+ All Categories
Home > Documents > Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia...

Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia...

Date post: 08-Jun-2020
Category:
Upload: others
View: 2 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
22
Ministry of the Natural Resources and Ecology of the Russian Federation Federal State Institution “State Nature Biosphere Reserve “Katunskiy” "Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) Coping Strategies for Mountain Biosphere Reserves" Assessment report on the Katunskiy State Nature Biosphere Reserve (Russian Federation) Accomplished under UNESCO fee contract #8766319 Author: Tatjana Yashina Cartography: Andrei Klepikov UstKoksa, 2009 [1]
Transcript
Page 1: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

 

Ministry of the Natural Resources and Ecology of the Russian Federation 

Federal State Institution “State Nature Biosphere Reserve “Katunskiy”  

   

  

"Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) ‐ Coping Strategies for 

Mountain Biosphere Reserves"    

Assessment report   on the Katunskiy State Nature Biosphere 

Reserve (Russian Federation)    

Accomplished under UNESCO fee contract #8766319    

Author: Tatjana Yashina Cartography: Andrei Klepikov 

  

Ust‐Koksa, 2009 

[1] 

 

Page 2: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[2] 

 

Contents  A.Current state of climate and existing natural resources (biodiversity, water), land use and socio‐economic conditions. Characterization of Stresses. A1.Climate A2.Water resources A3.Biodiversity A4.Land use and socio‐economic conditions  C.Projected scenarios C1.Climate C2.Water resources C3.Biodiversty and ecosystems C4.Land use  Adaptation strategy for Katunskiy BR – an outline  References 

3  3 5 7 9  14 14 16 17 18  20  22 

 Abstract  The assessment report addresses the issues of global change and its effects onto water resources, biodiversity, ecosystems, land use and socio‐economic realm of Katunskiy Biosphere Reserve (Altai Mountains,  Russia)  as  a  follow‐up  of  the GLOCHAMORE  Project.  The  baseline  characteristics  of climate, water  resources,  biodiversity  and  land  use  are  presented  and major  stresses  such  as climate change, global market change and  impact of  tourism are analyzed. Preliminary scenarios were  developed  for  abovementioned  key  issues.  As  the  practical  outcome,  an  outline  of  the adaptation strategy for Katunskiy Biosphere Reserve is proposed.    Acknowledgements  This assessment would not have been possible without funding from UNESCO Man and Biosphere Program,  and we  gratefully  acknowledge  this  organization.  Also, we would  like  to  express  our sincere  thanks  to  Ms.  Elena  Tveritinova  (UNESCO  Moscow  Office),  who  assisted  the  contract accomplishment with logistical information.  

 

Page 3: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[3] 

 

A. Current state of climate and existing natural resources (biodiversity, water), land use  and socio‐economic conditions. Characterization of Stresses.     A.1. Climate  The  climate  of  the  Katunskiy  BR  is  characterized  by  the meteorological  data  from  3  weather stations,  located  at  different  altitudes  (Ust‐Koksa,  950 m.a.s.l.,  Akkem,  2050 m.a.s.l.  and  Kara‐Tyurek, 2600 m.a.s.l.). Baseline characteristics of climate are presented at Table 1.  

Table 1 Baseline climatic characteristics of Katunskiy Biosphere Reserve (after Sukhova et al, 2004) 

Station/period Mean temperatures, 0C Precipitation, mm 

Ust‐Koksa I  ‐23.3  11 II  ‐20.0  9 III  ‐10.3  9 IV  0.9  23 V  8.6  52 VI  13.7  61 VII  15.4  73 VIII  13.8  69 IX  8.0  36 X  0.1  28 XI  ‐11.1  26 XII  ‐18.9  21 Year  ‐1.90  418 

Akkem I  ‐21.1  13 II  ‐17.2  10 III  ‐13.6  11 IV  ‐6.2  31 V  1.5  63 VI  6.7  78 VII  8.3  89 VIII  7.1  83 IX  2.8  47 X  ‐4.7  36 XI  ‐12.0  31 XII  ‐16.9  26 Year  ‐5.4  518 

Kara‐Tyurek I  ‐16.9  8 II  ‐16.4  10 

Page 4: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[4] 

 

III  ‐13.1  15 IV  ‐7.9  34 V  ‐1.8  52 VI  ‐4.2  80 VII  6.3  94 VIII  5.2  88 IX  0.3  46 X  ‐6.4  37 XI  ‐12.8  26 XII  ‐16.5  19 Year  ‐6.3  508 

  Regional trend of change of mean annual temperature, fixed by the analysis of climatic data from Barnaul weather station established in 1835 (Kharlamova, 2000), shows significant warming from ‐0.5 to +2.30C. Local temperature variations are not so clear, since Central Altai is characterized by the  lowest  rates  of warming  in  the  region. Nevertheless,  the  observations  from meteorological stations  show  the general  trend of warming. Soja et al  (2006) provides analysis of  climatic data from Kara‐Tyurek weather station, showing  (see Table 2) about 2‐degree warming  in winter and about half‐degree warming in summer season.  

Table 2  Climate change data from Kara‐Tyurek meteorological station (Soja et al., 2006) 

Time period 

Tw  ΔTw  Ts  ΔTs  ΔL5  Pa ΔPa

Before 1960s 

‐15.1    5.2      752   

1961‐1998 

‐13.2  +1.9  5.7  +0.5  +6  882  +130 

Tw – temperarture of January, Ts – temperature of July, Pa – annual precipitation, L5 – days with continuous temperature above +5 

Sukhova  et  al  (2005)  also  indicate,  that  the most  significant warming  is observed  in  spring  and winter  seasons, while  in  summer  this  trend  is  not  so  clear.  The  changes  of mean  January  air temperature during  last 40 years observed at all  three  stations are presented at Fig. 1. As  seen from  the  graph,  the winter warming  is more  intensive  at  lower  altitudes within  intermountain depression, where Ust‐Koksa station is located.   The  trend  of  warming  is  accompanied  by  slight  increase  of  annual  precipitation  (see  Fig.  2). However,  there  is  no  clear  dependence  between  trends  of  precipitation  change  at  different altitudes. At the tops of mountain ranges (as demonstrated by the data from Kara‐Tyurek weather station)  increase  of  precipitation  during  spring  and  summer  is  observed,  while  there  is  no 

Page 5: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

significant change in winter and even decrease in autumn. Observations at Akkem station, which is typical  for high‐altitudinal valleys, show  increase of precipitation  in summer, accompanied by  its decrease  in  transitional  seasons. Within  intermountain  depressions,  rapid  increase  of  summer precipitation is observes with no significant changes during for other seasons.  

 Fig. 1 Changes in mean January temperatures in Katunskiy BR (data from 3 weather 

stations)   

 

 Fig. 2. Changes in precipitation in Katunskiy BR (data from 3 weather stations)  

   A.2. Water Resources  Katunskiy BR  is  recognized as “water  tower”, where  the most part of discharge of  river Katun  is formed. It is the most significant center of modern glaciation in Siberia with 317 glaciers covering the  total area of 230 km2. Estimated water amount  reserved  in  the glaciers  is 7.370 billion  tons (Galakhov et al, 1999).   

[5] 

 

Page 6: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[6] 

 

In 1970s the water balance of high‐altitudinal catchments of the Tomichka river tribute (containing small  kar  glacier)  and Akkem  river  (containing  large  glacier of  valley  type) were  investigated by researchers  for  Barnaul  and  Tomsk  Universities.  The  study  included  field measurement  of  the components of water balance for these catchments (Galakhov et al, 1999).  Classic equation of water balance for catchments with glaciation could be considered as: 

W = m + Xl + E – y – Fi+f , where 

- W – changes of water reserve in the catchment, - m – mass of water, formed by melting of snow, firn and ice, - X – rain precipitation, - E – condensation or evaporation, - y – liquid discharge, - F – mass of water, frozen in firn of ice fields 

Components  of water  balance  of  these  basins,  calculated  from  the  field measurements  held  in 1960‐70s, are presented in the table below. 

Table 3.  Structure of water balance of typical river basins of Katunskiy Ridge (after Galakhov, et al, 1999) 

 m  X  E  y  F River 

basin Total area of 

glaciation mm  %  mm % 

Total water flux 

mm  mm  mm  

Tomichka  1.59 km2 1418  65  756  35  2174  ‐58  1995  120  4 Akkem  20,8 km2 527  60  339  40  866  44  853  30  ‐62  

The comparative diagrams of the structure of water balance  for high‐altitudinal catchments with  small (Tomichka) and large (Akkem) glaciers are presented at Fig. 3. These data show that 60‐65% or total water influx is caused by melting of ice and snow. The role of glacial feed for Akkem river is 52%  of  total  discharge  (Catalog…,  1978).  For  river  basins  with  smaller  glaciations  area,  it contributes 10‐15%.  

Page 7: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

Fig.3. Comparative diagrams of the structure of water balance for different high‐altitudinal catchments 

Mass balance of the glaciers has also been  investigated within Tomichka river basin during 1960‐1970s. Its dynamics at different altitudinal zones  is presented  in the Table 4. In general, repeated inventories  in different areas of the Altai mountains show that during the period of  instrumental measurements  (approximately,  since  1870s)  small  kar  glaciers  have  lost  20‐40%  of  its  area  and large glaciers of valley type – from 8 to 20%.  

Table 4  Dynamics of Tomich glacier mass balance at its different altitudinal zones, g/sm2  

(after Galakhov et al, 1999) Altitude, km a s l Year 

2,2 – 2.3  2.3‐2.4  2.4‐2.5  2.5‐2.6  2.6‐2.8 1968‐69  ‐208  ‐116  ‐39  22  36 1969‐1970  ‐121  ‐67  27  58  81 1970‐71  ‐51  47  176  215  206 1971‐72  ‐158  ‐94  26  109  174 1972‐73  ‐80  ‐76  11  67  122  

A.3. Biodiversity  Biological diversity of the Katunskiy BR is presented by app. 1000 spp of higher vascular plants (incl. 9  endangered  spp),  161  spp  of  birds  (20  are  endangered)  and  52  spp  of  mammals  (1  is endangered).  Among  the  last  Snow  leopard  (Uncia  uncia),  inscribed  into  the  Red  Book  of  the Russian Federation and  into  the  IUCN Red  Lists,  is most  charismatic. Habitats of  this animal are coordinated with peri‐glacial ecosystems, and combined with high press cause by  illegal hunting and  low density of population,  it makes the animal extremely vulnerable to climate change.   The map of spatial distribution of Snow  leopard  in Katunskiy BR and  its surroundings  is presented  in Fig.4.    

[7] 

 

Page 8: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

   Fig. 4. Distribution of the Snow leopard in Katunskiy BR and its surroundings  

  Vegetation  communities of Katunskiy BR are diverse and presented by  several  vegetation belts: steppes, combination of steppes and woods, montane woods (taiga), subalpine meadows, alpine‐type meadows and shrubs and high‐mountain tundra.   In order to detect changes in alpine ecosystems, GLORIA site has been established in Katunskiy BR in 2005. This monitoring  suggests  long‐term measurements of  the ground  temperature  coupled with detailed vegetation counts according to the standard protocols at four summits located in the ecotones above the treeline (The GLORIA Field Manual, 2004). Time series of measurements of the ground temperature during 2005‐2008 show slight increase of temperature (see Fig. 5). Conditions of plant growth  in  the alpine environment are determined also by  the  length of  the  vegetation period with temperatures above +50C, as well as by the  length of snow cover period. These data could serve as a background for further temporal analysis of the dynamics of alpine communities and  are  presented  in  Table  5.  For  the  observed  period,  which  is  quite  short  to  make  any projections, decrease of the duration of vegetation period is fixed.   

   [8] 

 

Page 9: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[9] 

 

Fig. 5. Dynamics of ground temperatures at southern plots at summits AME (2181 meters a.s.l.)   and LAD (2475 meters a.s.l.) for 2005‐2008  

  Table 5 

Climatic conditions of the plant growth and species richness of the alpine ecosystems of Katunskiy Biosphere Reserve (GLORIA RU‐AKA Target region) 

Number of days

with snow cover with temperature >5 with temperature > 10

Summit and plot

code

Altitude, m.a.s.l.

2006 2007 2008 2006 2007 2008 2006 2007 2008

Species richness

AME_E22 2181 240 225 -- 106 97 99 90 85 83 56

AME_W22 2181 228 203 -- 104 100 87 91 99 83 64

AME_S22 2181 201 159 -- 130 169 122 113 97 70 65

AME_N22 2181 254 258 --- 89 90 71 59 68 61 63

ALI_S22 2231 214 206 --- 106 107 110 90 86 -- 65

ALI_W22 2231 254 255 -- 92 86 76 60 68 70 39

ALI_E22 2231 224 211 -- 105 100 104 101 99 85 62

ALI_S22 2231 277 292 -- 61 51 52 49 41 47 65

PRO_N22 2358 264 246 -- 70 75 76 39 39 67 38

PRO_E22 2358 224 2009 ---- 92 89 89 71 77 79 50

PRO_S22 2358 236 229 -- 103 101 102 86 83 76 49

LAD_E22 2475 285 271 -- 60 58 -- 49 52 -- 24

LAD_S22 2475 219 239 -- 101 95 97 89 83 86 30

LAD_W22 2475 233 238 --- 108 93 97 75 79 78 24

   A.4. Land Use and Socio‐Economic Conditions   The structure of the land use of Katunskiy BR is presented at Fig. 6. Below it is briefly characterized with regard to biosphere reserve zonation.  Core  zone. According  to  the  legislation, no human activities are allowed within  the core  zone of Katunskiy Biosphere Reserve except for patrolling, researches and monitoring and limited scientific and eco‐tourism. The land is state‐owned, and the administration of the reserve is responsible for the state and management of this area.   Buffer zone. In buffer zone limited use of natural resources is allowed. There are following types of human activities:  

• recreation and tourism,  • collection of medicinal plants and non‐timber forest products (cedar nuts),  • hunting,  • fishing,  • apiculture,  • limited cattle grazing.  

 

Page 10: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

 Fig. 6. Current structure of land use in Katunskiy Biosphere Reserve  

 Recreation  and  tourism  develops  in  the  limited  sites  of  the  buffer  zone,  which  includes  Lake Tajmenje  and Ozernaya  river  and  Lake Middle Multinskoe. Due  to  limited  number  of  recreants (about 500‐700 per year), the  impact onto natural ecosystems  is unsignificant and  limited only to touristic trails.     Subalpine meadows  in  the western  part  of  investigated  area  are  natural  habitats  of medicinal plants  (mainly, Rhodiola rosea and Hedysarum theinum). Both these plants are traditionally used by  local people  for medicinal purposes. Rhodiola  rosea  is  rare plant  included  into  the Red data book of Russian Federation, however, during 2000‐2007  it was collected  for  industrial purposes. The total volume extracted from the buffer zone could be estimated as 2‐3 tons of roots per year. In 2007‐2008 due to strengthening of law enforcement this illegal process has been reduced. Field studies  in 2008 showed  that  the  restoration of  the natural plant communities  is  in place, and  in next 3‐4 years the resources of the plants will  increase up to natural volumes. The reason of this quick recovering is the specific way of collection when the small parts of roots stay in the soil and spurt as a new plant in the next vegetation season.    Hunting is a traditional activity for local people also spread in the buffer zone. The main animals for hunting are fur mammals (sable, mink etc.), ungulates (Musk deer, Maral (Siberian subspp of Red deer) and Roe deer), and bears. Hunting  in the buffer zone  is strictly controlled by State Hunting Control Service and limited up to 50‐150 fur animals per year. Long‐term monitoring results of the state of populations of these animals  in the core and buffer zones show that this  limited activity does  not  affect  the  state  of  populations  in  the  core.  The  illegal  hunting  in  the  eastern  part  of transition zone cause greater impact onto wildlife population of the core area of the BR.  

[10] 

 

Page 11: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

   Grazing  impact  on  the  natural  ecosystems  nowadays  could  also  be  assessed  as  low.  After  the collapse of  the USSR with  its planned economy  followed by economical decline,  the number of sheep has been significantly reduced, and the ecosystems were given a possibility to restore. Now in the buffer zone the grazing  load could be estimated as 300‐500 of sheeps, so this  is twice  less than  40  years  before.  Now  chemicals  are  not  used  in  the  grazing  lands,  so,  according  to  the environmental impact assessment, the state of grazing lands in the buffer zone is good.    The  land of buffer  zone  is mainly  state‐owned and  local  authorities of Ust‐Koksa administrative district and Federal Forestry Service manage these  lands. However, several sites has been rented for a long‐term by local people for development of private apiaries.    Transition zone. In the transition zone there are 10 permanent settlements with total population of ~ 4500 people are  located. During 2000‐2009,  the population of  these settlements decreased by 9%. According to official data, unemployment is 7% (calculated from the number of people, applied to  the  Center  of  Employment);  however,  hidden  unemployment  could  be  estimated  as  30%. Special survey, carried  in 2009, showed that  local population of highly dependent on the natural resources  (by  hunting,  fishing,  collecting  non‐timber  forest  products  etc).  Fig.  7  represents  the degree of its dependency.  

 Fig. 7. Degree of dependence of local communities on the natural resources 

 The land use types are more diverse here and include:  

• forestry (harvesting fuel wood),  • maral (Red deer) farms,  • collection of non‐timber products (medicinal plants, nuts, berries etc.),  • recreation and tourism,  • hunting,  • fishing,  • apiculture,  

[11] 

 

Page 12: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[12] 

 

• cattle grazing,  • hay fields.  

 In  this  zone,  the  share of private‐owned  lands  increases, because all  the maral  farms and other agricultural enterprises are privately‐owned.     The basic environmental impact is caused by the maral farms. These are large fenced areas where animals  are  reared  in  close  to  natural  conditions.  The  basic  product  is maral  antlers, which  is exported to South Korea and China for pharmaceutical industry. The total number of animals in the farms of BR is 8800. Maral farming is a traditional economy in the Central Altai. It was established in the region in 18 century. During this 300 years period maral farms evolved from small parks up to 30‐40 ha with 10‐20 deers to large economies of about 5000 ha with 500‐2500 animals.    The farm is divided into several parks used by sub‐groups of animals in different seasons. Based on field  investigation of  the  state of ecosystems of maral  farm major  changes  in ecosystems were figured out. The changes include:  

• changes  in species composition and  increasing the role of anthropochorus species  in plant communities,  

• damage to shrubs and young trees,  • sealing  of  upper  soil  horizons  causing  changes  in  air  and moisture  regime  of  soil  and 

deterioration of plant growth conditions,   • erosion processes along the main trails and fences.  

  Another important issue cause by maral farms is the disturbance to wildlife (large mammals) of the surrounding  lands.  The  fenced  farms  covering huge  areas block  the natural migratory  routes of ungulates and  cause  fragmentation of populations. However, until now  this process  is not well‐investigated.    Being fully export‐oriented, these economies are vulnerable to global market changes. The price of the  conserved  antlers,  exported  from  the  biosphere  reserve,  varied  significantly  during  last  15 years – from 750 USD at the beginning of 1990s to less than 200 USD in 2008 (see Fig. 8).  

Page 13: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

 Fig. 8. Dynamics of the prices of the conserved Maral antlers exported from Katunskiy BR 

 The major cause of the prices default is competition with producers from New Zealand and China. However, due  to  large areas,  the  state of economy  in maral  farms  could  significantly affect  the whole BR territory in the case of its possible expansion or reduction.     In the transition zone Mt. Belukha – the highest peak of Siberia and the major recreational site of the Altai mountains  is  located.  It  attracts  lots of  tourists of different  categories –  starting  from mountaineers  to  religious  pilgrims  following  the  doctrine  of  famous  painter  and  philosopher Nicolas Roerich, who considered  that Mt. Belukha  is one of  the ways  to mystical Shambala. The total amount of tourists is about 15 000 – 25 000 annually. The environmental impact is analyzed by the system of indicators including vegetation cover (species composition, abundance, presence of anthropochorus species, biomass of plant communities, state of trees), soil sealing and presence of erosion. The results of this study show that the negative impact of tourism localized only to trails and  camp  site  and  doesn’t  affect  the  95%  of  the whole  area. However,  further  increasing  the number of visitors without equipment the camping sites and paving the trails at the most sites will cause irreversible changes in natural ecosystems.     Grazing is also spread in the northern part of the transition zone. The total area of grazing lands is 45900 ha.  It does not cause any significant changes  in ecosystems due to  low pressure. The total grazing load is 1700 cows, 2000 horses and 11000 sheeps.    

[13] 

 

Page 14: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

C. Projected scenarios   C1. Climate  Until  now,  there  were  no  small‐scale  climate  modeling  for  the  territory  of  the  Central  Altai. Regional climate model for the Altai mountains was developed by E. Parfenova and N. Chebakova (2000). The model  is based on the system of regressions, describing dependency of basic climate parameters  (mean  July  temperatures and annual precipitation)  from  the altitude,  longitude and latitude with regard to geobotanical provinces. For the Central Altai province proposed regressions are as follows: 

TJuly = 62.62 – 0.00613*H – 0.81086 * Lat, Prec = 242,75 + 0.1823 * H, 

where H – altitude, Lat – latitude.    In the frames of this project, for Katunskiy BR these climate parameters were calculated on the base of digital elevation model. The results are presented at Fig. 9.   

  Fig. 9. Preliminary climate model of Katunskiy BR 

 [14] 

 

Page 15: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

This model is a preliminary one, because it does not take into account the local circulation, causing additional moistening of the western part of the territory due to the western air mass movement. However, this model can be used for preliminary projections of climate change.  Since  there  was  no  sophisticated modeling  of  regional  climate  change, WWF  (2001)  provides general  scenario  for  climate  change  in  the Altai‐Sayan  Ecoregion. Within  the  next  50  years  the January  temperature  in most parts of  the Altai‐Sayan  region will  increase by 2‐3  OC  , moreover around the Mt. Belukha the temperature will likely increase by 4‐5 OC.  At the same time, increased precipitation  by  20%  is  also  very  possible,  especially  during winters. On  the whole,  the  second quarter of the century may see warming that is twice as fast as the warming in the first quarter. 

Several researches (Parfenova et al, 2000, Mikhaylov et al, 1992)  indicate following conditions as the most probable climate change scenario  in  the Altai mountains  for next 20 years:  increase of annual precipitation by 20% and  increase of summer temperatures by 20C. According to this, the model of projected climate for next 20 years was calculated (see Fig. 10).  

  

Fig. 10. Projected climate parameters for 2029  However, this model and projection requires further improvement, firstly, by incorporation of the 

[15] 

 

Page 16: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

atmospheric circulation processes.  C2. Water resources  Existing data does not allow to make any sophisticated modeling of climate‐change induces changes of water resources within Katunskiy Biosphere Reserve. Nevertheless, the generic consequences of climate change could be considered as follows (see Fig. 11).  

 

Fig. 11. Quality assessment of the changes in water balance of Katunskiy BR 

Increase of  temperatures, especially  in  summer  season, as  it  is observed  since 1960s, will cause intensification  of  glacier  melting.  Sophisticated  research  efforts  are  required  for  quantitative estimation  the  role  of more  intensive  glacier melting  in  river  discharge  formation,  because  the increase of precipitation should also be considered.  However, according to field measurements in Akkem river basin, the mean thickness of ice melting is 5‐5.5 mm per 10C of positive temperature (Catalog, 1978). 

In its turn, the glacier melting will decrease the amount of water stored in glaciers and in the long‐term perspective will negatively affect  the  river discharge  in  summer  season,  since currently  ice melting water contributes up to 50% of river discharge at high elevations. 

Increased  by  20%  precipitation,  especially  in winter  seasons,  as  projected  by WWF  (2001), will definitely cause  increased probability of extreme floods. However, this will not cause any serious risks for the well‐being of local communities since the most of the biosphere reserve’s territory is not populated. 

[16] 

 

Page 17: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

C3. Biodiversity and ecosystems 

 In  the context of  large region of Siberia, climate change will cause significant changes of  floristic diversity.  Fig.  12  illustrates modern  (a)  and  projected  for  2090  (б)  number  of  species  of  high vascular plants. For  the Altai mountains  the  increase of  the number of  flora  species  is expected caused by northward migration of the steppe and desert species from Mongolia.  

   Fig. 12. Modern (a) and projected for 2090 (б) number of flora species (after Assessment report, 

2009). 0 – water, 1 – up to 100, 2 – 100‐300, 3 – 300‐600, 4 – 600‐900, 5 – 900‐1200, 6 – 1200‐1500, 7 – 1500‐1800, 8 – 1800‐2100, 9 – 2100‐3000, 10 – 3000‐4000. Narrow indicates location of Katunskiy BR   The pattern of ecosystem cover will also change, mostly caused by upward shift of the treeline (by 50‐100 m for 2090) and subalpine shrubs (by 100‐200 m) (Mikhailov et al., 1992). This will cause fragmentation of alpine ecosystems.   In general, Parfenova and Chebakova (2000) forecast the decrease of the area of mountain tundra ecosystems by 18%,  subalpine  shrub ecosystems by 4% and  increase of mountain woods  (taiga) complexes by 15% and steppes complexes by 3.5%.   

[17] 

 

Page 18: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[18] 

 

With  regard  to  mammals,  the  area  would  likely  see  more  unfavorable  winter  conditions  for ungulates and predatory mammals, and force upon them large seasonal migrations. A few years of particularly heavy  snowfalls may  then be  followed by  the massive death of animals. Due  to  the intensification of the summer dry period, the ungulates will be forced to spend more time on high mountain pastures, thus increasing competition with cattle.  The most  vulnerable  to  climate  change  species  are  those  who  inhabit  alpine  and  glacial‐nival ecosystems. Among flagship vulnerable species there are Snow leopard, living at high altitudes and dependent of the populations of ungulates, and Rhodiola rosea – alpine plant suffering also from over‐collection.  C4. Land use  Based on  the  long‐term  complex program of  socio‐economic development of Ust‐Koksa district, during next 20 years two land use scenarios were developed for the buffer and transition zones of Katunskiy Biosphere Reserve. 

Inertial scenario  is based on the assumption that current situation  in social and economic realms will  stay  unchanged  significantly.  Increasing  the  number  of  tourists,  stimulating  moderate development of appropriate  infrastructure  (trade, hotels, etc.),    is expected. However  it will not cause principal changes  in  social  realm, economics and agriculture. The degree of  local people’s dependence on  the natural resources will stay at current  level  (about 25% are highly dependent and 20% are moderately dependent), consequently,  further  illegal harvesting of medicinal plants and  poaching will  remain.  This will  particularly  threaten Musk  deer  and  Red  deer  populations within  the biosphere reserve.  Increased visitation of popular  touristic sites  in  the  transition zone (Mt. Belukha and Multinskie lakes) will cause degradation of trails, garbage accumulation and loss of attractiveness of the territory. Grazing pressure could slightly increase up to the level of 1980s.  

Limited  investments  attracted  by  tourism  development  will  be  short‐term  and  expected  to continue up  to 2012‐2013. After, without  target governmental  support,  the  investment  impulse will  fade. Along with  the  process  of  the  destruction  of material  and  technical  capacity  of  local economies, this will cause unemployment. Combined with general increase of the total number of population,   this situation will strengthen the pressure on the environment and increase degree of dependence of local communities on the natural resources up to 60%. 

Optimistic  scenario  is based on  the  assumption  that most  of  the projects will be  implemented under financial support from republican and federal government.  It will cause the changes of the economic structure of the area. Development of tourism will still play the  leading role, but  it will stimulate  development  of  agriculture,  food  industry,  service  sector  and  investments  into  trail equipment and ecosystems’ carrying capacity. In addition, construction of mini hydropower station 

Page 19: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

on Multa  river  will  inspire  development  of  wood  processing  industry  (small  enterprises).  This economic development will decrease unemployment and increase the incomes of local people. 

Perspective projects to be implemented within the transition zone of Katunskiy BR (with expected governmental financial support): 

2010 ‐ 2019: 

• Construction of the mini‐hydropower station at the Multa river 

• Organization of the touristic complex in Verkh‐Ujmon village 

• Wood‐processing enterprise in Ognyevka village 

• Livestock enterprises in large villages 

• Small enterprises on medicinal plants packaging 

2019‐2029: 

• Construction of large all‐year ski resort near Katanda village 

 

Fig. 13. Optimistic land use scenario for Katunskiy BR 

[19] 

 

Page 20: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[20] 

 

Environmental concerns of this scenario are related to following: 

1. Generally  reduced  (in  comparison with  current  state) pressure on wildlife  from poaching caused by increased employment and income of local people; 

2. Increased grazing pressure on summer pastures up to the level of 1985; 3. At  transport‐accessed  sites  the  rate  of  deforestation will  increase  by  demand  of wood‐

processing  industry, however,  this negative  impact will occur at  limited  locations of small area. 

 

The most vulnerable to global change are  local maral  (Red deer)  farmers, who have 90%‐export‐oriented  economy  and  highly  depend  on  fluctuations  of  global  market.  The  final  product  – conserved Maral antlers –  is raw material for pharmaceutical  industry and traditional medicine in South  Korea  and  China.  Since  the  animals  use  natural  pastures,  the  projected  upward  shift  of vegetation will also affect  the productivity of pastures, and –  consequently –  the quality of  the farm production. 

Maral  farms  are  usually  rich with  resources  for  different  types  of  recreation  –  horseback  trips, treatment courses based on antler broth, trophy hunting. Processing of antlers instead of its simple conservation  for  further  export will decrease  its dependency on  the  global market.  There  is  an experience of  the  farm‐based  small  enterprise producing biologically  active  supplements. Other maral products  like meat are also perspective  for  further producing, however,  for  its  realization marketing and advertising efforts are needed. 

 

C5. Adaptation strategy for Katunskiy Biosphere Reserve – an outlines 

The general aim of the strategy  is to maintain ecosystem services of the territory of Katunskiy BR and to reduce the vulnerability of local communities to global change, 

The  general  guiding  principles  for  global  change  adaptation  strategy  for  Katunskiy  Biosphere Reserve are as follows: 

1. Usage of adaptive management to maintain flexibility 

2. Monitoring and tracking changes in weather, hydrology, ecosystems and land use 

3. Identification of possible futures through modeling 

4. Maintaining the resiliency of ecosystems and minimizing stress at the core zone 

5. Raising public awareness on the effects of global change 

Page 21: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[21] 

 

6. Implementation  of  demonstration  project  on  sustainable  use  of  natural  resources  in changing conditions 

Therefore, the objectives include: 

1. Further designing of the monitoring program to adequately detect the signals of the effects of climate change and land use onto the natural ecosystems.  

2. Strengthening  the  partnerships  with  research  institutions  for  conducting  modeling  of changes in hydrology, biodiversity and ecosystems. 

3. Development  of  educational  and  interpretative  programs  on  the  global  change‐related issues for different target groups (children, farmers, decision‐makers, visitors etc.) 

4. Implementation of demonstration projects on (1) alternative energy supply (solar batteries, mini hydropower schemes) (2) sustainable tourism (focused on the most stressed areas  in the  transition  zone  –  Multinskiy  lakes  and  Belukha  massif)  and  (3)  diversification  of vulnerable economies (maral farms). The last could include development of tourism within maral  farms, marketing  of  additional maral  products  like meat,  establishment  of  small enterprises for processing raw materials into pharmaceutical products etc.  

 

Page 22: Global Change in Mountain Sites (GLOCHAMOST) for · endangered). Among the last Snow leopard (Uncia uncia), inscribed into the Red Book of the Russian Federation and into the IUCN

[22] 

 

REFERENCES  

1. Assessment  report  on  climate  change  and  its  effects  on  the  territory  of  the  Russian Federation. Vol. 2. Effects of climate change. Federal Hydrometeorology and Environmental Monitoring Service. Moscow,  2008.  [In Russian] 

2. Catalog of the glaciers of the USSR. Vol.15, part 4. Basin of upper Katun River. V. Revyakin, M. Dushkin. Leningrad, 1978 [in Russian] 

3. GALAKHOV,  V.P.,  MUKHAMMETOV,  R.M.,  1999.  Glaciers  of  the  Altai.  Novosibirsk.  [In Russian]  

4. KHARLAMOVA, N.F., 2000. Dynamics of  thermal  regime within  intracontinental  regions of Russia during  the  last 160  years.  In: Vestnik of Altai  State №3  (17). Barnaul.  с.56‐58.  [In Russian]  

5. MIKHAILOV,  N.N.,  CHISTYAKOV  K.V.  et  al,  1992.  Geoecology  of  the  intermountain depressions. Leningrad [In Russian] 

6. PARFENOVA,  E.,  CHEBAKOVA,  N.,  2000.  Projected  changes  of  vegetation  of  the  Altai Mountains  under  climate  warming  and  compilation  of  projection  maps  //  Geobotanic Mapping, p.p.26 – 31 [In Russian]  

7. SOJA, A.J., TCHEBAKOVA, N.M., FRENCH, N.H.F. et al. 2006. Climate‐induced boreal  forest change:  Predictions  versus  current  observations.  Global  and  Planetary  Change, doi:10.1016/jgloplacha.2006.07.028. 

8. SUKHOVA, M.G., RUSANOV, V.I., 2004. Climate of  the  landscapes of  the Altai Mountains and its assessment for human life‐sustaining. Novosibirsk [In Russian] 

9. SUKHOVA, M.G. et al., 2005. Reconstruction, modern trends and possibl;e future scenarios of  climate  change.  A  case  study  of  Katunskiy  Ridge.  In:  Geoecology  of  the  Altai‐Sayan mountain region. Vol. 2. Gorno‐Altaisk, pp 161‐165. [In Russian]  

10. The GLORIA Field Manual. Multi‐summit approach, 2004. Eds: H. Pauli, M. Gottfried et al. Luxembourg.  

11. WWF,  2001.  Ecoregional  Climate  Change  and  Biodiversity  Decline,  Issue  1,  Altai‐Sayan Ecoregion, 26 p. 

    


Recommended