и хронологию в рамках истории (палео)климатических изменений и реконструкции ландшафтов в периоде от последнего оледенения до настоящего времени, т.е. в течение последних 100 000 лет. Основной целью подробного картирования были выраженные геоморфологические формы долины реки Бухтармы (гляциофлювиалные террасы 10-300 м) и сохранённые геологические разрезы эоловых седиментов (лёссов) с горизонтами погребённых почв, результаты исследований которых указывают на интенсивность процессов и климатических флуктуаций с последнего гляциала. Почвенные исследования являлись частью геоботанического картирования в рамках геоинформационной системы (ГИС) с точки зрения распределения специфических видов растений и биотопов, связанных с конкретным минералогическим составом геологического грунта. Также основной частью исследований был мониторинг эрозивной деятельности, связанной с современными природными трансформациями и антропогенной деятельностью.

Ключевые слова: четвертичные (геологические, геоморфологические и почвенные) исследования, Алтай, природные процессы.

Область Катон-Карагайского национального государственного природного парка (ККНГПП) принадлежит с точки зрения четвертичной геологии к недостаточно исследованным территориям Алтая и в целом региона Центральной Азии, хотя имеет большое значение для понятия прошлых и современных (включая глобальных) климатических процессов, т. к. эта область имеет уникальнейший характер природной среды с выраженным топографическим градиентом. Стандартное геологическое картирование не является главной задачей проекта, но позволяет в более широком контексте понять биологические связи и зависимости отдельных алтайских экосистем. В региональном масштабе были проведены полевые четвертичные исследования, направленные на основные геофакторы, влияющие на формирование облика алтайских ландшафтов и характер растительности в охраняемых районах ККНГПП и за их пределами.

Главными документированными географическими экосистемами исследованной области являются семиаридные степи горных долин, каменистые высокогорные степи, речные долины, озерные впадины, альпийские луга и долины, высокогорные хребты и плоскогорья, которые были целью полевого картирования в секторе 1 пограничной области с севера и востока со стороны Республики Алтай (РФ).  Геоморфологические и почвенные исследования, которые являются контекстуальной частью изучения биологического разнообразя, были проведены во всех географически специфических местах региона, включая долину реки Бухтармы, южные склоны Катунского хребта и северные склоны и плато Южноалтайского хребта. Целью работ была прямая географическая привязка к территории первичного геоботанического исследования горно-алтайско-восточно-казахстанской пограничной области (долины рек Аргут, Коксу и Каралаха, и плоскогорье Укок) для калибрации региональных сателитных карт в рамках комплексной географической информационной системы.

Топографическая выраженность рельефа Алтая с высокими горными хребтами и глубокими долинами указывают на интенсивные геологические и геоморфологические процессы, связанные с циклическим оледенением и продолжающейся геотектоникой [1]. Главной горной системой региона Катунский хребет с самой высокой горой Алтая - Белухой (4506 м), который ограничивает с севера регион настоящего проекта. Глубокие речные долины южных склонов хребта, типичные ледниковыми долины с карами в боковых долинах, которые формировались в течение последнего оледенения (гляциала) в геологическом грунте коренных гранитов и сланцев, выполненные мощными речными глациофлювиалными осадками. Исследования более низких горных массивов гранитов горно-алтайско-восточно-казахстанской пограничной области, к которым относится хребет Чокпартас (2000-2800 м), показывают   интенсивность эоловой эрозии, которая продолжается до сих пор. Плоскогорье над эрозивной латеральной стеной Южноалтайского хребта представляет уникальнейший спектр высокогорных экосистем с богатой мозаикой горных биотопов, включая высокогорные альпийские степи и тундру. Все формы алтайского рельефа формируют геологическую основу специфических флористических обществ, влияющих на геохимический состав коренного грунта гор.

Место основных исследований находилось в центральной части долины реки Бухтармы, где рассматривалось её географическое положение и значение для реконструкции прошлых и понятие современных трансформаций ландшафтов южного Алтая [2]. Долина Бухтармы (800-1250 м) представляет с геоморфологической точки зрения основу региональной речной сети, связанную в первую очередь с ледниковыми водами. В эпохе последнего оледенения здесь сформировалась система речных (гляциофлювиалных) террас как результат катастрофических наводнений зафиксированных в области центрального Алтая. В рамках проекта была документирована комплексная система этих террас древнего водоёма в центральной части региона /сектор 2, Урыль - Аршаты/, генетически связанного с интенсивными гляциофлювиалными процессами позднего плейстоцена (74 000-12 000 лет). При исследовании этих  мало изученных геоморфологических форм рельефа видны  последствия драматических климатических и связанных с ними природных процессов, которые произошли не только на Алтае, но и в обширной зоне вокруг центрально-азиатской горной системы (включая Памир, Алатау и Саяны). Каменные орудия на скалистых платформах в нижних пределах склонов над уровнем зеркала водоёма около села Джамбул на высоте 1350 м, которые были найдены в течение четвертичного исследования окрестности, свидетельствуют о палеолитической популяции, адаптированной к местной горной перигляциальной среде. Эти находки представляют собой свидетельства о самом древнем населении каменного века в области Южного Алтая на территории Восточно-казахстанской области и указывают на  очень древние миграции человека в долине реки Бухтармы. Исследования древних стоянок каменного века  в области южного Алтая должно продолжаться и принести новые данные о возрасте и среде обитания человека эпохи палеолита.

В течение четвертичных геологических исследований был стратиграфически исследован уникальнейший 10-метровый высокий разрез лёссовых осадков с комплексом погребённых палеопочв, который после первичных лабораторных анализов собранных образцов осадков имеет большое значение для реконструкции климатических изменений в области Восточного Казахстана в течении позднего плейстоцена. Физические данные и результаты полевых исследований будут комплексно обработаны в рамках аналитической геоинформатики и геологии в связи с:

- историей климатических изменений западного предгорья Алтая в течение последнего оледенения и голоцена, т.е. за последние примерно 30 000 лет; соответствующими геоморфологическими и природными трансформациями и формированием современного рельефа, которые имеют прямую связь с восстановлением специфических алтайских экосистем;  

- дигитализационное (3D) географическое моделирование центральной области ККГНПП в рамках изучения растительного покрова на основе полевых картирований и калибрации спутниковых съёмок;

- палеоэкологические исследования восточно-казахстанского сектора южного Алтая с целью понятия формирования современных биотопов. Совместно с изучением почвенного покрова и дочетвертичного геологического грунта эти научные исследования будут использованы не только для комплексного анализа уникального биоразнообразия Алтая, но помогут в форме рекомендаций в дальнейшем управлении природной средой области в рамках развития региональных структур охраны природы на территории ККГНПП и Восточного Казахстана [3-4]. Результаты геоархеологических исследований новых стоянок каменного века, найденных в течение полевой разведки, помогут совместно с результатами недавних раскопок могильников "царской долины" Пазырыкской культуры эпохи позднего железа около села Берель в дальнейшем развитию экотуризма Катон-Карагайского района.

Исследованный район ККГНПП очень разнообразен с точки зрения специфических природных (географических, микроклиматических, вегетационных) условий. Основные диагностические виды почв южного Алтая представляют чёрноземы, связанные с лесостепными и степными биотопами, бурые таёжные  лесные почвы, подзолистые почвы под тёмнотаёжными лесами, лувисоли в болотистых местах и слабо развитые почвы в аридных областях, на активных склонах, нестабильных грунтах  или в холодных высокогорных местах альпийской тундры. Изучение почвенного покрова и диагенетических процессов имеет большое значение для документации прошлых и современных природных трансформаций, связанных с колебанием климата, а также в местных масштабах с деятельностью человека и негативными факторами, которые влияют на окружающую среду. В общем, почвенная карта соответствует ситуации в Горном Алтае (сектор 1).

Конкретные долгосрочные задачи почвенного четвертичного исследования представляют:

1) документацию и географическое картирование почвенного покрова на выбранных местах в связи с биотопами специфических видов растений, в том числе эндемических и охраняемых в рамках комплексной геоинформационной системы [5];

2) мониторинг генетических процессов в почвах и трансформаций в местах с повышенной антропогенной деятельностью в сравнении с незагрязненными местами заповедника;

3) изучение сохранности почвенных комплексов в зависимости от существующей эксплуатации ландшафтов и негативных факторов деятельности человека (добыча минералов, лесничество, скотоводство и другие отрасли народного хозяйства);

4) изучение естественной и антропогенной почвенной эрозии и вегетационной сукцессии.

Таким образом, полученные результаты комплексного четвертичного исследования показывают уникальность этой предгорной и горной части Восточного Казахстана в соответствии с природным и историко-культурным богатством области. Выводы междисциплинарных наук помогут в дальнейшем развитию парка, в том числе экотуризма.

Acknowledgement

Четвертичные исследования в Восточной Казахстане были проведены в рамках проекта Министерсва природной среды Чехии (RP-6-2005).

Литература

1.  Chlachula, J. (2002). Pleistocene climates, natural environments and palaeolithic occupation of the Altai area, west Central Siberia. In Lake Baikal and Surrounding Regions (S. Prokopenko, N. Catto, J. Chlachula, Eds), Quaternary International 80-81, 131-167.

2.  Chlachula J. (2010a). Pleistocene climate change, natural environments and Palaeolithic peopling of East Kazakhstan. Eurasian Perspectives of Environmental Archaeology (J. Chlachula, N. Catto, Eds). Quaternary International 220, 64-87.

3.  Chlachula, J. (2010б). Advancements in environmental management in the frame of sustainable development of southern Altai, East Kazakhstan. International Conference Proceedings Экология: многоаспектное взаимодействие – как фактор устойчивого развития (Ecology: A multi-aspect cooperation as a sustainable development factor), East Kazakhstan State University, Ust-Kamenogorsk (21-22 October, 2010), pp. 85-94.

4.  Chlachula J., Gazaliev A.M., Editors (2007). Modern Approaches to Biodiversity Protection in the Context of Steady Development  Achievement of the Republic of Kazakhstan. Proceedings of International Conference (July 18-19, 2007, Ust-Kamenogorsk), 139 p.

5.  Hradílek, Z., Chlachula, J., Nesterova, S.G. (2011). New bryophyte records from Kazakhstan.         Thaiszia – Joural of Botany 21, 29-36.