Оценка условий инженерного освоения ландшафтов Ленинградской области

Группы ландшафтов	Основные инженерные ограничения	Основные факторы, благоприятствующие инженерному освоению
	Поверхностное переувлажнение, водораздельные торфяники	Устойчивые моренные грунты, небольшие уклоны
	Густая гидросеть, локальное грунтовое переувлажнение	Устойчивые песчано-гравийные грунты, небольшие уклоны, стройматериалы (песок, гравий)
	Высокое стояние грунтовых вод, водораздельные торфяники, густая гидросеть	Устойчивые песчаные грунты, небольшие уклоны
	Карст	Небольшие уклоны, хороший дренаж, стройматериалы (известняки, доломиты)
	Пересеченный камовый рельеф, переувлажнение в понижениях	Относительно устойчивые грунты, стройматериалы (песок, гравий)
	Поверхностное переувлажнение, слабые грунты (ленточные глины), водораздельные торфяники	Наличие крупных площадок, стройматериалы (кирпичные глины)
	Пересеченный рельеф, густая гидросеть, глубокие долины	Устойчивые моренные грунты, стройматериалы (валуны, гравий)
	Пересеченный рельеф, трещиноватые кристаллические породы, переувлажнение в ложбинах	Стройматериалы (граниты)

4. Географическое прогнозирование

Вряд ли правомерно приступать к разработке рекомендаций по оптимизации природной среды на более или менее длительную перспективу, не представив себе заранее, как поведут себя в будущем геосистемы в силу присущих им естественных динамических тенденций и под влиянием техногенных факторов. Иными словами, необходимо составить географический прогноз, цель которого, по определению академика В. Б. Сочавы, заключается в разработке представлений о природных географических системах будущего. В способности научного предвидения должно состоять, пожалуй, наиболее весомое свидетельство конструктивного характера географии.

Проблемы географического прогнозирования достаточно сложны и многообразны. Этого и следовало ожидать, зная о сложности и многообразии самих объектов прогнозирования – геосистем различных уровней и категорий. В точном соответствии с иерархией самих геосистем оказывается и иерархия прогнозов, их территориальных масштабов. Различаются прогнозы локальные, региональные и глобальные. В первом случае объектами прогноза служат морфологические подразделения ландшафта вплоть до фаций, во втором – речь идет о будущем ландшафтов и региональных систем высших рангов, в третьем – о будущем всей ландшафтной оболочки. Можно утверждать, что сложность задач прогнозирования нарастает по мере перехода от низших ступеней геосистемной иерархии к высшим.

Как известно, всякая геосистема относительно более низкого уровня функционирует и развивается как составная часть систем высших рангов. Практически это означает, что разработка прогноза «поведения» в будущем отдельных урочищ должна осуществляться не иначе как на фоне вмещающего ландшафта, с учетом его строения, динамики, эволюции. А прогноз для всякого ландшафта следует разрабатывать на еще более широком региональном фоне. В конечном счете географический прогноз любого территориального масштаба требует учета глобальных тенденций (трендов).

Разработка прогноза всегда ориентируется на определенные расчетные сроки, т. е. ведется с заранее заданной заблаговре-менностью. Можно говорить, следовательно, и о временных масштабах прогноза. По этому признаку географические прогнозы делят на сверхкраткосрочные (до 1 года), собственно краткосрочные (до 3–5 лет), среднесрочные (на ближайшие десятилетия, чаще до 10–20 лет), долгосрочные (на ближайшее столетие) и сверхдолгосрочные, или дальнесрочные (на тысячелетия и далее). Естественно, что надежность прогноза, вероятность его оправдываемости тем меньше, чем отдаленнее его расчетные сроки.

Принципы географического прогнозирования вытекают из теоретических представлений о функционировании, динамике и эволюции геосистем, включая, разумеется, и закономерности их антропогенной трансформации. Исходными основаниями географического прогноза являются те факторы, или предикторы, от которых могут зависеть предстоящие перемены в геосистемах. Эти факторы имеют двоякое происхождение – природное (тектонические движения, изменения солнечной активности и др., а также процессы саморазвития ландшафта) и техногенное (гидротехническое строительство, хозяйственное освоение территории, мелиорации и т. д.).

Существует определенная связь между основаниями (факторами) прогноза и его пространственными и временными масштабами. Дальность подлинно комплексного географического прогноза ограничивается нашими более чем скромными возможностями предвидеть пути общественного и технического прогресса (писатели-фантасты в счет не идут). А это означает, что географические прогнозы за пределы обозримого будущего могут основываться только на учете самых общих природных факторов, таких, как тренд тектонических движений и большие климатические ритмы. Поскольку эти процессы отличаются широким радиусом действия, пространственные масштабы прогноза должны быть также достаточно широкими – глобальными или макроре-гиональными. Так, И. И. Краснов попытался наметить общепланетарные природные изменения климата на 1 млн. лет вперед, основываясь на изученных палеогеографических закономерностях. В. В. Никольская разработала региональный прогноз для юга Дальнего Востока на 1000 лет вперед, также опираясь на палеогеографические данные.

Прогноз на самые короткие сроки – в пределах года – основывается тоже на природных факторах, на ходе сезонных процессов. Например, по характеру зимы можно судить о ходе последующих весенних и летних процессов; от условий увлажнения данной осени зависят особенности вегетации растений весной следующего года и т. д. Учет техногенных факторов в данном случае мало актуален, так как их косвенное воздействие ощутимо скажется на структуре природного комплекса лишь через годы и даже десятилетия.

Возможность наиболее полного учета факторов предстоящих изменений в геосистемах, как природных, так и техногенных, реализуется при средне- и отчасти долгосрочном географическом прогнозировании, т. е. на ближайшие годы и десятилетия. Оптимальными территориальными объектами в этих случаях следует считать ландшафты и их региональные объединения порядка ландшафтных подпровинций, областей.

Географическое прогнозирование базируется на применении различных взаимодополняющих методов. Один из наиболее известных – экстраполяция, т. е. пролонгирование выявленных в прошлом тенденций на будущее. Но этот метод следует применять с осторожностью, так как развитие большинства природных процессов протекает неравномерно, а тем более недопустимо распространять на будущие современные темпы роста населения и производства, современные тенденции развития технологии и т. д.

Метод географических аналогий заключается в переносе закономерностей, установленных в каких-либо ландшафтах, на другие, но обязательно аналогичные ландшафты. Например, результаты наблюдений над влиянием существующих водохранилищ на прилегающие урочища и местности используются для прогноза возможных географических последствий от проектируемых водохранилищ в однотипных (например, таежных или пустынных) ландшафтах.

Метод ландшафтной индикации основан на использовании частных динамических признаков для суждения о предстоящих существенных переменах в структуре ландшафта. Например, понижение уровня озер, наступление леса на болота могут свидетельствовать о более общих трендах в развитии ландшафтов, связанных с усыханием климата или устойчивыми тенденциями тектонических движений. Для сверхкраткосрочного локального прогноза перспективно использование фенологических индикаторов. Известно, что между сроками наступления различных фенологических явлений существует достаточно устойчивая связь (фенологический лаг). Это дает возможность прогнозировать наступление ряда природных явлений по наблюдениям некоторых фенологических индикаторов (например, начало пыления ольхи или березы, цветения рябины или липы) с опережением до одной – пяти недель.

Как известно, между географическими явлениями нет такой жесткой детерминированности, какая существует в небесной механике или в часовом механизме, поэтому географический прогноз может быть только вероятностным (статистическим). Отсюда следует значение методов математической статистики, позволяющих выразить в численной форме корреляции между компонентами геосистем, цикличность процессов и их тренды на расчетные сроки прогноза.

Несколько лет назад как в ученых кругах, так и в среде широкой общественности вспыхнула бурная дискуссия вокруг предполагавшейся переброски части стока северных рек на юг. Взгляды как сторонников, так и противников «поворота» рек основывались не столько на строгих научных расчетах, сколько на эмоциях. Между тем перед нами типичная задача географического прогнозирования: требовалось ответить на вопрос о возможных негативных для природной среды последствиях в случае осуществления проекта. И некоторые географические коллективы работали над разрешением этого вопроса, хотя, к сожалению, результаты исследований остались практически недоступными для общественности. Проблема оказалась настолько объемной, что сколько-нибудь подробно изложить ее здесь невозможно. Ограничимся лишь одним примером.

Прежде всего, следует четко обозначить пространственные и временные масштабы подобного прогноза. По временным масштабам его можно определить как среднесрочный – в данном случае прогноз на ближайшие 10–20 лет или несколько дальше наиболее актуален и наиболее надежен. Что касается пространственных масштабов, то здесь может идти речь о всех трех уровнях.

Локальный прогноз затрагивает геосистемы, непосредственно примыкающие к гидротехническим сооружениям – плотинам, водохранилищам, каналам. Механизм локальных техногенных воздействий относительно прост, и его радиус действия охватывает преимущественно геосистемы на уровне урочищ. Основные его проявления – затопление и подтопление береговой полосы, размыв и всплывание торфяников, некоторое изменение местного климата (например, уменьшение годовой амплитуды температур на 1–2 °С). Эти изменения заметно скажутся в полосе шириной в сотни метров, но в разных ландшафтах по-разному. Например, на низменных заболоченных озерно-ледниковых равнинах, примыкающих к озерам Лача, Воже, Кубенское, уровень которых предполагалось повысить в случае осуществления проекта отъема части стока из бассейнов рек Онеги и Сухоны, все природные процессы, связанные с переувлажнением, усугубятся. В средней части отрезка долины Сухоны эффект подтопления почти не скажется, несмотря на заполнение долины водохранилищем: река врезана здесь на глубину 50–60 м и зеркало водохранилища оказалось бы на 10–20 м ниже бровки долины; берега сложены прочными верхнепермскими породами, так что их размыв не должен быть значительным. В верхней же части долины Сухоны, где расположена знаменитая вологодская пойма, ожидается снижение уровней весеннего половодья, сокращение продолжительности поемного затопления, понижение грунтовых вод, высыхание части поемных озер, деградация заливных лугов.

Все эти и многие другие конкретные локальные последствия гидротехнического строительства наиболее точно и подробно отражаются на прогнозной ландшафтной карте, передающей ожидаемое состояние урочищ на расчетный срок (например, к 2000 или 2010 г.). Но разработкой локального прогноза решение вопроса отнюдь не исчерпывается. Необходимо выяснить, не произойдет ли каких-либо неожиданных нарушений природных процессов в региональных масштабах, т. е. на территории, охватывающей бассейны рек-доноров, в частности Северной Двины, Онеги, Невы. Речь, следовательно, идет о территории нескольких ландшафтных провинций (Северо-Западной таежной, Двинско-Мезенской таежной и части соседних). Фактически же в прогнозный анализ приходится вовлекать природные процессы, охватывающие еще более обширные пространства. Изъятие части речного стока дает импульс цепным реакциям, которые могут затронуть систему взаимодействий между сушей, океаном и атмосферой.

Первым толчком в этой цепи процессов окажется недополучение окраинными арктическими морями (Белым и Баренцевым) ежегодно десятков кубических километров относительно теплой и пресной речной воды. Дальнейший эффект этого явления противоречивый: с одной стороны, уменьшение притока тепла должно стимулировать ледообразование, с другой – ослабление распреснения речным стоком морских вод приведет к увеличению их солености и, следовательно, ослабит ледообразование (соленая вода замерзает при более низких температурах, чем пресная). Оценить суммарный эффект этих двух противоположно направленных процессов крайне затруднительно, но примем худший вариант, т. е. усиление ледовитости. Теоретически это обстоятельство должно способствовать понижению температуры формирующихся над поверхностью окраинных морей воздушных масс. В свою очередь, поступая благодаря активной циркуляции атмосферы на сушу Европейского Севера, эти морские воздушные массы приведут к охлаждению климата в регионе (а также к сокращению количества осадков).

Такова чисто качественная, теоретическая схема. Если ж.е обратиться к некоторым цифрам, то окажется, что техногенно обусловленная составляющая рассмотренных процессов не идет ни в какое сравнение с природным фоном. На ледовый и температурный режим омывающих север Европы морей решающее влияние оказывает поток теплых вод из Северной Атлантики. Его средняя годовая величина составляет более 200 тыс. км³, тогда как весь объем годового речного стока в Северный Ледовитый океан равен 5,1 тыс. км³. Если бы величина изъятия речного стока достигла даже 200 км³ (а проектом первой очереди предусматривалось 25 км³), то это было бы на три порядка ниже притока (адвекции) атлантических вод. Только годовые колебания этого притока, т. е. возможные отклонения от среднего, достигают 14 тыс. км³, т. е. в десятки или сотни раз перекрывают объем предполагаемого изъятия стока из бассейнов северных рек. Таким образом, ожидать сколько-нибудь ощутимого регионального, а тем более глобального эффекта в данном случае нет оснований. Однако если построить аналогичные расчеты для системы бассейн Оби – Карское море, то мы получим существенно иные результаты, ибо там доля речного стока в формировании солевого, теплового и ледового режимов морских вод значительно выше, и можно ожидать более ощутимых изменений в климате прилегающей суши.