КУЗНЕЦКИЙ АЛАТАУ
заповедник
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Горная система Кузнецкого Алатау занимает около одной трети Кемеровской области. Не представляя собой единого хребта, она сочетает в себе горные массивы средней высоты, разобщенные глубокими речными долинами. Наибольшее расчленение Кузнецкого Алатау наблюдается в его южной части, в районе хребтов, расположенных в верховьях рек Усы, Черного и Белого Июса, Верхней и Средней Терсей.
Многообразие форм рельефа Кузнецкого Алатау в значительной мере является результатом его сложной геологической истории и неоднородности состава пород, слагающих хребет.
При взгляде на панораму Кузнецкого Алатау сверху четко выступает высокогорная альпийская область с сильно расчлененным гольцовым рельефом (высоты 1600-2173 м, а на территории заповедника – до 1873 м), ниже ее видны три поверхности выравнивания
В области высокогорного рельефа возвышенности и их вершины сложены породами гранитоидных интрузий или порфиритами кембрия. Территория альпийского высокогорья занимает примерно до 5-8% от общей площади района. Черты типичного альпийского высокогорья со следами былого оледенения в виде трогов, каров, цирков, каровых озер и моренных образований встречаются в районах гольцов-“таскылов” и, особенно, Большого Каныма.
Основными причинами современного рельефообразования в этой области является морозное и снежное выветривание. Весьма значительна роль в выравнивании вершин гор и многообразных проявлений солифлюкционных процессов, которые развиваются тут в течение всего теплого времени года.
Ниже альпийского пояса, на высотах от 1600 до 1250 метров, располагается первая поверхность выравнивания, представляющая собой плоскогорья, усеянные глыбами изверженных пород, часть которых спускается в виде широких каменных рек-курумов далеко вниз по склонам. К этой области относится центральная сглаженная часть хребта. Наиболее высокие вершины ее носят название “таскылов”. Господствуют тундровые ландшафты с карликовыми ивами, березами, мхами, лишайниками, осоками. Местами формируются сообщества горных болот. Поселение мха ограничивается курумами, и лишь на закрепившихся солифлюкционных террасах можно встретить ассоциации “криволесья” лесотундры. Территориально эта область занимает около 10% площади района.
Вторая поверхность выравнивания, самая обширная (около третьей части хребта), лежит в пределах 1250-1000 м и представляет собой среднегорье, сильно расчлененное глубокими речными долинами, покрытое темнохвойной пихтово-кедровой тайгой. Сложенные плотными породами, водораздельные пространства обычно заняты каменистыми россыпями; промежутки между каменными глыбами заполнены мелкоземом. Более пологие склоны покрыты тонким чехлом элювиально-делювиальных отложений суглинисто-щебнистого механического состава и имеют признаки некоторого задернения.
Группы гор, сложенных эффузивно-сланцевыми и осадочно-метаморфизированными породами кембрия, отличаются мягкими очертаниями. Вершины их плоские, нередко соединены друг с другом седловинами. Склоны их относительно пологи. Лесистость таких гор более высокая. Речные долины, проложенные в толщах известняков и метаморфических сланцев, изобилуют скальными, обрывистыми обнажениями. Днища речных долин завалены крупными скатанными глыбами коренных пород.
Последняя, третья, поверхность выравнивания занимает преимущественно северо-западную часть хребта с абсолютными отметками от 800 до 1000 м; она также покрыта темнохвойными (но более высокобонитетными) пихтово-кедровыми лесами и частично черневой пихтовой тайгой (верхняя граница распространения). Водораздельные пространства и склоны перекрыты плащом бурых покровных бескарбонатных глин. Часть последних лежит на остатках древней пестроцветной коры выветривания.
Климатические условия района до недавнего времени изучались крайне неравномерно. Почти все работы, проводимые в этой области, были построены на основании данных, полученных сетью гидрометеорологических станций и постов, находящихся, за исключением некоторых, на подветренном (восточном) макросклоне Кузнецкого Алатау. Все они лежат на высоте не более 500 м над уровнем моря и, как правило, в долинах.
Климат района заповедника определяется прежде всего его положением в центре Азии. Во все сезоны года здесь господствует континентальный воздух умеренных широт. В холодный период года на территорию распространяется западный отрог Азиатского антициклона. В это время в тропосфере наиболее четко выражена западная циркуляция, а у земли преобладают устойчивые юго-западные ветры. Это приводит к усиленному перераспределению снега в горах и к его концентрации на северных, северо-восточных и восточных склонах гор. Основное направление ветра – западное с южной составляющей. Нередко наблюдаются и северные ветры. В отличие от зимних, летние циркуляционные процессы протекают медленнее. Циклоны имеют меньшую глубину и ветры не столь сильны, как зимой и в переходные сезоны. В течение всего года в горах неизменно велика роль горно-долинных ветров.
Наибольшие средние месячные скорости ветра наблюдаются в холодный период года и особенно в переходные сезоны. Весной и осенью заметно возрастает повторяемость ветров со скоростью более 10-15 м/с. Наиболее велики скорости на вершинах гор. Здесь весьма часты ветры со скоростью более 25-30 м/с, а их максимальные скорости предположительно могут достигать 60-70 м/с. В летнее время нередки ураганные ветры со скоростью, превышающей 30-34 м/с.
С сильными ветрами в верхнем высотном поясе гор в зимнее время связан интенсивный перенос снега и его концентрация на подветренных склонах вершин и водоразделов.
Средняя годовая температура воздуха на западном склоне Кузнецкого Алатау – отрицательная и составляет -0,6°С. Средняя январская температура равна здесь -15,5°С, средняя июльская +16,5°С . Таким образом, январская температура на 2-4°С выше, а июльская на 1,5-3°С ниже, чем в прилегающей к Кузнецкому Алатау Кузнецкой котловине. Вопрос о годовом температурном режиме наветренного склона хребта с высотами более 700-1000 м требует уточнения.
Для теплого периода имеются данные экспедиционных наблюдений за 1970-1975 гг. Среднемесячные температуры в этот период за три летних месяца на высоте 1311 м изменялись в следующих пределах: июнь – 8-1 ГС, июль – 11-15°С, август - 8-12°С.
Кроме того, по данным метеопоста стационара “Гора Чемодан” в центральной части Кузнецкого Алатау за 1994-1995 гг, на высоте 900 м н.у.м. средняя температура июля составила +16,6° и +17,5° соответственно.
Самый теплый месяц в большинстве случаев – июль. Температуры воздуха в июне и августе почти одинаковы. Положительные средние месячные температуры в мае и сентябре в поясе ледников южной части Кузнецкого Алатау наблюдаются довольно редко. Причем вероятность положительной сентябрьской температуры значительно выше, чем майской. Устойчивый переход к положительным средним суточным температурам происходит, как правило, во второй-третьей декадах мая, к отрицательным – во второй, реже – третьей декадах сентября. Эти сроки являются границами теплого периода.
Недостаточны и сведения об осадках. В литературе обычно приводятся годовые суммы от 800 до 1500 мм. Данные, полученные с метеопоста “Гора Чемодан” позволили уточнить эти цифры. Для центральной части Кузнецкого Алатау, где проводилась основная часть исследований, количество осадков составляет в год 1200-1500 мм. Однако для западного склона хребта более близка к реальной сумма более 2000 мм. Причем в верховьях р. Томь до 1200 мм осадков приходится на холодный период.
По наблюдениям низкорасположенных сетевых метеостанций за период с ноября по март выпадает 30-40% осадков. В их годовом ходе намечаются два максимума: весной (или в начале лета) и осенью. На три летних месяца (июнь-август) приходится около 25-30% годового количества осадков, наименьшее количество обычно выпадает в январе-марте.
В высотном гляциальном поясе Кузнецкого Алатау выпадает осадков до 3000-3500 мм/год. Число дней с осадками составляет 50-60%, увеличиваясь в отдельные месяцы до 70-80%. Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова в зависимости от высоты местности достигает 6-8, иногда 9 месяцев в году. Максимальная за зиму фоновая толщина снежного покрова у верхней границы леса составляет 3-4,5 м. Процесс почвообразования в Кузнецком Алатау находится в тесной зависимости от климатических условий – температурного режима и увлажнения.
Географическое распределение тепла здесь имеет следующие особенности. Наименьшее количество тепла получают горные территории – сумма положительных температур на высотах порядка 500 м не превышает 1000-1400° за вегетационный период, продолжительность периода с температурами воздуха выше 10° колеблется от 80 до 105 дней.
Наличие в альпийской области гор “летующих” снежников, огромных каменистых россыпей с высокой теплоотдачей – все это обусловливает отражение радиационного тепла земной поверхностью и наличие не только сезонных, но и суточных широких температурных амплитуд. Поэтому области гор, особенно не покрытых высокоствольной тайгой, являются вместе с тем и областями самого сильного развития температурного выветривания массивных кристаллических пород.
Для этой части гор характерно наличие своеобразных температурных инверсий, обусловленных скоплением значительных масс снега и холодного воздуха, “стекающего” с вершин гор в межгорные понижения и долины, в результате чего весной и в начале лета более возвышенные элементы рельефа прогреваются быстрее и растительность на них начинает вегетацию раньше, нежели в понижениях и долинах. Но резкий недостаток тепла, усугубленный избыточным переувлажнением, резко ограничивает не только биопродуктивность фито- и зооценозов, но и сильно замедляет процесс гумусонакопления. Разложение растительных остатков протекает медленно и неполно. Некоторая часть их остается малоизмененной и дает начало образованию торфянистой подстилки. Гумус почв альпийского пояса грубый, характеризуется аккумулятивным распределением по профилю и не связан с дерновым характером гумусообразования.
Почвы альпийского пояса большую часть года находятся в мерзлом состоянии, что является причиной очень медленных перемещений веществ по их профилю, осаждения их в виде пленок и натеков на крупных элементах почвенного скелета – камнях и щебне.
Тепловой режим пояса верхней пихтово-кедровой и особенно черневой тайги складывается иначе. Во-первых, плотный и высокоствольный древостой лесов представляет собой значительную преграду на пути ветровых потоков; во-вторых, густой покров тайги и таежного высокотравья, затеняя почву, прикрытую еще и рыхлым слоем лесной подстилки, значительно снижает расход тепла на физическое испарение влаги с ее поверхности.
Почвы горной тайги практически никогда не пересыхают. Все это создает условия для весьма глубокого проникновения продуктов почвообразования по всему почвенному профилю. Причем миграция не прекращается и в холодный период, так как здесь почвы не промерзают.
Однако наиболее важным фактором, определяющим отличие температурного режима приземного слоя атмосферы и особенно почв пояса тайги от рассмотренного выше альпийского пояса, следует считать нахождение их большую часть года (6-7 месяцев) под мощным слоем снега (2-3 метра).
Снежная крыша является надежным изолирующим экраном, предохраняющим почвы тайги от потерь тепла, и поэтому они всю зиму остаются теплыми. Это обеспечивает активное течение микробиологических и биохимических процессов, создает условия для почти полной и быстрой гумификации органических остатков, а постоянное увлажнение нисходящими и боковыми токами внутрипочвенных вод обеспечивает глубокое проникновение гумусовых веществ.
Влажный и прохладный климат, мощный плащ четвертичных покровных глин, густой покров темнохвойной и черневой тайги с пышным крупнотравьем, почти полное отсутствие промерзания почвенной толщи зимой и крайне высокая напряженность биологических процессов на ее поверхности и в почвенном профиле – все это способствовало и способствует образованию и самому широкому распространению на западном и северо-западном склонах хребта весьма самобытных, отличающихся глубоким совокупным проникновением, процессов оподзоливания, лессивирования горно-таежных псевдооподзоленных и бурых горно-таежных почв. Верхняя граница распространения последних здесь совпадает с нижней границей подгольцового редколесья.
Вертикальное распределение почв обнаруживает ясно видимую связь с особенностями поясного размещения растительности, установленными для горного окаймления Западной Сибири А.В. Куминовой.
Поясное распределение растительности на Кузнецком Алатау следующее: гольцово-тундрово-луговой, таежно-лесной (расчлененный, в свою очередь, на подпояса – верхний, пих-тово-кедровой тайги, и нижний – черневой тайги) и пояс осиново-березовых лесов предгорий. Границы поясов здесь весьма условны и часто нарушаются инверсиями климата и эдафическими факторами. По мере следования от геоморфологически молодых – альпийских – к более зрелым по возрасту поверхностям выравнивания можно наблюдать последовательную смену почв: от фрагментарных примитивно-тундровых к горно-луговым и горно-болотным, сменяющимся в области верхней границы лесного пояса подбурами и горно-подзолистыми почвами, которые в подпоясе верхней тайги уступают место горным лесным бурым почвам (лессивированным и псевдооподзоленным). В подпоясе черневой тайги повсеместно представлен тип горно-таежных псевдооподзоленных (отбеленных) непромерзающих почв, заменяющихся в поясе осиново-березовых лесов типичными дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами.
Снежники Кузнецкого Алатау свидетельствуют о большом количестве зимних осадков и о перераспределении и концентрации выпавшего снега. Их существование обеспечивает повышенное и устойчивое питание многочисленных рек. Гидрологическая сеть Кузнецкого Алатау хорошо развита. Почти все реки, берущие здесь начало, относятся к бассейну р. Оби. Исключение составляет крайний юго-восток Кузнецкого Алатау, откуда стекают притоки р. Абакан (бассейн Енисея). Главный водораздел хребта проходит в основном между бассейнами рек Томь и Чулым, принадлежащими к системе Оби.
С западного макросклона берут начало притоки главной реки области – Томи. Следует назвать такие многоводные реки, как Бельсу, Уса, Средняя, Верхняя и Нижняя Терси, Тайдон. На восточном макросклоне берут начало реки Белый Июс, Черный Июс, Кия (бассейн р. Чулым).
На характер речных долин накладывает отпечаток асимметричность строения Кузнецкого Алатау. Реки восточного склона имеют широкие долины, заполненные аллювиальными отложениями. Реки западного макросклона, напротив, имеют V-образные поперечные профили и отличаются крутым падением. Нередко они текут по коренным породам, образуя пороги, водопады.
Широко распространены в этом районе и озера. Самые большие из них располагаются на северо-восточной окраине Кузнецкого Алатау. Горноледниковые озера сосредоточены близ главного водораздела Кузнецкого Алатау. Образование большинства горных озер связано с деятельностью древних ледников. Значительная часть озер – типично каровые, с высокими скалистыми стенками до 500 м и более. Высоты расположения горноледниковых озер, в образовании которых участвовали ледники, различны, но все озера лежат на высотах более 1000 м; их максимальные глубины достигают 50-64 м (Шпинь, 1980).
© А.А. Васильченко, П.В.
Баранов, Т.Е. Буко, Ал.А. Васильченко, З.А.
Васильченко, Т.Н. Гагина, Л.А. Горшкова, Н.В.
Демиденко, Н.В. Скалон. Заповедник «Кузнецкий
Алатау». // Заповедники России.
Заповедники Сибири. II. - М., Логата, 2000. с.
110-121
