CC BY
75
УДК 551.312:556.55:56(571.56) ББК 26.222.6 + 26.33
A.A. Пестрякова, Д.А. Субетто, М.С. Потахин, A.A. Фролова, A.A. Ушницкая, И.В. Ядрихинский, Е.И. Троева
палеолимнологические и палеоэкологические исследования озера сутуруоха (бассейн реки индигирки)*
С цепью выявления изменения экологических условий и для реконструкции климатических характеристик прошлого озер была организована палеолимнологическая экспедиция на озере Сутуруоха в августе 2015 г. Озеро расположено в районе Ресурсного резервата «Сутуруоха» на водосборном бассейне реки Сутуруоха - левого притока реки Индигирки (Абыйский район, Республика Саха (Якутия)). Территория бассейна реки Индигирки в палеолимнологическом и палеогеографическом аспектах совершенно не изучена. Впервые выполнены батиметрическая съемка озера Сутуруоха, геоботаническое описание водосборного бассейна и сбор гидробиологического материала (фитопланктон, зоопланктон и зообентос) озера. Впервые для территории бассейна реки Индигирка получены ненарушенные колонки донных отложений длиной до 2 м.
Ключевые слова:
донные отложения, озеро Сутуруоха, палеолимнологические и палеоэкологические исследования, река Индигирка.
Пестрякова Л.А., Субетто Д.А., Потахин М.С., Фролова Л.А., Ушницкая Л.А., Ядрихинский И.В., Троева Е.И. Палеолимнологические и палеоэкологические исследования озера Сутуруоха (бассейн реки Индигирки) // Общество. Среда. Развитие. - 2015, № 4. - С. 190-195.
© Пестрякова Людмила Агафьевна - доктор географических наук, главный научный сотрудник, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, e-mail: lapest@mail.ru © Субетто Дмитрий Александрович - доктор географических наук, профессор, директор, Институт водных проблем Севера
Карельского научного центра РАН, Петрозаводск, e-mail: subetto@mail.ru © Потахин Максим Сергеевич - кандидат географических наук, научный сотрудник, Институт водных проблем Севера Карельского научного центра РАН, Петрозаводск, e-mail: mpotakhin@mail.ru © Фролова Лариса Александровна - кандидат биологических наук, доцент института фундаментальной медицины и биологии
Казанского (Приволжского) федерального университета, Казань, e-mail: larissa.frolova@mail.ru © Ушницкая Лена Алексеевна - научный сотрудник, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, e-mail: ulena-77@mail.ru
© Ядрихинский Иван Васильевич - ведущий инженер, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, e-mail: yadroid@mail.ru
© Троева Елена Ивановна - кандидат биологических наук, научный сотрудник, Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН, Якутск, e-mail: etroeva@mail.ru
О
3 ю О
Север России богат озёрами, которые являются источниками ценнейшего природного ресурса - пресной воды. Донные отложения озёр - это природный архив, в котором изо дня в день в течение тысячелетий консервируется «информация» в виде минеральных и органических частиц обо всех изменениях, протекавших как в самом водоеме, так и на территориях, окружающих его. Палеолимнология - это отрасль палеогеографии, предметом которой является реконструкция физических, гидрологических, химических и биологических процессов в самом водоеме и природно-климатических изменений на его водосборе на основе послойного изучения строения и состава донных отложений озер.
В последние годы значительно вырос интерес к палеолимнологическим исследованиям Северного полушария, что вызвано, в первую очередь, проблемой глобального потепления климата, особенно в высоких
широтах. В приполярных областях Северного полушария располагается огромное количество озер различного генезиса и морфометрии, «заархивировавших» в своих донных отложениях подробную информацию об изменениях климата, ландшафтов и гидрологии в плейстоцене и голоцене. Суммарная площадь северных озер может быть оценена более, чем в 80x103 км2. Среди них преобладают озера ледникового и термокарстового генезиса [4].
В последние десятилетия развернулись активные научно-исследовательские работы по изучению стратиграфии донных отложений озер Севера Евразии и реконструкции палеогеографических и па-леоклиматических обстановок прошлого учеными различных учреждений России при участии зарубежных коллег. Следует отметить такие международные проекты, как «Озеро Эльгыгытгын», «Озера Сибири» и др., в рамках которых проводятся
* Исследование выполнено при частичной поддержке гранта РФФИ 15-45-05063 р_восток_а
палеолимнологические исследования в Сибири. В настоящее время вскрыты отложения в уникальном оз. Эльгыгытгын метеоритного происхождения, послойное изучение которых позволяет реконструировать изменения климата на протяжении 3,6 млн лет [8; 9]. Новые оригинальные данные совместно с немецкими коллегами получены в рамках проекта «Озера Сибири» по изучению истории озер Якутии, таких, например, как Биллях, Сатагай и ряда др. Получена детальная картина колебаний климата и природных обстановок в голоцене для северо-восточной Сибири [7; 10-12] и выявлены изменения характера озерного органонакопления в зависимости от солнечной активности [2].
Республику Якутия без преувеличения можно назвать одним из самых озерных субъектов Российской Федерации. В ее пределах находится более 700 тысяч озер [1; 3; 6]. Подавляющее большинство водоемов характеризуется небольшими размерами (менее 1 км2), и только 32 озера имеют площадь более 50 км2 каждое, 10 из них - более 100 км2. Наибольшее сосредоточение озер, в том числе и крупных, наблюдается на северо-востоке республики, в пределах Яно-Индигирской, Абыйской (Среднеиндигирской) и Колымской низменностей. Более других распространенны озера с котловинами термокарстового генезиса, данный тип преобладает в равнинных и низменных районах Центральной и Северной Якутии; также представлены карстовые, ледниковые, тектоничес-
кие, водно-эрозионные и водно-аккумулятивные и другие типы водоемов.
Основная цель исследования - оценка современных экологических условий оз. Су-туруоха и реконструкция природно-климатических изменений в позднем плейстоцене и голоцене северо-восточной Сибири. Для этого была организована палеолимнологи-ческая экспедиция на озере Сутуруоха, расположенного в районе Ресурсного резервата «Сутуруоха» на водосборном бассейне одноименной реки - левого притока реки Индигирки (Абыйский улус, Республика Саха (Якутия)). Территория бассейна Индигирки в палеолимнологическом и палеогеографическом аспектах также мало изучена.
Материалы и методы. Фактический материал собран участниками полевого отряда в период с 10-20 августа 2015 года в бассейне озера Сутуруоха (рис. 1).
В ходе полевых работ была выполнена батиметрическая съемка водоема с использованием эхолота Garmin есЬэМАР с функцией геопозиционирования. Проведено геоморфологическое и геоботаническое обследование береговой зоны, отобраны гидробиологические пробы и пробы донных отложений для лабораторных исследований.
В полевых условиях из каждой выбранной точки отбирались пробы воды на гидрохимический анализ. При помощи сертифицированного многопарамет-рового портативного измерителя (WTW МиШ 340^ номер по ГосРеестру: 47448-11) осуществлялось измерение в воде быстро изменяющихся физико-химических ха-
с? $ У О -ч ^
<0
Русское устье Чокурд;
с
V
/
ог Ожогино,
Ф
о з. Сутуроха
Сутуроха
О
о
Ч
О'
' Кубе! • исследуемые озера
этан я и водоемы ПОДЗОНЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ: 1_1 арктические тундры
) ) г 1_1 субарктические тундры
(о □□лесотундра □□северная тайга
Рис. 2. Карта-схема района исследования.
рактеристик (концентрация растворенного кислорода, рН, температура воды, окислительно-восстановительный потенциал, удельная электропроводность). Содержание гидрокарбонатов установлено титрованием (Visocolor Alkalinity Al 7, Art.-Nr. 915 207) в полевых условиях в течение первых суток с момента отбора проб.
Для изучения этапов развития озерного седиментогенеза и изменения климата голоцена были отобраны короткие керны донных отложений озер на 7-ми точках акватории озера с применением гравитационного бура фирмы UWITEC. В наиболее глубокой части озера пробурены с помощью ручного торфяного бура, ненарушенные колонки донных отложений с максимальной мощности до 2 м.
Результаты
Оз. Сутуруоха расположено на севере Якутии в бассейне р. Индигирки, в преде-
лах Абыйской (Среднеиндигирской) низменности. Координаты географического центра озера: 69° 09' с.ш., 145° 23' в.д. Оно является одним из крупнейших водоемов данного района, по размерам акватории его превосходит лишь оз. Ожогино (рис. 2). Площадь акватории оз. Сутуруоха - 69 км2, площадь водосбора - 960 км2. Показатель удельного водосбора, т.е. отношение площадей озера и его водосбора, достигает значения 14 (рис. 3).
В озеро впадает 3 крупных притока (рр. Менкен, Балаганнах и Кегелях), вытекает р. Сутуруоха (приток р. Индигирки). Озеро имеет овальную форму, вытянуто с запада на восток почти на 13 км, длина береговой линии превышает 33 км. Его котловина имеет простое строение, характерные глубины около 2-2,5 м, максимальные глубины достигают 3,5 м (табл. 1).
Оз. Сутуруоха является нетипичным для равнинной части севера Якутии во-
Рис. 3. Оз. Сутуруоха и его водосбор.
о
Таблица 1
Основные характеристики оз. Сутуруоха
Высота над уровнем моря, м 42,0
Площадь зеркала озера, км2 69,0
Площадь водосбора, км2 960
Длина береговой линии, км 33,2
Длина озера, км 12,8
Ширина, км Средняя 5.4
Наибольшая 7.4
Глубина максимальная, м 3,5
Максимальная прозрачность воды, м 1,0
рН 7,48
ОВП,мВ -31,86
Электропроводность, мкС/см 24,47
Общая жесткость, ммоль/л 0,49
Щелочность, ммоль/л 0,31
Кислотность, ммоль/л 0,37
доемом. Происхождение его котловины, по всей вероятности, связано не с характерными для данного района термокарстовыми процессами, а с тектонической деятельностью, а также воздействием ледников одного или нескольких оледенений в позднем плейстоцене. Именно генезис определил уникальность данного водоема, в том числе его большие размеры.
При проведении исследований впервые для данного региона применяется принцип комплексности в обработке образцов донных отложений с привлечением максимально возможного количества разнообразных методов и анализов.
В дальнейшем эти данные будут использованы для палеогеографической реконструкции истории бассейна реки Индигирка в голоцене, а также для интерпретации экологических и палеоэкологических результатов исследований региона.
Исследованная растительность береговой зоны изученного озера находится в зоне северной тайги (рис. 4). Преобладающие типы древесной растительности на дренируемых местообитаниях - это лиственич-ники кустарничково-лишайниковые, в местах с застойным увлажнением - лиственич-ные редины кустарничково-сфагновые, со сплошным моховым покровом. Приозерные террасы сложены песчаными отложениями, местами даже напоминающими дюнный ландшафт. В то же время, в северо-западной части озерной котловины активны геокриологические процессы, приводящие к формированию полигонально-валиковых и бугристо-мочажинных комплексов с характерной растительностью тундроболот субарктической зоны. Низинные местообитания с долговременным затоплением характеризуются обширными вейниковыми и пушицевыми лугами. После окончательного определения видов в лабораторных условиях будет представлен список основных видов растений, представляющих флору исследованного района и подробная характеристика растительности с указанием всех типов сообществ.
Предварительные результаты споро-во-пыльцевого анализа поверхностных образцов (1-2 см), выполненные по 7 отоб-
ранным точкам показали, что во всех спек- ные колонки донных отложений длиной трах среди древесных и кустарниковых по- до 2 м.
род преобладали Pinus Haploxylon (до 80%) и 2. Впервые выполнены батиметричес-
Betula Nanae (до 51%). Среди трав отмечено кая съемка озера, геоботаническое описа-
преобладание Poaceae (до 80%), Cyperaceae ние водосборного бассейна и сбор гидро-
(до 44%), а содержание Brassicaceae (до 10%) биологического материала (фитопланктон,
и Pyrolaceae (до 5%) значительно меньше. зоопланктон и зообентос) озера.
Предварительные данные гидробиоло- 3. Собранный фактический материал
гических исследований позволяют судить о будет проанализирован комплексными ме-значительной гидробиологической продук- тодами, результаты которых будут исполь-тивности водоема, косвенными показателя- зованы для палеогеографической реконс-
ми которой являются отмеченное в период трукции истории бассейна реки Индигир-исследований цветение воды за счет массо- ка в голоцене, а также для интерпретации вого развития сине-зеленых и зеленых во- экологических и палеоэкологических ре-дорослей, а также массовые скопления эф- зультатов исследований региона. фипиальных выбросов ветвистоусого рачка
Daphnia middendorffiana по берегам водоема. Благодарности
Полученный фактический материал эк- Авторы статьи выражают благодар-
спедиции будет подвергнут более деталь- ность главе Абыйского улуса Никулину ной камеральной обработке комплексны- М.Т., начальнику улусной инспекции охрами методами, а результаты будут использо- ны природы Корякину П.И. и всем учас-ваны при реконструкции истории бассей- тникам-организаторам российской палео-
на озера в голоцене [5]. лимнологической экспедиции за своевременное обеспечение транспортом, жизне-
Выводы деятельности отряда в полевых условиях.
1. Впервые для территории бассейна В частности выражаем глубокую призна-реки Индигирка получены ненарушен- тельность Ушницкому М.К. и его семье.
Список литературы:
[1] Мостахов С.Е. Озерность бассейна р. Лены // Озера криолитозоны Сибири. - Новосибирск: Наука, 1974. - С. 3-6.
[2] Пестрякова Л.А., Субетто Д.А., Герасимова М.А. Андреев А.А. Дикманн Б., Попп С. Эволюция природной среды в центральной Якутии в голоцене // Известия Русского Географического Общества. Т. 140. - 2008, вып. 4. - С. 54-67.
[3] Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 17. Лено-Индигирский район / Под. ред. М. С. Протасье-ва. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 652 с.
[4] Рянжин С.В., Субетто Д.А., Кочков Н.В., Ахметова Н.С., Вейнмейстер Н.А. Полярные озера мира: современные данные и состояние исследований // Водные ресурсы. - 2010, № 37 (4). - С. 387-397.
[5] Субетто Д.А. Донные отложения озер: палеолимнологические реконструкции. - СПб.: Издательство РГПУ им.А. И. Герцена, 2009. - 339 с.
[6] Ушницкая Л.А., Пестрякова Л.А., Субетто Д.А., Троева Е.И. Морфометрическая характеристика озер Лено-Амгинского междуречья // Наука и образование. - 2014, № 4. - С. 71-76.
[7] Andreev, A., Tarasov, P., Schwamborn, G., Ilyashuk, B., Ilyashuk, E., Bobrov, A., Klimanov, V., Rachold, V., Hubberten, H.-W. Holocene paleoenvironmental records from Nikolay Lake, Lena River Delta, Arctic Russia // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. - 2004, № 209. - P. 197-217.
[8] Brigham-Grette, J., Melles, M., Minyuk, P., Andreev, A., Tarasov, P., DeConto, R., Koenig, S., Nowaczyk, N., Wennrich, V., Rosen, P., Haltia-Hovi, E., Cook, T., Gebhardt, T., Meyer-Jacob, C., Snyder, J., Herzschuh, U. Pliocene Warmth, Polar Amplification, and Stepped Pleistocene Cooling Recorded in NE Arctic Russia // Science. Vol. 340. - 2013, № 6139. - P. 1421-1427.
[9] Melles M., Brigham-Grette J., Nowaczyk N.R., Wennrich V., De Conto R.M., Anderson P.M., Andreev A.A., Coletti A., Cook T.M., Haltia-Hovi E., Kukkonen M., Lozhkin A.V., Rosen P., Tarasov P., Vogel H., Wagner B. 2.8 Million Years of Arctic Climate Change from Lake El'gygytgyn, NE Russia // Science. Vol. 337. - 2012, № 6092. - P. 315-320.
[10] Nazarova, L., Lupfert, H., Subetto, D.A., Pestryakova, L.A., Diekmann, B. Holocene climate conditions in Central Yakutia (North-Eastern Siberia) inferred from sediment composition and fossil chironomids of Lake Temje // Quaternary International. - 2013, № 290-291. P. 264-274.
[11] Schleusner, P., Biskaborn, B.K., Kienast, F., Wolter, J., Subetto, D., Diekmann, B. Basin evolution and palaeoenvironmental variability of the thermokarst lake El'gene-Kyuele, Arctic Siberia // Boreas. - 2015, vol. 44 (1). - P. 216-229.
[12] Sundqvist, H.S., Kaufman, D.S., McKay, N.P., Balascio, N.L., Briner, J.P., Cwynar, L.C., Sejrup, H.P., Seppд, H., Subetto, D.A., Andrews, J.T., Axford, Y., Bakke, J., Birks, H.J.B., Brooks, S.J., de Vernal, A., Jennings, A.E., Ljungqvist, F.C., Ruhland, K.M., Saenger, C., Smol, J.P., Viau, A.E. Arctic Holocene proxy climate database - new approaches to assessing geochronological accuracy and encoding climate variables // Climate of the Past. - 2014, № 10. - P. 1605-1631.
о
