СТРУКТУРА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ЛАНДШАФТНЫХ ПОЯСАХ БАССЕЙНОВ ГОРНЫХ РЕК КАВКАЗСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА
СТРУКТУРА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ЛАНДШАФТНЫХ ПОЯСАХ БАССЕЙНОВ ГОРНЫХ РЕК КАВКАЗСКО-КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА
Аннотация
В статье рассмотрена ландшафтно-поясная структура природопользования в бассейнах горных рек Кавказско-Каспийского региона на примере Северо-Восточного Кавказа, Азербайджана и северного Ирана. На основе ландшафтно-бассейнового подхода выполнено сопоставление доминирующих типов природопользования по высотным поясам и выделены зоны максимальной антропогенной трансформации в пределах водосборов. Предложен индекс конфликтности природопользования по поясам (ИКП), учитывающий водохозяйственную напряженность, интенсивность землепользования, экологическую уязвимость и управленческую сложность, что позволило формализовать межрегиональные контрасты. Показано, что наибольшие значения ИКП характерны для равнинно-дельтовых и предгорно-аграрных поясов, где конкурируют ирригация, водоснабжение, экосистемные функции и рекреация; минимальные — для высокогорных поясов.
1. Введение
Бассейны горных рек Кавказско-Каспийского региона представляют собой компактные, но крайне контрастные природно-хозяйственные системы: на коротких расстояниях сочетаются высокогорные истоки со снеговым и (местами) ледниковым питанием, среднегорные лесные комплексы, предгорные лесостепи и степи, а также низовья и дельты, где сосредоточены основные узлы водозабора, орошения и селитебной инфраструктуры. Такая вертикальная организация определяет и пространственную структуру природопользования — от сезонных пастбищ и рекреации в верхних поясах до интенсивного земледелия и водопользования в предгорьях и на равнинах.
В последние десятилетия наблюдается усиление климатической и гидрологической неопределенности: меняется режим осадков, растет испаряемость, увеличивается частота экстремальных ливней и паводков, а в аридных секторах — риски летней межени и пересыхания малых водотоков. В этих условиях прежние, традиционно сложившиеся схемы освоения бассейнов (как экстенсивные, так и интенсивные) становятся менее устойчивыми и требуют научно обоснованной коррекции. Особенно чувствительны к изменениям дельтово-пойменные экосистемы и горно-предгорные склоновые комплексы, где суммируются эффекты водного дефицита, эрозии и антропогенной трансформации.
Цель работы — на основе ландшафтно-бассейнового подхода раскрыть структуру природопользования по высотным поясам в репрезентативных бассейнах горных рек Кавказско-Каспийского региона и выделить управленческие приоритеты на горизонте ближайших десятилетий. Задачи исследования:
1) описать ключевые природные предпосылки (поясность, водный режим, климатические градиенты);
2) представить и сопоставить модели природопользования в бассейнах различного типа;
3) определить ведущие геоэкологические риски и «узлы» управленческого вмешательства;
4) сформулировать практические рекомендации по адаптивному управлению, включая трансграничные аспекты.
Вопросы реакции горных и предгорных ландшафтов Северо-Восточного Кавказа на современные климатические изменения и антропогенные нагрузки активно обсуждаются в региональных исследованиях , , .
2. Методы и принципы исследования
Объектами анализа выступают бассейны горных рек Северо-Восточного Кавказа (Сулак, Шура-озень, Уллучай, Самур), северо-востока Азербайджана (Гарачай, Атачай) и Прикаспийского Эльбурса (Хераз, Горган). Эмпирическую основу составляют результаты экспедиционных исследований 2024–2025 гг. В 2024 г. выполнено полевое ландшафтное картирование бассейнов Сулака и Улучая и работа на ключевых участках с отбором проб почв, наземной растительности, воды и донных отложений вдоль течения водотоков для последующих геохимических определений. В 2025 г. проводилась аналогичная работа в бассейнах Шура-озени и Самура. Для бассейнов Хераз и Горган анализ выполнен на основе литературных и картографических источников и материалов среднемасштабного ландшафтного картографирования. В рамках проекта сформирована комплексная ландшафтная основа и созданы среднемасштабные карты ландшафтов исследуемых бассейнов.
Методическая схема включает три блока:
а) ландшафтно-поясное членение бассейна (выделение типов/подтипов ландшафтов и их пространственных сочетаний);
б) инвентаризацию форм природопользования по поясам (земледелие, пастбища, лесопользование, водозабор, гидротехнические сооружения, рекреация);
в) оценку геоэкологических рисков по набору индикаторов (эрозия и деградация пастбищ, дефицит экологического стока, фрагментация лесов, загрязнение вод и донных отложений).
Для оценки направленности современных изменений гидротермического режима использованы статистические подходы, принятые в климатологическом анализе временных рядов (непараметрический тест Манна-Кендалла и оценка наклона Сена).
При анализе морфометрии бассейнов и сопоставлении факторов их функционирования учитывались современные подходы к геоинформационному выделению водосборов и анализу их характеристик .
Для формализованного сопоставления «напряженности» природопользования по высотным поясам введен индекс конфликтности природопользования (ИКП), рассчитываемый как взвешенная сумма четырех нормированных компонент:
где W — водохозяйственная напряженность (дефицит стока в межень, объемы дериваций и ирригационных отборов, частота пересыхания малых рек);
L — интенсивность и конкуренция землепользования (доля пашни и застройки, плотность ирригационной сети, концентрация хозяйственных функций);
E — экологическая уязвимость (эрозионная опасность, чувствительность почв и растительности, уникальность экосистем — гирканские леса, дельтовые и пойменные комплексы);
G — управленческая сложность (трансграничность бассейна, число конкурирующих водопотребителей, жесткость регулирования и риски нарушения экологического попуска).
Выбор весовых коэффициентов определен на основе экспертной оценки, проведенной автором с участием специалистов в области географии, гидрологии и природопользования. Водохозяйственной напряженности (W) присвоен наибольший вес (0,35) как ключевому фактору, определяющему конфликтность в аридных и семиаридных условиях региона. Интенсивность землепользования (L) и экологическая уязвимость (E) признаны равнозначными факторами (по 0,25), поскольку их вклад в общую конфликтность сопоставим. Управленческая сложность (G) рассматривается как корректирующий фактор, поэтому ее вес наименьший (0,15).
Оценка компонент выполнена по совокупности количественных показателей (при наличии) и экспертного ранжирования по материалам полевых работ и картографического анализа. Итоговые значения ИКП интерпретировались как: низкая конфликтность (<0,33), средняя (0,33–0,66) и высокая (>0,66).
3. Основные результаты
3.1. Ландшафтно-поясная организация природопользования
В пределах типичного горного водосбора формы природопользования распределяются не хаотично, а в соответствии с функциональной ролью высотных поясов в формировании стока, почвенного покрова и биопродуктивности. Обобщенная матрица размещения основных видов использования по поясам приведена в таблице 1 (см. табл. 1). Она показывает, что наибольшая конфликтность природопользования формируется в предгорьях и низовьях, где совмещаются интенсивное земледелие, водозабор и селитебная нагрузка, тогда как высокогорья остаются зоной сезонного использования и природоохранных функций.
Таблица 1 - Обобщенная матрица природопользования по высотным поясам горных бассейнов
Высотный пояс (ориентировочно) | Доминирующие ландшафты | Формы природопользования | Типовые риски и последствия |
Высокогорный (>2500 м) | Снежники, альпийские и субальпийские луга, крутые склоны, истоки | Сезонные пастбища, рекреация, ограниченная инфраструктура (водозаборы, дороги) | Перевыпас и троповая эрозия; селевые и лавинные процессы; нарушение режима стока при локальных вмешательствах |
Среднегорный (1000–2500 м) | Горно-лесные комплексы, луга, карстовые и эрозионно-денудационные формы | Лесопользование (ограниченно), сенокосы, расселение в долинах, малые ГЭС, туризм | Фрагментация лесов; оползни при дорожных выемках; рост мутности стока при нарушении склонов |
Предгорный и низкогорный (200–1000 м) | Лесостепь, степи, куэстовые и лессовые холмы, террасы | Пашни, сады, террасное и орошаемое земледелие, пастбища, карьеры стройматериалов | Водная эрозия и оврагообразование; деградация пастбищ; засоление/вторичное переувлажнение на орошаемых землях |
Низовья и дельта (<200 м) | Аккумулятивные равнины, поймы, дельты, болотные и тугайные комплексы | Ирригационные сети, водозабор и водоснабжение, аквакультура, рекреация, ООПТ | Дефицит экологического стока; деградация пойменных лесов и болот; загрязнение вод агростоками и бытовыми стоками |
Для практико-ориентированной интерпретации ландшафтно-поясной матрицы важно выявить, в каких поясах концентрация хозяйственных функций приводит к наибольшей конкуренции за воду, землю и экосистемные услуги. Расчет ИКП показал, что во всех трех субрегионах конфликтность монотонно возрастает сверху вниз по высотному профилю: от низких значений в высокогорье (ограниченное землепользование) к высоким значениям в предгорьях и равнинно-дельтовых комплексах, где пересекаются интересы ирригации, водоснабжения, сельского хозяйства, рекреации и охраны природы. Сводные значения ИКП приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Значения индекса конфликтности природопользования (ИКП) по высотным поясам
Субрегион / пояс | Высокогорный | Среднегорный лесной | Низкогорный/предгорный аграрный | Равнинно-дельтовый |
Северо-Восточный Кавказ | 0,28 | 0,35 | 0,63 | 0,76 |
Северо-Восточный Азербайджан | 0,35 | 0,50 | 0,69 | 0,79 |
Северный Иран (Эльбурс) | 0,35 | 0,55 | 0,69 | 0,73 |
Количественная оценка компонент W, L, E, G проводилась на основе данных полевых исследований, материалов ландшафтного картографирования и статистических сборников водохозяйственных и землеустроительных органов регионов. Наиболее высокие значения ИКП фиксируются для равнинно-дельтового пояса (0,73–0,79), что отражает сочетание дефицита экологического стока и высокой антропогенной трансформации низовьев. В предгорно-аграрном поясе ИКП также устойчиво высок (0,63–0,69) вследствие интенсификации орошения и роста плотности поселений. Среднегорный лесной пояс демонстрирует средние значения (0,35–0,55): здесь конфликтность формируется не столько вододефицитом, сколько уязвимостью лесных экосистем и фрагментацией ландшафтов при дорожном и рекреационном освоении.
3.2. Репрезентативные бассейны и выявленные контрасты природопользования
Для раскрытия региональных контрастов рассмотрены бассейны, представляющие разные сочетания увлажнения, морфометрии и хозяйственной нагрузки: Шура-озень (аридно-семиаридный предгорно-низкогорный водосбор Дагестана), Самур (крупный высокогорный трансграничный бассейн), Хераз (влажно-субтропический бассейн северного Ирана с интенсивным регулированием стока) и Горган (переходный, более континентальный водосбор восточного сектора Эльбурса).
3.2.1. Бассейн р. Шура-озень: аридный градиент и уязвимость низовьев
Бассейн Шура-озени расположен в зоне перехода от гор к Прикаспийской низменности, что формирует резкий гидроклиматический и ландшафтный градиент. На сравнительно коротком протяжении река преодолевает около 2 км вертикального падения: абсолютные высоты в бассейне изменяются от 2100–2300 м в верховьях до уровня Каспийского моря в устьевой части. Длина реки составляет около 80 км, площадь водосбора — порядка 1400 км2.
Гидрологический режим характеризуется высокой внутригодовой изменчивостью: средний многолетний расход воды в устье оценивается около 1,4 м3/с, тогда как в паводок мгновенный расход может достигать сотен м3/с (зафиксирован максимум около 398 м3/с). В условиях аридных предгорий часть малых притоков пересыхает летом, а в нижнем течении дополнительным фактором маловодья выступает водозабор на орошение и перераспределение стока по ирригационным каналам.
Ландшафтное картирование позволило выделить в бассейне 9 родов ландшафтов — от равнинно-низменных аккумулятивных и дельтовых комплексов с солончаками и болотами до нижне- и среднегорных карстовых и эрозионно-денудационных ландшафтов с дубовыми и грабово-буковыми лесами. Однако в XX веке произошла значительная полная утрата лесного покрова: лесистость сократилась до считанных процентов, а предгорные степи сильно преобразованы распашкой и перевыпасом. Это усилило эрозию почв, деградацию пастбищ и занос русел наносами. Ландшафтная карта бассейна представлена на рисунке 1.
Ландшафтная карта бассейна р. Шура-озень
по материалам полевых исследований 2025 г
3.2.2. Бассейн р. Самур: трансграничный режим и дефицит экологического стока в низовьях
Самур — один из ключевых трансграничных водотоков региона. По характеру водного режима река относится к категории рек с половодьем и паводками в теплую часть года: в питании объем талых вод обычно составляет около 40% годового стока, дождевой сток — до 30%, доля грунтовых вод — порядка 30–40%. Пик половодья чаще всего приходится на май–июль, а в летне-осеннюю межень расходы воды существенно снижаются. Ландшафтная карта бассейна приведена на рисунке 2.
Ландшафтная карта бассейна р. Самур
по материалам полевых исследований 2025 г
На низовья и дельту Самура приходится наиболее конфликтная часть природопользования: здесь пересекаются интересы ирригации, водоснабжения, охраны дельтово-пойменных экосистем и рекреационного развития. В условиях вододеления между государствами поддержание экологического попуска становится ключевым условием сохранения пойменных лесов и болот, а также устойчивости национальных парков. Практически значимым является переход к адаптивному управлению экологическим попуском: установление пороговых показателей состояния дельты (уровень грунтовых вод, площадь залития поймы, состояние ключевых древостоев) и корректировка объемов попуска по водности года.
3.2.3. Северо-восток Азербайджана: ирригационная специализация и сезонная маловодность малых рек
Для бассейнов малых и средних горных рек северо-востока Азербайджана характерна более высокая интенсивность сельскохозяйственного освоения по сравнению с Северо-Восточным Кавказом, что связано с большей увлажненностью предгорий и плотностью населения. Ключевым фактором конфликтности становится сезонная неравномерность стока при значительном водоотборе на орошение и хозяйственно-питьевые нужды. В засушливые годы фиксировалось летнее пересыхание ряда малых водотоков (в т. ч. Атачай), когда расход снижался до 9–20% от нормы, что резко усиливает конкуренцию между аграрным использованием и экологическими функциями руслово-пойменных комплексов.
Дополнительный масштабный контур регулирования связан с трансграничным водопользованием на Самуре: в нижнем течении у с. Яраг-Казмаляр функционирует головной водоузел, откуда отходят два крупных канала — Самур–Дербентский и Самур–Апшеронский пропускной способностью соответственно 17 и 45,5 м³/с, а также ряд других оросительных систем. Это усиливает пространственную асимметрию природопользования: верховья функционируют как «аккумулятор» стока, тогда как наиболее напряженные конфликты концентрируются в низовьях и на предгорно-равнинном переходе.
3.2.4. Бассейны Хераз и Горган: влажно-субтропическая интенсификация и континентальная уязвимость
Для северного Ирана (Прикаспийский Эльбурс) характерно сочетание высокой природной продуктивности и очень интенсивного сельскохозяйственного освоения. В бассейне Хераза основные поселения и инфраструктура сосредоточены в устьевой части, вблизи выхода реки из гор; большая часть гористой территории заселена слабо (плотность населения оценивается около 8 чел./км2). В низкогорьях и на равнине доминируют рисовые поля, чайные и цитрусовые плантации, сады и селитебные территории; при этом доля пахотных земель в площади водосбора невелика из-за ограниченности долин.
Важнейшая особенность современного природопользования Хераза — растущее гидротехническое регулирование. В среднем течении ведется строительство плотины Хераз (крупный грунтовый гидроузел): по состоянию на начало 2025 г. объект был выполнен на 65–75%, проектная высота около 150 м, планируемый полный объем водохранилища — порядка 650 млн м3. Предполагаются противопаводковая функция, обеспечение ирригации и водоснабжения, а также развитие рекреации.
Бассейн Горгана занимает промежуточное положение между более влажными прикаспийскими бассейнами центрального Эльбурса и более континентальными водосборами восточного Прикаспия. Эта «переходность» выражается в резком переходе от лесных к лесостепным и степным ландшафтам и высокой доле сельскохозяйственного освоения. Ландшафтная структура включает три высотных пояса; в горном поясе (примерно 600–2000 м) сохранились массивы широколиственных гирканских лесов, но значительные площади вырублены и используются как летние пастбища, тогда как на равнинах и в предгорьях природная растительность сильно нарушена. По данным анализа индексов экстремальных осадков для станции Горган отмечен восходящий тренд сильных дождей, что указывает на повышенный потенциал внезапных наводнений. В сочетании с утратой лесов это формирует высокую геоэкологическую уязвимость: паводки и эрозия приобретают более катастрофический характер, чем в более влажном и лесистом бассейне Хераза (табл. 3).
Сравнительная характеристика репрезентативных бассейнов
по материалам исследований
Бассейн (страна) | Ключевые природно-гидрологические особенности | Доминирующее природопользование | Риски и управленческий фокус |
Шура-озень (Россия) | 80 км; 1400 км2; 2100-2300 м ... уровень Каспия; средний расход 1,4 м3/с; паводочный максимум 398 м3/с; II–III класс качества; минерализация 0,3–0,5 г/л | пашни и пастбища; водозабор на орошение | эрозия и деградация пастбищ; пересыхание низовьев в межень; требуется водосбережение и противоэрозионные меры |
Самур (Россия/Азербайджан) | Талые воды 40%, дождевые до 30%, грунтовые 30–40%; наносы >3,7 млн т/год у с. Ахты; селевые риски | ирригация и водоснабжение низовьев; рекреация | дефицит экологического попуска и деградация дельты; нужен адаптивный режим попуска и согласование вододеления |
Хераз (Иран) | Высокая продуктивность прикаспийской зоны; строительство плотины Хераз: 150 м, 650 млн м3; готовность 65–75% на начало 2025 г. | рисоводство, сады, урбанизация; туризм | конкуренция за воду и трансформация пойм; требуется экологическое нормирование сбросов и режимов водохранилища |
Горган (Иран) | Переходный (континентальный) режим; три пояса; деградация лесов; рост экстремальных ливней и паводков | сельхозосвоение равнин, пастбища | эрозия и паводки при утрате лесов, деградация болот; приоритет — лесовосстановление и противоэрозионные практики |
Атачай (Азербайджан) | Малый горный водоток северо-востока Азербайджана; выраженная межень и высокая чувствительность стока к дефициту осадков. В жаркие маловодные годы фиксировалось летнее пересыхание/обмеление; расход снижался до 9–20% от нормы. | Орошаемое земледелие в предгорьях; местное водоснабжение; рекреация (локально). | Летний дефицит стока и рост конкуренции между агросектором и экологическими потребностями руслово-пойменных комплексов; приоритет — водосбережение и регламентация водозабора. |
Для оценки экологических рисков водохозяйственного и сельскохозяйственного освоения влажных бассейнов целесообразно учитывать и результаты исследований по контролю загрязнения от объектов аквакультуры и рыбоводства .
3.3. Гидроклиматические изменения и сценарии на горизонте 2040-2050 гг
Современные изменения климата и водного баланса усиливают противоречия природопользования именно в тех поясах, где концентрируется хозяйственная активность. По оценкам для периода 1991–2025 гг. относительно 1960–1990 гг. отмечаются: 1) рост потенциальной эвапотранспирации, 2) снижение коэффициента стока, 3) сдвиг даты пика половодья на более ранние сроки и 4) выраженное снижение летней меженной водности в аридных равнинах. Это означает, что при сохранении прежних норм водопользования дефицит экологического стока будет нарастать даже без увеличения водозабора.
С точки зрения управления рисками важен прогноз на ближайшие 2-3 десятилетия: инфраструктурные проекты (дороги, ирригационные сети, гидротехнические сооружения) способны одновременно и снижать, и усиливать опасности. Без интегрированного планирования к 2040–2050 гг. антропогенное воздействие может превысить адаптационный потенциал геосистем бассейнов, что приведет к росту экологической напряженности — вплоть до критических ситуаций с водными ресурсами и деградации ландшафтов.
Адаптационные приоритеты в значительной степени зависят от сценариев развития инфраструктуры и изменения аграрной специализации территорий, поэтому при проектировании необходимо сочетать традиционные хозяйственные практики с современными водосберегающими и природоохранными технологиями (табл. 4).
Таблица 4 - Типологические модели природопользования и приоритеты управления
Модель природопользования | Репрезентативные бассейны | Ключевые проблемы | Приоритеты управления (10-30 лет) |
Экстенсивно-пастбищная (аридно-семиаридная) | Северо-Восточный Кавказ (Дагестан): Шура-озень и ряд малых рек | Деградация пастбищ, овражная эрозия, заиление русел, пересыхание низовьев в межень | Нормирование пастбищной нагрузки; противоэрозионные меры; водосбережение в ирригации; восстановление лесистости |
Ирригационно-плантационная (субгумидная) | Северо-восток Азербайджана: малые реки предгорий и прикаспийских равнин | Пересыхание и обмеление водотоков летом, агрохимическое загрязнение, деградация лесов | Модернизация оросительных систем; лимиты водозабора; охрана лесов; управление рекреационной нагрузкой |
Полисекторная высокоинтенсивная (влажно-субтропическая) | Прикаспийский Эльбурс: Хераз и ряд бассейнов Мазендерана | Локальное загрязнение, трансформация пойм, риск усиления паводков при экстремальных ливнях | Экологическое нормирование сбросов; адаптивные режимы водохранилищ; зонирование и контроль застройки пойм |
Переходная экотонная (континентальная) | Восточный сектор Эльбурса: Горган | Эрозия и паводки при утрате лесов, деградация болот и пойм | Лесовосстановление и противоэрозионные практики; запрет освоения уязвимых пойм; системы мониторинга и оповещения |
4. Заключение
Ландшафтно-поясная организация горных бассейнов Кавказско-Каспийского региона задает устойчивую структуру природопользования: высокогорья сохраняют преимущественно сезонные пастбищно-рекреационные функции, тогда как предгорья и низовья концентрируют земледелие, орошение, водозабор и основную часть экологических рисков. На примере бассейнов Шура-озени, Самура, Хераза и Горгана показано, что различия моделей природопользования определяются сочетанием водного режима, климатических градиентов и инфраструктурной освоенности. Формализованная оценка по индексу конфликтности природопользования (ИКП) подтвердила, что максимальная конфликтность сосредоточена в предгорно-аграрном и равнинно-дельтовом поясах (ИКП > 0,66), тогда как высокогорный пояс остается зоной низкой конфликтности при высокой природной уязвимости.
Ключевой вывод для практики: в ближайшие 10-30 лет управленческие решения должны смещаться от отраслевого подхода к интегрированному ландшафтно-бассейновому управлению с обязательным учетом экологического стока и предельно допустимых нагрузок на склоновые и пойменно-дельтовые комплексы. На трансграничных реках приоритетом становится согласование режимов вододеления и экологического попуска с пороговыми индикаторами состояния дельтовых экосистем.
Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением сетей мониторинга (включая геохимический контроль вод и донных отложений), уточнением пространственных моделей деградации пастбищ и лесов и разработкой сценариев адаптации к гидроклиматическим экстремумам для каждого типа бассейна.