CC BY
118
РАЗВИТИЕ ОЗЕРНЫХ СИСТЕМ И ИХ РЕАКЦИЯ НА КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ГОЛОЦЕНЕ (НА ПРИМЕРЕ ОЗ. ЧАНЫ, БАРАБИНСКАЯ НИЗМЕННОСТЬ)
Ольга Геннадьевна Невидимова
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3, к.г.н., научный сотрудник, тел. (382-2)492223, e-mail: olga-
В статье рассматриваются особенности пространственно-временной организации озерной системы в связи с изменчивостью климатических условий Барабинской низменности в голоцене. Дается оценка водно-экологического состояния озера.
Ключевые слова: озерная система, природно-климатические изменения,
экологическое состояние.
THE EVOLUTION OF THE LAKE SYSTEMS AND ADAPTATION TO THE CLIMATIC CHANGES IN THE HOLOCENE (FOR EXAMPLE THE LAKE CHANY, BARABINSKAYA LOWLAND)
Olga G. Nevidimova
Institute of monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS (IMCES), 10/3 Academichesky Ave., Tomsk, 634055, candidate of geographical science, research officer, tel. (382-2)492223, e-mail: [email protected]
This article explores the characteristics of spatio-temporal organization of the Lake system in connection with climate variability Barabinskoj lowland in the Holocene. Assess of water-ecological condition of the Lake.
Key words: the Lake system, natural and climatic changes, water-ecological condition.
Многочисленные озера лесостепной зоны Западной Сибири с их рекордной биологической продуктивностью представляют большую водохозяйственную ценность и на протяжении ряда веков являются источниками и важнейшим оплотом комплексного использования природных ресурсов. Однако чрезмерная антропогенная нагрузка, ускоренное освоение природных богатств этой территории, начавшееся в середине 20-го века и сопровождавшееся интенсивными мелиоративными работами по «улучшению» земель в Барабинской низменности привели к массовому разрушению природных комплексов. В основе деградации лежит изменение степени увлажненности территории, осушение заболоченных земель, когда был ликвидирован тот запас влаги, который позволял всем водно-болотным системам переживать резкие изменения природно-климатической обстановки. Сегодня Барабинская низменность отнесена к разряду территорий с недостаточной водообеспеченностью. Негативная антропогенная деятельность в совокупности с естественным влиянием происходящих климатических изменений привели к
тому, что ряд озер, расположенных на этой территории, испытывает предельный уровень воздействий, за которым начинается необратимое разрушение или утрата отдельных функций озерных систем. Поэтому проблема эволюции озера Чаны, его состояния в контексте климатических флуктуаций, трансформации гидрометеорологических показателей представляется актуальной задачей, решение которой позволяет подойти как к детальному прогнозированию изменений в структуре Чановской озерно-бассейновой системы, так и оптимизации неизбежного ресурсопользования.
Чановская озерно-бассейновая система расположена в южной части Западно-Сибирской равнины Обь - Иртышского междуречья. Этот регион включает в себя отдельные части таких природных областей, как лесостепная Бараба, степная Кулунда, южнотаежное Васюганье и занимает по количеству и суммарной акватории озер одно из первых мест не только в России, но и в мире. Так, на долю Барабинского озерного бассейна площадью 121541 км2 приходится 3546 озер общей площадью 4668,4 км2, в котором одним из самых крупных является Чановский озерный бассейн, занимающий территорию в 26190 км2 с 400 озерами общей площадью 2619 км2. Центральную часть Чановской озернобассейновой геосистемы занимает озеро Чаны (54°30' - 55°09' с. ш. и 76°48' -78°12' в. д.) - наибольшее по величине акватории среди всех естественных озер юга Сибири и входящее по этому показателю в число 253 больших озер мира. Это бессточный и неглубокий водоем с извилистой береговой линией, дававший в 80-х годах прошлого века до 25% всего улова в Западной Сибири.
Уникальной особенностью исследуемого района можно считать предельную сжатость ландшафтных зон: на расстоянии около 260 км наблюдается последовательная смена 3 ландшафтных зон или 6 ландшафтных подзон от южной тайги до степи типичной [1, 2, 3]. Здесь зональные закономерности в сочетании с локальными геоморфологическими, климатическими, биологическими факторами формируют как чрезвычайное разнообразие ландшафтов, так и ресурсное богатство местных озер. Спецификой Барабинской низменности являются также увалисто-лощинные и гривные формы рельефа, широкое развитие лессовых отложений на прилегающих территориях и в гривных толщах, ярусная обводненность и неоднородность почвенно-грунтовой толщи, резкие эволюционнодинамические изменения почвенно-растительного покрова, широко развитые процессы засоления, осолонцевания почв. Исключительно высокая контрастность и комплексность природных условий определяют просранственно-временную организацию Чановской озерной системы. Чановская система расположена на своеобразном биоклиматическом рубеже, где происходит переход соотношения тепла и влаги через единицу. Эта территория (подзона южной лесостепи) является местом раздела термических поясов - бореального с недостаточной теплообеспеченностью при достаточном увлажнении и суббореального, где достаточно тепла при недостатке влаги. Таким образом, здесь можно проследить климатически обусловленные миграции границы между лесной и степной зонами, а также выявить закономерности глобальных и локальных климатических изменений.
Любое озеро - это не только «продукт климата», но и результат геологогеоморфологического развития территории. Образование Чановской озерной системы связано с общими тектоническими процессами, сформировавшими Барабинскую низменность. В геологическом отношении Чановская озернобассейновая система находится в пределах Западно-Сибирской платформы, в строении которой выделяют два яруса: нижний - складчатый
сложнопостроенный фундамент и верхний - почти горизонтально лежащий мезокайнозойский покров. Глубина залегания палеозойского фундамента в районе озерного бассейна достигает 3000 м. За хронологический интервал около 150 млн. лет в Барабе отложились осадки мощностью до 2600 метров. В течение всего мезо-кайнозоя территория испытывала слабое погружение: Чаны занимают центральную часть Омско-Кулундинской синеклизы. Последняя морская трансгрессия в палеоцене и эоцене оставила мощные толщи глин, которые образовали региональный водоупор. Позднее был только континентальный режим. Палинологические данные свидетельствуют, что накопление осадков в мезозое и раннем кайнозое происходило в основном в условиях влажного и теплого климата, близкого к субтропическому. Полученные из разрезов эоплейстоценовых осадков палинокомплексы говорят об образовании отложений в ландшафтах близких к лесотундре. [4]. Это было связано с усилением контрастности природных обстановок, с резкими климатическими колебаниями и общим нарастанием похолодания. К концу эоплейстоцена на исследуемой территории образовалась единая геологическая основа, слагающая плоскую низменную слаборасчлененную озерную аккумулятивную равнину. Тогда же произошло климатически обусловленное постепенное угасание водного осадконакопления и субаэральная деятельность стала преобладающей.
Современная котловина озера Чаны оформилась в голоцене. К началу позднего ледниковья (13 тыс. л. н.), когда завершилась эпоха глубокой аридизации климата, вызвавшая исчезновение Мансийского приледникового озера, завершилось и формирование гривного рельефа территории Барабы. Мощность голоценовых осадков в большинстве случаев составляет первые единицы метров.
Климатические условия голоцена были неоднородны. Циклические изменения климата способствовали значительным колебаниям водности. Известные данные радиоуглеродного анализа позволяет выделить три наиболее теплые фазы голоцена: бореальную — 8300-8900 лет назад,
позднеатлантическую (собственно климатический оптимум) - 4700-6000 лет назад, среднесуббореальную - 3200-4200 лет назад.
В раннем голоцене над Сибирью была ослаблена континентальность климата, усилилась циклоническая деятельность, в теплом и влажном климате трансгрессивное состояние озера сопровождалось биогенными процессами. В понижениях формировались болота, вокруг - березовая лесостепь с примесью сосны. Озерная система была обширной, вокруг имелась развитая гидросеть, связывающая озера в единый комплекс и обеспечивающая им постоянную проточность, возможность регулярного наполнения; озерный комплекс играл
роль гидроаккумулятора, принимая сток с обширной поверхности Обь-Иртышского междуречья.
Ко времени климатического оптимума, несмотря на то, что количество обильных дождей немного уменьшилось, а положительные аномалии температуры доходили до 4°С развитие озера как системы достигло своего максимума. Однако с течением времени сухой климат способствовал засолению понижений и обмелению озерного комплекса. Основная площадь питания речных и озерных систем стала интенсивно заторфовываться и зарастать. Торфонакопление происходило во всех районах Западной Сибири в таких грандиозных масштабах, как ни в какой другой части земного шара. Специфика климатических и гидрологических условий этой территории способствовала развитию здесь в голоцене огромных торфяников, перекрывающих часто обширные водораздельные пространства. С увеличением мощности торфяного слоя происходило нивелирование водоразделов, ложбин стока, из-за чего существенно сокращался сток в озеро, резко уменьшалась его водность.
Суббореальный период характеризуется ослаблением зональной циркуляции, особенно зимней. В результате зимние периоды стали холоднее, а летние все еще теплые. В середине суббореального периода степень континентальности климата мало отличалась от современной. Чередующиеся этапы похолодания и потепления с изменением циркуляционных процессов и усилением континентальности климата приводили к значительной трансформации озерного бассейна, объема стока.
В позднем голоцене климатические условия влажные и прохладные. Активизируется озерная и речная деятельность. Увеличение увлажненности привело к увеличению водности озерной котловины. В дальнейшем наблюдались несколько периодов с глобальными колебаниями климата, но они не оказывали существенного влияния на изменение границ природных зон и системных характеристик озера. Именно здесь, на юге Западной Сибири прослеживается узкая, «нейтральная» полоса, где температурный режим мало отличался от современного, в то время когда севернее и южнее, например, происходили значительные колебания зимних и летних температур по сравнению с настоящим временем. Уникальная стабильность ландшафтной структуры западносибирской степи, отражающая местную специфику глобальных климатических процессов, обусловила устойчивое, с циклически-многослойным характером гидрологического режима, развитие озерной системы в этот период.
Известно, что для Западной Сибири, особенно для ее южной части, эпохи похолодания сопровождаются возросшим увлажнением, а теплые -арадизацией. Так, в малый ледниковый период (1550-1850 г.г.), когда установилась особая суровость климата с продолжительным зимним периодом, с очень низкими зимними температурами, увеличилось количество зимних осадков. Поскольку питание озера Чаны происходит в основном за счет талых вод, то многоснежные зимы способствовали росту площади озер. В последней четверти XVII в. (время максимального обводнения территории за последние века) площадь озер Чановской системы достигала 10-12 тыс. км2. Это
последнее трансгрессивное состояние Чановского озерного бассейна сохранялось до 1820-1830 г.г. Распад системы произошел в 40-е гг. XIX в., и с тех пор площадь озера Чаны только сокращается.
С 1901 по 2000 год средняя годовая глобальная температура приземного воздуха возросла на 0,6±0,2°С. Для районов Западной Сибири хорошо выраженная, устойчивая тенденция потепления наблюдается с 40-х годов прошлого века. Это отчетливо фиксируется и на метеостанциях различных частей бассейна озера Чаны - многолетняя амплитуда достигает +1°С. Наметившаяся тенденция современного изменения климата характеризуется фазами пониженной и повышенной увлажненности. Последняя фаза повышенной увлажненности была зафиксирована в 50-х годах прошлого столетия. В 60-х, 70-х и 80-х годах наблюдался относительно сухой период, который нашел свое отражение в снижении уровня озера и осушении болотных массивов. И хотя на многовековой цикл колебания озера накладываются другие циклы, в современный период озеро Чаны испытывает существенные снижение уровня обводнения.
Значение нынешнего этапа в развитии озера трудно переоценить - это своеобразная точка бифуркации: если темпы обмеления озера по естественным причинам не изменятся, а давление антропогенеза увеличится, то терригенные ландшафтные факторы вскоре начнут доминировать над собственно водообменном и внутриводоёмными факторами, а это означает только одно -деградацию озера как системы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пульсирующее озеро Чаны. - Л., Наука, Ленингр. отд-ние.- 1982. - 380 с.
2. Орлова Г. А. Голоцен Барабы. Стратиграфия и радиоуглеродная хронология. -Новосибирск, Наука, Сиб. отд-ние. - 1990.
3. Чано-Кулундинская область. Инженерная геология СССР. Т. 2. Западная Сибирь. -М., Изд-во Моск. ун-та. - 1976. - С. 187-193.
4. Палинология голоцена. - М.: АН СССР. - 1971. - 257 с.
5. Палеогеография Западно-сибирской равнины в максимум позднезырянского оледенения. - Новосибирск, Наука. - 1980.
© О.Г. Невидимова, 2012
