Запасы угля на Северо-Западном участке Эльгинского угольного месторождении, разрабатываемом с 2011 г., составляют 2 млрд т коксующегося и энергетического угля [1], что означает долгосрочное и значительное по масштабам воздействие на природную среду юго-восточной оконечности Республики Саха (Якутия). В связи с этим оценка современного изменения естественных ландшафтов на территории месторождения представляет определенный научный интерес. Из-за удаленности месторождения одним из ценных инструментов такой оценки является метод анализа космических снимков. Имеющиеся космоснимки высокого разрешения, а также ландшафтные карты среднего масштаба [2] предоставляют возможность районирования оценки измененности различных ландшафтов на уровне типов местностей.

Объект исследования: территория лицензионного участка ЯКУ № 14425 ТЭ в пределах Северо-Западного участка Эльгинского месторождения. Согласно материалам ОАО ХК «Якутуголь» площадь ее составляет 108,96 км2, в границах контура территория имеет статус горного отвода.

Предмет исследования: антропогенное изменение ландшафтов на территории лицензионного участка недропользования Эльгинского месторождения углей.

Цель исследования: анализ измененности типов местностей территории лицензионного участка недропользования Эльгинского месторождения углей.

В настоящее время участок недропользования практически целиком представлен измененными ландшафтами за счет строительства и эксплуатации Эльгинского угольного комплекса, сети разведочных скважин, а также вездеходных дорог на плоскогорьях и склонах различной экспозиции. Антропогенные изменения данных ландшафтов, большая часть из которых относится к горно-склоновому типу местности, фиксируются на космических снимках (Сервис Bing Maps, Google Earth, Yandex).

В физико-географическом отношении территория относится к окраинной части Токинской впадины и северным отрогам хребта Токинский Становик, к водосборным бассейнам рек Ундыткан, Укикит, Эльга, Укикиткан. К юго-востоку от участка расположено озеро Большое Токо (S = 85 км2) [3].

Район исследования характеризуется сложным строением с среднегорным расчлененным рельефом с высотами 900–1400 м н.у.м. и более (рис. 1).

В Токинской котловине наибольшее распространение имеют осадочные породы юрского возраста, а также встречаются четвертичные образования, представленные ледниковыми, водно-ледниковыми, аллювиальными и элювиально-делювиальными рыхлыми породами.

Климат района суровый, резко континентальный, отличающийся холодной долгой зимой, коротким и теплым летом и кратковременностью переходных периодов. Среднегодовая температура –11,4 °С, среднее годовое количество осадков – 486 мм. На территории преобладают штили 60 %.

Рис. 1. Лицензионный участок недропользования на топографической карте. Масштаб 1:200 000

Территория месторождения относится к зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород (>95 % мерзлых пород) с мощностью 50–200 м с объемной льдистостью порядка 25–45 %.

Согласно геоботаническому районированию участка основное распространение здесь получили лиственничники. На вершинах плоскогорий нередки кедровостланики голубично-лишайниковые, на склонах – ельники аянские. В днищах долин рек Укикит, Эльга, Изгиб, Урэды и их притоков встречаются осоково-вейниковые закочкаренные сообщества.

Ландшафтная структура изучаемой территории, расположенной в Тимптоно-Учурской среднегорной провинции, состоит из четырех типов местности: плоскогорно-привершинного, горно-привершинного, горно-склонового и горно-долинного – и представлена сочетанием высотно-поясных и интразональных природно-территориальных комплексов – горно-редколесных, горно-тундровых, подгольцовых и горно-долинных [2]. Площади типов местности данного участка рассчитаны и распределены следующим образом, %: плоскогорно-привершинный (9,7), горно-склоновый (68,7), предгорно-моренный (18,4), ледниково-долинный (0,58) и горно-долинный (2,6) (рис. 2).

Материалы и методы исследования

Основой оценки нарушенности ландшафтов являются аэрокосмические методы исследования – анализ цветных космических снимков сервиса Bing Maps 2010 г., а также цветных снимков «True Colour Image» (TCI) с космических аппаратов Sentinel-2 от 6 мая 2018 и 8 июня 2019 г. Космоснимки Bing получены через модуль OpenLayers Plugin в ПО QGIS 2.18. Космоснимки Sentinel-2 в формате JPEG2000. Индикация нарушений ландшафтов в зоне Эльгинского ГОКа, носящих наиболее интенсивный характер, произведена по цветному снимку КА Sentinel-2A 8 июня 2019 г. К данным ландшафтам относится главным образом северная часть лицензионного участка. Оценка для остальной части территории произведена по космоснимкам сервиса Bing Maps. Площади очерченных ландшафтов выведены в GIS-программе путем проекции на эллипсоид WGS84.

Также использовалась методика ландшафного анализа, включающая различные методики по оценке антропогенной измененности природной среды [4, 5].

Так, для группировки земель по степеням нарушенности использована градация для горных областей, состоящая из дифференциации антропогенных ландшафтов по пяти степеням нарушенности [5]. Зависимость различных степеней нарушенности природной среды, фиксируемых на космоснимках, от техногенного воздействия показана в табл. 1.

При оценке нарушенности ландшафтов, в числе техногенных факторов воздействия на окружающую среду, учтена площадь образования пылевого пятна на снежном покрове исследуемого участка. Выявлена зона преимущественного механического загрязнения газопылевыми выбросами – склоны долины р. Укикит и ее притоков. В связи с этим данная территория отнесена к существенно измененным ландшафтам.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведено зонирование измененных антропогенной деятельностью природных ландшафтов по степеням их нарушенности [5], в результате которого разработана карта масштаба 1:100 000, представляющая цифровую модель исследуемой территории с выделенными ареалами четырех степеней нарушения ландшафтов.

Выявлено, что преобладающая часть земель с наивысшей степенью измененности (преобразованные ландшафты) приурочена к карьерно-отвальному комплексу с подъездными автодорогами, занимающая 86,7 % площади; при этом от площади земель с сильно измененными ландшафтами к полю разреза относится 51,7 %; к зонам с развитием дорожной сети – 43,5 %; к прочим инфраструктурным объектам – 2,4 %, и 1,9 % относится к селитебным зонам. Существенно измененными являются обширные площади склонов долин рек Ундыткан и Укикит и их притоков, пораженные пылевыми выбросами в результате эксплуатации разреза, а также территории с развитием транспортной сети. К последним относится верховье р. Изгиб, примыкающее к селитебной зоне и др. Вся остальная часть исследуемой территории представлена слабо измененными ландшафтами (рис. 3).

Для оценки антропогенной измененности типов местностей карты типов местностей и степеней нарушенности масштаба 1:100 000 были наложены друг на друга в программе QGIS 2.18 с получением 228 контуров с выведением площади. В табл. 2 представлены суммы площадей типов местности, распределенных по степеням нарушенности.

Выявлено, что наибольшая доля преобразованных ландшафтов (7,5 %) приходится на горно-склоновый тип местности, сильно измененных ландшафтов (16,9 %) – на плоскогорно-привершинный тип местности. Ледниково-долинный тип местности вследствие удаленности от основных очагов антропогенного воздействия определен как измененный в средней степени. Предгорно-моренный и горно-долинный типы местности отнесены к малоизмененным типам местности.

Таблица 1

Объекты техногенного воздействия по степеням нарушенности природной среды при освоении Эльгинского месторождения по [5]