Dynamics of Mountain Landscapes of the North Caucasus under Modern Climate Change and Increased Anthropogenic Impact

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of the analysis of multi-year satellite images and long-term field studies of landscape dynamics in different high mountain regions of the North Caucasus are presented. Based on Landsat Analysis Ready Data processing for the 2000–2020 period and geoinformation modeling, the main changes in nival-glacial and forest landscapes have been established. A decrease in the area of snow-glacier complexes was noted (on average by 20.6%) with the largest decrease in the Eastern Caucasus (75.2%) and the smallest in the Central Caucasus (13.4%). Repeated complex descriptions in key areas confirmed the revealed changes, as well as the rise of the border of mountain-meadow landscapes and the heterogeneity of their spatial structure in the periglacial zone as a result of climatic fluctuations. Multidirectional trends in the dynamics of mountain-forest landscapes are manifested in the deterioration of the state, including the drying up of dark coniferous forests and the reduction in their area in the Western Caucasus (Teberda River basin), in the rise of the border and the increase in the area of light coniferous forests in the Eastern Caucasus (Makazhoy depression), mainly beyond due to the weakening in previous years of anthropogenic impact. In the Central Caucasus (Elbrus region), some expansion of forests was noted at the upper border of the forest belt along the bottom of river valleys, in some places on the slopes of the southern points, a decrease in areas of large avalanches and mudflows, including as a result of outbursts of near-glacial lakes. The metachronism of the manifestation of exogenous processes and their spatial heterogeneity leads to the complication of the landscape structure of the zones of their influence due to the combination of elementary landscapes that are at different stages of restoration successions. The increased recreational impact on the mid-mountain and high-mountain landscapes of the Western and Central Caucasus caused the change in the spatial structure of landscapes, especially mountain-forest and subalpine meadows, a decrease in their biodiversity, and an increase in the proportion of anthropogenic complexes in the most valuable landscapes in protected areas.

About the authors

M. N. Petrushina

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: mnpetrushina@mail.ru
Russia, Moscow

A. N. Gunya

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: a.n.gunya@igras.ru
Russia, Moscow

E. Yu. Kolbovsky

Lomonosov Moscow State University; Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: a.n.gunya@igras.ru
Russia, Moscow; Russia, Moscow

A. Zh. Purehovsky

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: a.n.gunya@igras.ru
Russia, Moscow

References

  1. Авессаломова И.А., Дьяконов К.Н., Иванов А.Н., Беляков А.И., Мамай И.И. Общие положения динамики и функционирования ландшафтов // География, общество, окружающая среда. Т. 2. Функционирование и современное состояние ландшафтов. М.: Городец, 2004. С. 101–112.
  2. Акатов В.В., Акатов П.В., Майоров С.В. Тенденции изменения высотного ареала пихты Нордмана на Западном Кавказе (бассейн р. Белая) // Изв. РАН. Сер. геогр. 2013. № 4. С. 104–114. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2013-2-104-114
  3. Алейникова А.М., Петрушина М.Н. Структура и динамика приледниковых ландшафтов Приэльбрусья // Лёд и Снег. 2011. № 2. С. 127–134.
  4. Баденков Ю.П., Грачева Р.Г., Гуня А.Н., Белановская Е.А., Мерзлякова И.А., Шмакин А.Б. Горные районы Северного Кавказа на рубеже веков: трансформация природопользования и современные проблемы развития // Изменение природной среды России в ХХ веке. М.: Molnet, 2012. С. 254–273.
  5. Беручашвили Н.Л. Четыре измерения ландшафта. М.: Мысль, 1986. 182 с.
  6. Бочкарев Ю.Н., Дьяконов К.Н. Дендрохронологическая индикация функционирования ландшафтов на северной и верхней границах леса // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2009. № 2. С. 37–50.
  7. Братков В.В., Заурбеков Ш.Ш., Атаев З.В. Мониторинг современных климатических изменений и оценка их последствий для ландшафтов Северного Кавказа // Вестн. РАЕН. 2014. № 2. С. 7–16.
  8. Виноградова В.В., Титкова Т.В., Белановская Е.А., Грачева Р.Г. Воздействие изменения климата на горные ландшафты Северного Кавказа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12 (6). С. 35–47.
  9. Гуня А.Н., Машкова Р.А., Гежаев А.М. Динамика и трендовые изменения высокогорных ландшафтов в горно-рекреационных районах Северного Кавказа // Вопросы географии. Сб. 137 / отв. ред. В.М. Котляков, Ю.П. Баденков, К.В. Чистяков. М.: Кодекс, 2014. С. 521–543.
  10. Гуня А.Н., Петрушина М.Н., Гайрабеков У.Т., Гагаева З.Ш., Колбовский Е.Ю., Лысенко А.В., Караев Ю.И., Петров Л.А., Эльмурзаев Р.С. Ландшафты Аргунского государственного историко-архитектурного и природного музея-заповедника // Северокавказская комплексная экспедиция. Труды / отв. ред. А.Н. Гуня, М.Н. Петрушина. Грозный, Махачкала: ЧГУ, АЛЕФ, 2020. Т. 2. С. 43–94.
  11. Дега Н.С., Бостанова Ф. Х., Байракумова А.Р., Корчагина Н.М. Геоэкологическая оценка окружающей среды Карачаево-Черкесской республики // Проблемы региональной экология. 2019. № 2. С. 59–65. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-12059
  12. Дьяконов К.Н., Пузаченко Ю.Г. Теоретические положения и направления исследований современного ландшафтоведения // География, общество, окружающая среда. Т. 2. Функционирование и современное состояние ландшафтов. М.: Городец, 2004. С. 21–35.
  13. Залиханов М.Ч., Коломыц Э.Г., Шарая Л.С., Цепкова Н.Л., Сурова Н.А. Высокогорная геоэкология в моделях. М.: Наука, 2010. 487 с.
  14. Заурбеков Ш.Ш. Современные климатические изменения и их влияние на ландшафтную структуру региона (на примере Северного Кавказа). Автореф. дис. … д-ра геогр. наук. Краснодар, 2012. 48 с.
  15. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М.: Высшая школа, 1991. 366 с.
  16. Коломыц Э.Г. Прогноз влияния глобальных изменений климата на ландшафтную структуру горной страны // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1985. № 1. С. 14–30.
  17. Корчагина Е.А. Исследование колебаний элементов климата в горных районах Западного и Центрального Кавказа методами математической статистики // Изв. КБ науч. центра РАН. 2020. № 3 (95). С. 64–73. https://doi.org/10.35330/1991-6639-2020-3-95-64-73
  18. Крауклис А.А. Теория и практика исследования геосистем // География и природные ресурсы. 1987. № 4. С. 14–22.
  19. Ледники и климат Эльбруса /под ред. В.Н. Михаленко. М.–СПб.: Нестор-История, 2020. 372 с.
  20. Лурье П.М., Панов В.Д., Панова С.В. Криосфера Большого Кавказа. Устойчивое развитие горных территорий. 2019. Т. 11. № 2. С. 182–190. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2019-11-2-182-190
  21. Мамай И.И. Динамика ландшафтов. (Методика изучения). М.: Изд-во МГУ, 1992. 167 с.
  22. Олейников А.Д., Володичева Н.А. Современные тенденции изменения снеголавинного режима Центрального Кавказа (на примере Приэльбрусья) // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 2. С. 191–200. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-2-400
  23. Онищенко В.В., Дега Н.С., Тохчуков Ш.Ю. Ледниковый баланс Карачаево-Черкесии в глобальных и региональных природно-антропогенных преобразованиях // Успехи современного естествознания. 2016. № 6. С. 174–178.
  24. Петрушина М.Н. Структура и динамика горных ландшафтов Северного Кавказа // Ландшафтный сборник (Развитие идей Н.А. Солнцева в современном ландшафтоведении) / под ред. И.И. Мамай. М.–Смоленск: Ойкумена, 2013. С. 227–248.
  25. Петрушина М.Н., Алейникова А.М., Петраков Д.А. Воздействия лавин зимы 2004−2005 гг. на ландшафты бассейна р. Адылсу (Центральный Кавказ): сб. докладов III Международ. конф. “Лавины и смежные вопросы” (Кировск, Россия, 4–8 сентября, 2006). Кировск: ООО Апатит-Медиа Апатиты, 2007. С. 102–108.
  26. Пукинская М.Ю., Кессель Д.С., Щукина К.В. Усыхание пихто-ельников Тебердинского заповедника // Ботанич. журн. 2019. Т. 104. № 3. С. 337–362. https://doi.org/10.1134/S0006813619030062
  27. Пуреховский А.Ж., Гуня А.Н., Колбовский Е.Ю. Динамика высокогорных ландшафтов Северного Кавказа по данным дистанционного зондирования в 2000–2020 гг. // Изв. Дагестан. гос. пед. ун-та. Сер. ест. и точные науки. 2022. Т. 16. № 2. С. 72–84. https://doi.org/10.31161/1995-0675-2022-16-2-72-84
  28. Хорошев А.В. Оценка устойчивости геосистем бассейна р. Баксан (Центральный Кавказ). Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: Изд-во АО “Диалог-МГУ”, 1997. 24 с.
  29. Шиятов С.Г., Моисеев А.А., Григорьев А.А. Мониторинг климатогенной динамики высокогорной древесной растительности при помощи ландшафтных фотоснимков на Южном Урале // Вопросы географии. Сб. 137 / отв. ред. В.М. Котляков, Ю.П. Баденков, К.В. Чистяков. М.: Кодекс, 2014. С. 125–155.
  30. Черноморец С.С., Петраков Д.А., Алейников А.А., Беккиев М.Ю., Висхаджиева К.С., Докукин М.Д., Калов Р.Х., Кидяева В.М., Крыленко В.В., Крыленко И.В., Крыленко И.Н., Рец Е.П., Савернюк Е.А., Смирнов А.М. Прорыв озера Башкара (Центральный Кавказ, Россия) 1 сентября 2017 года // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № 2. С. 70–80.
  31. Albrich K., Rammer W., Seidl R. Climate change causes critical transitions and irreversible alterations of mountain forests // Glob. Change Biol. 2020. Vol. 26. № 7. P. 1–15. https://doi.org/10.1111/gcb.15118
  32. Cherkasova A.A., Iurmanov A.A., Kokane P., Maslakov A., Petkovich M., Petrushina M.N., Tabelinova A., Tolipov A., Yakubov G., Yushina Yu. Prielbrusye National Park environmental changes due to increasing tourism activity // Geography, Environment, Sustainability. 2022. Vol. 15. № 4. P. 115–123. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2022-108
  33. Global Change and Mountain Regions. An Overview of Current Knowledge / U. Huber, H. Bugmann, M. Reasoner (Eds.). Dordrecht, Netherlands: Springer, 2005. 650 p.
  34. Ewane E.B. Assessing land use and landscape factors as determinants of water quality trends in Nyong River basin, Cameroon // Environ. Monitoring and Assessment. 2020. Vol. 192. № 8. P. 1–35. https://doi.org/10.1007/s10661-020-08448-2
  35. Ewane B.E., Lee H.H. Assessing land use/land cover change impacts on the hydrology of Nyong River Basin, Cameroon // J. Mountain Science. 2020. Vol. 17. № 1. P. 50–67. https://doi.org/10.1007/s11629-019-5611-8
  36. Mountains and climate change – From understanding to action. Centre for Development and Envir. (CDE) / T. Kohler, D. Maselli (Eds.). Bern: CDE. Inst. Geogr., Univ. Bern, 2009. 80 p.
  37. Potapov P., Hansen M.C., Kommareddy I., Kommareddy A., Turubanova S., Pickens A., Adusei B., Tyukavina A., Ying Q. Landsat Analysis Ready Data for Global Land Cover and Land Cover Change Mapping // Remote Sensing. 2020. Vol. 12. № 3. 426 p. https://doi.org/10.3390/rs12030426
  38. Remote sensing of land use and land cover: principles and applications / C.P. Giri (Ed.). Boca Raton, USA: CRC press, 2012. 477 p.
  39. Resler L.M., Shao Y., Campbell J.B., Michaels A. Land cover and land use change in an emerging national park gateway region: implications for mountain sustainability / The Elgar companion to geography, transdisciplinarity and sustainability. Miami: Edward Elgar Publ., 2020. P. 270–292. https://doi.org/10.4337/9781786430106.00026
  40. Senf C., Seidl R. Natural disturbances are spatially diverse but temporally synchronized across temperate forest landscapes in Europe // Glob. Change Biology. 2018. Vol. 24. № 3. P. 1201–1211. https://doi.org/10.1111/gcb.13897
  41. Tielidze L.G., Wheate R.D. The Greater Caucasus Glacier Inventory (Russia, Georgia and Azerbaijan) // The Cryosphere. 2018. № 12. P. 81–94. https://doi.org/10.5194/tc-12-81-2018
  42. Toropov P.A., Aleshina M.A., Grachev A.M. Large-scale climatic factors driving glacier recession in the Greater Caucasus, 20th–21st century // Int. J. Climatol. 2019. P. 1–18. https://doi.org/10.1002/joc.6101
  43. Turner M.G., Calder W.J., Cumming G.S., Hughes T.P., Jentsch A., LaDeau Sh.L., Lenton T.M., Shuman B.N., Turetsky M.R., Ratajczak Z., Williams J.W., Williams A.P., Carpenter St.R. Climate change, ecosystems and abrupt change: Science priorities // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. Vol. 1794. № 375. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0105

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (3MB)
Indexing metadata
3.

Download (5MB)
Indexing metadata
4.

Download (2MB)
Indexing metadata
5.

Download (2MB)
Indexing metadata
6.

Download (2MB)
Indexing metadata
7.

Download (1MB)
Indexing metadata
8.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 М.Н. Петрушина, А.Н. Гуня, Е.Ю. Колбовский, А.Ж. Пуреховский

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».