Как известно, ландшафт - многокомпонентная система, где взаимодействуют рельеф, породы, почвенный и растительный покровы, климатические микрофации и организмы. Ландшафты различных территорий имеют свои характерные особенности, определяющие сложность взаимодействий и количество компонентов в системе. Так, например, предгорья Приполярного Урала характеризуются осыпными склоновыми процессами, что приводит к появлению контрастных ареалов обитания растений, однако, возрастания биоразнообразия не происходит, так как каменные осыпи - не лучшее место для заселения новыми растительными "группировками". В противоположность этому, моренные ландшафты северной тайги европейской территории России отличаются неконтрастными ареалами растительности. То есть при переходе от болота к удовлетворительно дренированным участкам и далее к увалам смена фитоценозов и микроклиматических параметров происходит постепенно. Также обстоит дело и с динамикой природных процессов. Рельеф и растительный покров на равнинах относительно стабильны, а в горах постоянно обновляются по причине высоких скоростей экзогенных процессов (камнепадов и др.).

Если ландшафтная система настолько существенно изменяется под действием такого дополнительного фактора, как склоновые процессы, то как же скажется на ее состоянии включение еще более активного карстового процесса?

Яркий пример изменения тундрового ландшафта под действием карста мы наблюдали в окрестностях поселка Койда (Архангельская обл.). В этом интереснейшем и по-своему очаровательном крае нам довелось побывать в 1997 году в составе исследовательской группы Института географии под руководством С.В. Горячкина. От поселка Койда мы переправились на левый берег реки Койда, впадающей в Мезенскую губу Белого моря, и посвятили несколько дней рекогносцировочным маршрутам в южном и западном направлениях.

В зоне развития карста, которая расположена примерно в 2 км от морского берега, карстующиеся породы залегают достаточно глубоко (более 10 метров) под четвертичным чехлом, поэтому обнажений и входов в пещеры мы не обнаружили. Карстовые процессы проявляются лишь в виде эрозионно-суффузионных воронок, но этого оказывается достаточным, чтобы существенно изменить облик ландшафта.

Фото 1. В "нормальных" условиях, т.е. при отсутствии карста, северо-восточная часть побережья Губы Белого моря представляет собой южно-тундровый ландшафт. Фото А.Семиколенных

В "нормальных" условиях, т.е. при отсутствии карста, северо-восточная часть побережья Губы Белого моря представляет собой южно-тундровый ландшафт (фото 1). Кустарничковый кочкарник чередуется с заболоченными понижениями и мелкими озерцами. Под подушками торфа в течение всего года сохраняется мерзлота. Почвенный покров не контрастный: от подзолов на возвышенностях под кустарничковой растительностью до торфянисто-болотных почв в понижениях. Осадков достаточное количество, но выпадают они преимущественно в виде дождей в теплое время, а сильные ветры не позволяют держаться высокому снеговому покрову. Следствие этого - глубокое промерзание грунта зимой и медленное оттаивание летом.

Посмотрим теперь, что же происходит в местах, где карстовые воронки (удивительно правильной конической формы, диаметром от 5 до 20 м) меняют облик тундры (фото 2). Во-первых, бросается в глаза изменение растительности: появляется березовое криволесье с примесью осин и ив, становится меньше кустарничков и увеличивается доля трав в напочвенном покрове; видовое разнообразие в целом возрастает. Во-вторых, исчезают озера и заболоченные низины. Причина последнего явления понятна: у атмосферных осадков появляется возможность фильтроваться к подземным каналам. А вот появление деревьев и прочей нетипичной для тундры растительности объяснить несколько сложнее. На наш взгляд, сказывается влияние двух факторов:

1. Наиболее важным фактором, с нашей точки зрения, является благоприятный теплобаланс. В воронках зимой скапливается снег, что снижает промерзание склонов, а летом воздух лучше прогревается из-за отсутствия ветра. То есть микроклимат там мягче и позволяет растениям развиваться, не вымерзая в зимнее время и получая достаточное количество тепла летом. Контрастность микроклимата воронок и межвороночных повышений, а также влияние экспозиции склонов, обуславливает высокую вариабельность растительных ассоциаций.

2. Отсутствие излишнего увлажнения. Сама влага еще не лимитирующий фактор - деревья растут и на болотах. Но в условиях избытка влаги гораздо пагубнее сказывается зимнее промерзание грунта. На территории с карстовым дренажем тундровые гидротолерантные виды уступают место растительности, характерной для более южной зоны -лесотундры. Улучшение природных особенностей территории благодаря дренирующей способности карста описано и в таежных областях (снижение заболоченности, повышение бонитета леса).

Фото 2. Карстовые воронки (удивительно правильной конической формы, диаметром от 5 до 20 м) меняют облик тундры. Фото А. Семиколенных

Следует отметить, что в зоне койдинского карста деревья произрастают на межвороночных повышениях. Такой фактор, как снос минеральных веществ в воронки, в данном случае не значим, т.к. поверхность сложена богатыми силикатными породами. Он важен там, где на повышениях на поверхность выходят олиготрофные породы (такие как чистые гипсы), а в карстовых воронках растения обнаруживают максимум минерального питания.

Если переместиться чуть южнее - в северную тайгу в бассейн реки Пинега, то мы сможем увидеть, что карстовый рельеф также резко расширяет спектр экологических ниш и позволяет сосуществовать как тундровым видам, локализующимся там, где есть циркуляция холодного воздуха в летнее время (возле входов в пещеры, воронок с понорами и т.п.), так и более южным видам, занимающим хорошо дренированные и прогреваемые повышения между отдельными воронками. Таким образом, тонкие флуктуации вокруг граничных условий развития растений, которые реализуются благодаря проявлению карстовых явлений, приводят к возникновению более сложных ландшафтных систем, по-сравнению с зональными. В случае Койды речь идет ни больше ни меньше как о том, что на закарстованной территории тундры появляется очаг лесотундры.

Возникает резонный вопрос: насколько устойчивы карстовые системы по сравнению с типичными зональными? Системный подход говорит о том, что разнообразие работает только в том случае, если компоненты системы способны к функциональному дублированию: когда один компонент выпадает, его заменяет другой и система продолжает функционировать. В случае карстовых систем дело обстоит не совсем так. Разнообразие растительных сообществ достигается за счет появления специфических экологических ниш. Если из системы выпадут тундровые компоненты, то они не найдут замены среди видов более требовательных к микроклимату. Однако, к проблеме можно подойти и с другой стороны. Система также характеризуется скоростями процессов. На карстовом ландшафте эти скорости очень высоки по сравнению с моренными ландшафтами: осыпаются склоны, мигрируют почвенные растворы, активно циркулирует в рельефе воздух. То есть, вся система в целом "работает" как быстрый "механизм". Она готова к тому, чтобы быть нарушенной, но способна и быстро восстановиться: осыпи зарастут мхами, в воронки снесется новый минеральный материал, а прилетевшие по воздуху семена растений "найдут удобное место для прорастания" гораздо быстрее, чем в условиях однородности пород и рельефа. То есть, пока есть поток энергии через систему, она способна к отличной регенерации. Природа ликвидирует последствия лесного пожара гораздо быстрее в условиях карстового рельефа, нежели в условиях выположенного ледникового. Но представим ситуацию, что карст перестает быть активным. Склоны не осыпаются, из пещер не дует холодным воздухом, вода не промывает поноры, а медленно фильтруется через толщу пород, не растворяя их. В этом случае карстовый ландшафт начнет терять свое своеобразие гораздо быстрее, чем это можно предположить.

Сложные системные связи в природе еще очень недостаточно изучены человеком, и мы только подходим к пониманию, насколько глубоко взаимосвязаны карстовые явления, растения, климат, химический состав пород и осадков и т.п.

Некоторые геохим. особен.

Прикладные аспекты