Geum.ru

2. влияние изменения климата на природные системы ихтиофауна некоторых озер Монголии

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Эволюция геосистем юго-западной части Восточной Сибири

Т.И. Коновалова*, Г.В. Руденко**

* Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, г. Иркутск

** Иркутский государственный университет, г. Иркутск


This paper outlines the methodology and results from investigating the evolutionary transformation of geosystems in the southwestern part of East Siberia. Based on them, we provide a forecast for their transformation under the effects of current climate warming and anthropogenic factors. The results obtained in this study are aimed at solving a fundamental problem of investigating and monitoring the state of the natural environment of the regions and forecasting associated changes.


Исследование эволюционных преобразований геосистем занимает особое место в географических исследованиях, соответствующее современному этапу развития научного знания. Это не просто сбор сведений об истории изменения ландшафтных обстановок за тот или иной геологический отрезок времени, а постижение механизма формирования целостного объекта через проявление его связей и изменений в зависимости от климатических, морфотектонических и др. условий прошлого и настоящего. При этом синтезируются как результаты палеогеографического анализа, так и изучения ландшафтов-аналогов, множество состояний которых позволяет выстроить определенную траекторию изменений межкомпонентных и межсистемных территориальных и временных взаимосвязей. Интерпретация полученных выводов дает возможность конструктивного решения задач прогнозирования изменений климата и вместе с ним – геосистем.

Память о прошлом, зафиксированная в современной структуре геосистем через разнообразие, своеобразие элементов и их взаимосвязи играет роль катализатора, позволяющего существенно ускорить эволюцию, не повторяя длительный исторический путь отбора. Это фактор сокращения времени преобразования геосистем. Трансформация геосистем будет повторять зафиксированные в памяти этапы, проходить по ранее пройденному и знакомому «маршруту», если только не произойдет изменение физико-географических условий, резко отличных от предыдущих. Выявление закономерностей эволюционного развития геосистем дает возможность многовариантного прогноза их будущего состояния в зависимости от ожидаемых изменений физико-географических условий, либо восстановления былых физико-географических, в том числе и климатических условий.

Ландшафтные исследования и анализ литературных источников показали, что для юго-западной части Восточной Сибири характерно развитие процессов ксерофитизации и усиления континентальности климата, которые проявляются от палеогена (олигоцена) до наших дней на протяжении около 40 млн. лет. Было выявлено 7 этапов их развития в регионе, каждый из которых формировался на основе предыдущего, что обеспечило поступательный характер этих процессов.

Первый приурочен к раннему палеогену, когда средняя температура июля (t0VII) составляла порядка +350, января (t0I) не опускалась ниже +100, а годовая сумма осадков (Σмм) достигала 2000 мм с максимумом в зимнее время. Высокая температура и сухость воздуха летом затрудняли вегетацию растений и тем самым способствовали распространению вечнозеленой жестколистной древесной и кустарниковой растительности паркового типа. Считается [Пешкова,1972], что современные локальные группировки Artemisieta nitrosa, Nitraria sabirica, развитые в Приангарских степях, являются реликтами древней средиземноморской флоры.

Второй этап сопряжен с олигоценом, когда тектоническая активность и интенсивность климатических изменений резко возрастают. Формируются крупные поднятия в восточной и южной части Сибири, происходит похолодание за счет понижения зимних температур на 30; уменьшается на 300 мм годовая сумма атмосферных осадков. В это время тропические элементы флоры заменяются широколиственными крупно-травными листопадными лесами. В пределах аллювиально-озерных низменностей в подгорных условиях сохраняются представители флоры прошлого термического периода.

В конце миоцена (3 этап) происходит очередное похолодание климата с последующей его аридизацией (t0I - 00 +30; t0VII +200; Σмм – 1000 мм). Недостаточная влажность воздуха в период вегетации и низкие зимние температуры обусловливают распад широколиственной тургайской флоры. На севере региона увеличиваются ареалы хвойных лесов (тсуга, пихта, ель), на юге - сосновых боров и березняков с фрагментами ксерофитных травянистых сообществ, приспособленных к более интенсивному солнечному освещению, возросшей сухости воздуха и зимним заморозкам. Эти сообщества явились ядром формирования степей плиоцена. Параллельно с этими изменениями происходит смена господствующей среды осадконакопления с кислой на щелочную, общее сокращение глинистого материала в осадочных толщах, накопление в бассейнах седиментации извести и отчасти кремнезема. В краевых прогибах платформы совершается накопление молассовой толщи отложений.

Следующий 4 этап сопряжен с плиоценом. Подъем хребтов и нагорий привел к возникновению орографических преград, которые оказали влияние на циркуляцию атмосферы. Значительную роль стал играть Сибирский антициклон, который к концу плиоцена превратился в мощный циркуляционный фактор и повлиял на трансформацию геосистем (t0I – -5-100; t0VII +15+200; Σмм – 600-800 мм). Усиление пространственной дифференциации климата и рельефа на территории региона обусловило деление лесных типов геосистем на множество подтипов от неморального темнохвойного до подтаежного. К концу эпохи сильнейшая аридизация климата способствовала широкому развитию процессов опустынивания. Эта эпоха рассматривается как время образования видов современных лесообразующих древесных форм и основных элементов степной бореальной флоры.

Пятый этап приурочен к плейстоценовому похолоданию климата и резкому усилению его континентальности. Характерно появление и длительное сохранение снежного покрова, способствующего выхолаживанию и иссушению воздуха (t0I –250; t0VII +150; Σмм – 400-600 мм). В эту эпоху в регионе получила развитие «отундренная степь» [Белова, 1985], произошло преобразование неморальных темнохвойных геосистем в таежно-темнохвойные современного облика, оформились светлохвойные. С этим этапом Н.В. Дылис (1961) связывает начало процесса деградации восточного рубежа ареала лиственницы сибирской и распространение лиственницы даурской на запад и юг. Во время сартанской ледниковой эпохи, которая иногда рассматривается как заключительная стадия зырянского горно-долинного оледенения и время максимального похолодания в регионе, произошло повсеместное развитие «подземного оледенения». С этим сопряжено присутствие в современных степях альпийских видов, а также формирование ерников, кедрового стланика на востоке региона.

Во время улучшения климата после сартанского оледенения (6 этап) усложнилась морфологическая структура геосистем, унаследовавшая реликты предыдущих эпох: ледяные прослои, линзы и клинья льда, карбонатные отложения и покровные толщи лессовидных суглинков. Изменение климата происходило в сторону потепления, но сухость осталась.

Голоцен – время становления современных геосистем. Этот период ознаменовался активизацией тектонических процессов и формированием альпинотипного рельефа хребтов Восточного Саяна. Значительные амплитуды неотектонических поднятий (1000-3800 м) способствовали изменениям высотно-поясной структуры. Особенно серьезные изменения характерны для высокогорий, где неоднократно трансформировались поясные рубежи, типы растительности, произошло значительное обеднение флоры.

В раннем голоцене началось развитие современной Восточно-Сибир­ской подобласти светлохвойных лесов, которая на следующем этапе (средний голоцен) заняла всю территорию к востоку от Енисея (южнее 600 с.ш.). В ксеротермический период голоцена произошла очередная активизация процесса остепнения, которая была вызвана как климатическими изменениями, так и формированием и развитием крупных речных долин, характеризующихся более высокими температурами воздуха в годовом цикле, по сравнению с другими частями рельефа. Это ознаменовало современный этап развития процессов ксерофитизации и продвижение степных типов геосистем на север территории. Условия сухого континентального климата, установившиеся в плиоцене, сохранились до настоящего времени. Поэтому геосистемы региона сохраняют сложившиеся тенденции развития.

В высокогорных геосистемах Восточного Саяна происходили аналогичные отмеченным выше преобразования. Так голоценовые изменения климата способствовали перестройке поясной структуры растительности. Спорово-пыльцевой анализ 24 образцов, отобранных в днищах каров показал, что вся толща послеледниковых отложений формировалась в условия доминирования лесной растительности, которое отчетливо подразделяется на три фазы, аналогичные региональным. Первая связана с доминированием темнохвойной тайги с травяно-кустарничковым ярусом из вересковых, ольховника, кустарниковой березки, злаков, лебедовых, а также зеленых и сфагновых мхов, папоротников, плаунов. Вторая сопряжена со значительным уменьшением роли темнохвойных и доминированием в составе древостоев разнообразных берез и сосны обыкновенной. В подлеске сохраняются вересковые, ольховник, появляется ива. Существенно возрастает количество пыльцы злаков, полыни, астры, лютиковых, бобовых. Сокращается количество спор папоротников, плаунов. Третья фаза ознаменовалась формированием растительного покрова, близкого по составу современному, где основными лесообразующими породами являлись кедр, сосна с примесью ели, пихты. В подлеске были распространены ольховник, вересковые, березка. Увеличивается количество спор папоротников, зеленых и сфагновых мхов, плаунов и уменьшается количество пыльцы травянистых растений.

Известно, что условия аридизации способствуют повышению верхней границы лесного пояса и смещению остальных. Очевидно, что для Восточного Саяна характерна трансформация пространственно-временной структуры высотных поясов, связанная с потеплением климата, влиянием последующего ксеротермического периода голоцена и сложившимся трендом ксерофитизации.

Проявление длительного тренда ксерофитизации фиксируется и на восточном побережье оз. Байкал. Разрез озерно-болотных отложений Чивыркуй в Восточном Прибайкалье дает информацию о заключительных этапах последнего (сартанского) оледенения и голоцена [Забелина, Безрукова, Руденко, 2007]. Возраст отложений составляет почти 13 тыс. лет. В районе преобладали кустарниковые тундры и лесотундры из ели, лиственницы и березы. Климат был гораздо холоднее современного. Широко развита многолетняя мерзлота. В начале голоцена в составе лесотундровой растительности господство перешло к лиственнице и березе, свидетельствуя о снижении атмосферного увлажнения и об увеличении мощности многолетней мерзлоты. Позже в районе произошло смягчение зимних температур и деградация слоя мерзлоты, что определило сначала доминирование в составе лесной растительности пихтово-кедровых лесов, а затем – сосняков с последующим усилением их роли. Начавшееся в северном полушарии около 3 тыс. лет назад похолодание и снижение количества атмосферных осадков привело к расширению ареалов лиственничников.

Особое значение при отображении этапов эволюционного преобразования имеют, на наш взгляд, инерционные проскоки, после которых происходит возврат на предыдущую ступень. Вероятно, что к такого рода преобразованиям можно отнести плейстоценовое похолодание климата на территории Сибири. Эта версия основывается на анализе многочисленных научных публикаций по палеогеографической тематике, который позволил выявить тенденцию похолодания климата региона, проявляющуюся на протяжении около 40 млн. лет от палеогена (олигоцена) до голоцена, происходящего наряду с процессами ксерофитизации. В плейстоцене оно приобрело крайние для всего рассматриваемого времени значения, после чего фиксируется возврат к исходным значениям (см. рисунок).

Ряд компонентов и их взаимосвязей, сформировавшиеся в эту эпоху (многолетняя мерзлота, ерники, кедровый стланик, остепнение светлохвойных лесов, расширение ареала лиственницы даурской и др.) являются как реликтовыми, так и прогрессивными элементами в современной ландшафтной структуре, поскольку указывают на возможный сценарий развития геосистем региона.

В настоящее время происходит обострение процессов ксерофитизации. Так коэффициент континентальности, по формуле Ценкера, составляет от 60% на западе региона до 85% - на востоке, что соответствует увлажнению лесостепи и степи. По оценкам международных экспертов и опубликованным данным [Climate Change, 2001; Груза, Ранькова, 2003; Буфал, Густокашина, Трофимова, 2004 и др.] в регионе фиксируется один из самых высоких трендов потепления климата на Земле. За период 1960-2000 гг. годовые температуры воздуха повысились в южных районах до 1,00С, в северных – до 1,30С. На его фоне практически все метеостанции региона регистрируют тенденцию уменьшения годовых сумм осадков с трендом до -1,335 мм в год и повышение температуры почвы, что вызывает постепенную деградацию островов многолетнемерзлых пород.



Рисунок. Изменение температуры воздуха в течение кайнозойской эры
на территории юга Средней Сибири.


В этой связи темнохвойно-таежные геосистемы региона, расположенные на стыке со светлохвойными, функционируют в критических условиях. Возможность их нормального существования обеспечивается за счет влияния сезонно-мерзлых грунтов и сохранения многолетней мерзлоты, «поставляющих» влагу, а также смягчающей роли микроклимата. Нарушение этого баланса приводит к полному уничтожению этих геосистем, о чем свидетельствуют примеры их динамических за­мещений, например, байкало - джугджурскими условно – длительно-производными лиственничниками в отрогах Лено-Ангарского плато. Эти типы геосистем довольно устойчивы во времени и не возвращаются к исходным состояниям даже при снятии антропогенной нагрузки.

Проведенные исследования дали основание подразделить степные геосистемы региона на два различных структурных типа – северо-азиатские луговые и центрально-азиатские сухостепные [Снытко, Коновалова, 2003]. Первые развиваются с плиоцена наряду с травяными светлохвойными типами геосистем, с присущим им единством взаимосвязей, их экологические оптимумы довольно близки и отличаются незначительной разницей в увлажнении, которое в настоящее время более благоприятно для степей. По долинам крупных рек, начиная с голоцена, они далеко на север продвинулись от своего ареала. Сухостепные геосистемы центрально-азиатского типа с реликтовыми видами древней средиземноморской флоры, напротив, характеризуются собственными, не характерными для региона, условиями функционирования. Им свойственна опустыненность, чему способствуют особые метеоэнергетические условия, создающиеся в замкнутых по­нижениях подгорных местоположений юго-восточной части территории. Это фрагменты реликтовых степей региона - они древнее тайги. Здесь отмечается формирование серийных факторальных систем, которые связаны с развитием процессов засоления почв, обусловленных как характером геологического строения местности и гидротермическим режимом почв, так и климатическими условиями с малым количеством осадков и преобладанием испаряемости над поступлением влаги. Все это, в конечном итоге, приводит к развитию здесь процессов опустынивания, т.е. к сокращению или разрушению биологического потенциала земель.

Резонанс естественных процессов ксерофитизации, негативных для функционирования большинства геосистем региона, с однонаправленными антропогенными изменениями среды определяет формирование условий быстрого и необратимого преобразования геосистем.

Для региона характерны проблемы, связанные с размещением крупных промышленных производств и низким потенциалом самоочищения атмосферы, открытыми разработками полезных ископаемых, широкомасштабными рубками леса, сельскохозяйственным воздействием и др. При этом происходит трансформации вещественно-энергетических потоков, в частности, при формировании «островов тепла» и загрязнения среды. Исследования показали [Trofimova, Konovalova, 1997], что разница летних температур между антропогенными объектами (поля, поселки), таежными и подтаежными светлохвойными геосистемами превышает 200 С. Загрязнение окружающей среды усугубляет ситуацию. Так даже низкая концентрация загрязняющих веществ, в частности SO2, в районах техногенного воздействия крупных промышленных центров приводит к повышению активности транспирации растений и развитию процессов их обезвоживания, которые в регионе в период начала вегетации сопровождаются экстремально низкими значениями относительной влажности воздуха, характерными сухостепным условиям. В сфере интенсивного техногенного воздействия отмечается снижение прироста сосняков, очаговое усыхание, отсутствие возобновления. При этом дополнительный привнос минеральных элементов создает условия повышенной конкурентоспособности мелколиственных и лугово-степных типов геосистем.

Подгорные подтаежные травяные низкоравнинные геосистемы подвергаются наиболее интенсивной и разнообразной антропогенной нагрузке: сельскохозяйственной, горнодо­бывающей. На них также воздействуют крупные промышленные предприятия Иркутско-Черемховской аг­ломерации, которые относятся к числу наиболее опасных за­грязнителей окружающей среды России. Практически плоских рельеф Иркутско-Черемховской равнины слабо препятствует распространению поллютантов, которые дости­гают предгорий Лено-Ангар­ского плато, Восточного Саяна и Онотской возвы­шенности. Здесь происходит трансформация подтаежных геосистем в сторону развития лугово-степных типов, а также образование мелколиственных устойчиво-длительно-производных типов.

Уничтожение тайги рубками и пожарами началось около 300 лет назад в связи с усилившимся хозяйственным освоением региона. Считается, что это способствовало вытеснению темнохвойной тайги сосновыми, лиственничными и мелколиственными лесами. В настоящее время интенсивными рубками и частыми пожарами нарушено около 70% площади, занимаемой таежными геосистемами. Наземные маршрутные и дистанционные исследования, проведенные в районах лесохозяйственного и пирогенного воздействия показали, что для большинства местоположений, примыкающих к рр. Ангаре, Илиму, Лене характерны устойчиво-длительно-производные типы геосистем. Под влиянием процессов ксерофитизации в восточной и юго-восточной части территории отмечается расширение площадей лиственнично-таежных геосистем и оттеснение темнохвойных на более высокие уровни. Темнохвойные системы с пихтой сменяются кедровыми, либо кедровыми с примесью светлохвойных пород. В буферных зонах, включая антропогенно-нарушенные территории, происходит замена геосистем на более ксерофитные типы. Отмечается развитие процессов опустынивания в сухостепных геосистемах центрально-азиатского типа.

Таким образом, исследование пространственно-временной организации геосистем позволяет по-новому оценить возможности природопользования в регионе, использовать ее для оценки разнообразных сценариев регионального природопользования.


Литература


1. Буфал В.В., Густокашина Н.Н., Трофимова И.Е. Изменение климата на территории Иркутской области в ХХ веке // Формирование экстремальной водности. – Иркутск, 2004. – C. 54-59.

2. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Климат России: потепление продолжается // Наука и жизнь.– 2003. – № 11. – С. 56-61.

3. Забелина Ю. С., Безрукова Е.В., Руденко Г.В. Динамика природной среды восточного побережья оз. Байкал за последние 13 тысяч лет (по палинологическим данным торфяника Чивыркуй) // Вестник Иркутского университета. – 2007. – С. 38-40.

4. Пешкова Г.А. Степная флора Байкальской Сибири.– М.:Наука,1972. – 207 с.

5. Снытко В.А., Коновалова Т.И. Ландшафтное разнообразие степных геосистем Средней Сибири // Степи Северной Евразии. - Мат-лы междунар. конф. – Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2003. – С. 489-493.

6. Climate Change Impacts. Adaptations and Mitigation of Climate Change: Scientific – Technical Analyses // Cambridge Univ. Press. – 2001.

7. Trofimova I. Ye., Konovalova T.I. The Thermal State of Landscape in the Southem Baykal Region from Remote Sensing Methods // Mapping Sciences and Remote Sensing. – Vol. 34. – № 2, 1997. – PP. 79-91.


Региональные особенности первичной продукции планктона
в озере Арахлей (Восточное Забайкалье)

Е.А. Корякина

Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита


This work presents the results of research of primary production of plankton and take date by influence of climate on primary production of the Arakhley Lake that were carried out in 2004-2006. Characteristic regional property of process formation of lakes Transbaikal is photosynthesis of all water vegetation during sum total under ice period that is concerned with structure ice and winter by little snow.


Изучение фитопланктона, первого звена трофической цепи, определяющего ход процессов в экосистеме водоемов, является одним из актуальных задач в гидробиологии. Определение первичной продукции планктона широко используется для оценки общей биологической продуктивности водоемов, для разработки методов прогноза и регуляции рыбопродуктивности (Бульон, 1983). Исследование первичной продукции тесно связано с изучением эвтрофирования озер и позволяет рассмотреть многие важные теоретические и практические проблемы, связанные с функционированием водоемов, находящихся под воздействием абиотических и антропогенных факторов.

Изучение озер Ивано-Арахлейской системы в Забайкалье представляют значительный интерес в силу ряда специфических черт данного региона. Озера находятся в условиях резко континентального климата, что, несомненно, оказывает влияние на биологические процессы в водоеме. Наиболее характерной региональной особенностью процесса продуцирования озер является осуществление фотосинтеза всех групп водной растительности в течение всего подледного периода (около 30% от годовой суммы) (Шишкин, 1993). Ивано-Арахлейские озера считаются модельными озерами Забайкалья. В систему входят 7 средних по величине озер и несколько мелких, относящиеся к разным бассейнам. Озера отличаются по площади, глубине и трофности. Поэтому Ивано – Арахлейские озера, в своем роде, уникальны и не имеют аналогов на Дальнем Востоке и других регионах России.

Климат Юго–восточного Забайкалья ультра континентальный вследствие расположения региона в умеренных широтах, удаленности от океанов, горнокотловинного рельефа и закономерностей циркуляции атмосферы. Для района характерна высокая амплитуда колебаний температур воздуха. Наиболее низкие температуры отмечаются в январе, наиболее высокие в июле. Среднегодовая температура воздуха отрицательная (– 3,20).

Продолжительность солнечного сияния составляет 2510-2796 часов, суммарная радиация – 100-110 ккал/см2 с максимумом в июне. За период май–сентябрь, т.е. во время интенсивного развития биологических процессов, суммарная радиация составляет около 63 ккал/см2.

Годовая сумма осадков колеблется в пределах 173-462 мм, составляя в среднем 308 мм. Основные количества осадков выпадает в теплое время года, при этом на июль-август приходится до 80% годовой суммы. На долю твердых осадков приходится от 12 до 51 мм, в среднем 25 мм, что составляет 8% от годовой суммы. Значительная их часть испаряется еще зимой вследствие обилия солнечной радиации и низкой влажности воздуха. Поэтому весенние паводки на озерах практически не выражены, следовательно, нет здесь и обычного для озер умеренного пояса весеннего пополнения запаса биогенных элементов, которым обуславливается весенний пик обилия диатомовых водорослей (Шишкин, 1972).

Для региона характерны сильные ветры в период с марта по май. Весной может наблюдаться ветер со скоростью до 20 м/сек., в отдельные годы порывы ветра могут достигать 30-40 м/сек. Зимой ветра перераспределяют снежный покров, в результате чего обнажаются значительные пространства льда. Направление и скорость ветра оказывают большое влияние на изменение гидробиологических и гидрохимических характеристик. Так, песчаное юго-восточное мелководье озера Арахлей, находящееся под постоянным действием ветрового волнения, наиболее бедно по видовому составу водорослей и их количеству, что связано с механическим воздействием волн, когда часть планктона погибает (Морозова, 1980). Поэтому и продукция планктона в период открытой воды там, как правило, ниже, чем на других станциях исследования.

Вследствие мелководности прибрежных зон, воды хорошо перемешиваются и аэрируются, что ускоряет процесс распада и минерализации органических веществ. Во время сильных ветров происходит взмучивание донных осадков, в результате чего идет вторичное загрязнение вод накопившимися на дне веществами. Ветровые течения так же приводят и к перераспределению физико – химических инградиентов и планктона.

Нами проводились работы по изучению продуктивности озер в период с 2004 по 2006 г. Основная часть полевых исследований проходила на самом глубоководном озере системы – оз. Арахлей. Наблюдения за первичной продукцией велись методом склянок в кислородной модификации (in situ). Пробы отбирались на горизонтах, соответствующих: поверхностному слою, 0,25 S, 0,5 S, 1,0 S, 2,0 S, дно (где S – глубина прозрачности воды по белому диску Секки), один раз в месяц.

Максимальный фотосинтез в период открытой воды в 2004 г. был зафиксирован в августе – более 1000 мгС/м2 при деструкции всего в 225 мгС/м2. Июнь же и июль характеризовались невысокими значениями. В июне при низкой прозрачности (4 м) и еще не достаточном прогреве воды процесс фотосинтеза осуществлялся лишь в слое воды до 5 м. (∑A=455мгС/м2·сут-1), а в июле при высокой солнечной инсоляции и высокой прозрачности (10,3 м.), наоборот, происходило угнетение процесса фотосинтез в поверхностных слоях, а максимальные значения были отмечены лишь на 12 м. (∑A=450мгС/м2·сут-1) (рис. 1).




Рис. 1. Вертикальное распределение фотосинтеза в оз. Арахлей по центральной
станции в июле (А), августе (Б) 2004 г.


Июнь 2005 г. был очень ветреным, и при достаточно низкой прозрачности, пасмурных днях и взмучивании донных отложений процесс фотосинтеза замедлялся, и на момент взятия проб, его значения почти в 1,5 раза были ниже чем в то же время в 2004 г. Июль же при более низких температурах воды, облачной погоде, прозрачности воды в 8 м. и активной вегетации планктона был гораздо продуктивнее июля 2005 г. (∑A=963мгС/м2·сут-2). Август, так же как и в предыдущей год исследований, был самым продуктивным месяцем в году.

Становление льда на озере начинается в конце октября начале ноября.

Толщина льда к концу зимы достигает 150 см, в морозные и малоснежные годы до 180 см. Выпавший же на поверхность льда снег сгоняется ветрами в заструги высотой 5-10 см, между которыми остаются пятна свободного от снега льда (временами до 80% площади).

Наиболее характерной региональной особенностью процесса продуцирования озер Забайкалья является осуществление фотосинтеза всех групп водной растительности в течение всего подледного периода, что в свою очередь, непосредственно связано со структурой льда.

По своей структуре озерный лед состоит из крупных кристаллов без видимых границ между ними, ориентированных геометрическими и оптическими осями нормально к плоскости замерзания, исключая поверхностный слой, содержащий мелкие кристаллы с оптическими осями, в большей части параллельными плоскости замерзания (Вологдин, 1981). При такой скрытокристаллической структуре ледяной покров обладает высокой прозрачностью. И если учесть при этом большую долю прямой радиации (число часов солнечного сияния в Чите одинаково с Ялтой), и это в свою очередь и создает условия освещенности, достаточные для осуществления процесса продуцирования органического вещества у различных групп водных растений.

Так, зима 2004-2005 гг. была малоснежной, поэтому отмечались относительно высокие значения фотосинтеза у поверхности подо льдом – 0,24 и 0,14 мгО2/л∙сут-1 соответственно. С глубиной фотосинтез ослабевал и у дна его значения не превышали 0,1 мгО2/л∙сут-1 (рис. 2). ∑A в декабре 2004 и январе 2005 года составляли 700 и 670 мгС/м2·сут-1. соответственно. Вклад первичной продукции подледного периода в годовую составил около 34%.

Последующие годы были относительно многоснежными. Снег покрывал всю поверхность озера слоем от 5 до 10 см, что препятствовало проникновению света под лед. Поэтому фотосинтез подо льдом практически отсутствовал, преобладал процесс распада или деструкции. Первичная продукция составляла всего 0,16-0,53 гО2/м2·сут-1, деструкция почти в 2 раза превышала продукцию.

Прогрев воды начинается очень рано: в малоснежные годы – в конце февраля – начале марта (2004-2005 гг.), если на поверхности льда сплошной снежный покров – с середины марта (2006 г.). После нагревания водной массы (исключая тонкий подледный слой) до температуры наибольшей плотности в отдельные годы более чем за два месяца до освобождения озера ото льда и установления прямой стратификации начинается период летнего нагревания, который длится до середины июля-начала августа (Вологдин, 1981).

Следствием раннего весеннего прогрева воды является перестройка структуры планктонных сообществ и активизация продукционных процессов. Таким образом, период весеннего и начала летнего нагревания в озере Арахлей начинается задолго до вскрытия ото льда, в то время как в замерзающих озерах других регионов период летнего нагревания начинается после освобождения от ледяного покрова.

Так в апреле 2005 г. еще до схода льда был зафиксирован подледный фотосинтез с максимумом на глубине около 3 м, в отличие от 2006 г., когда все озеро было покрыто спрессованным ветрами снегом слоем в 7 см. Фотосинтез во всем столбе воды практически не улавливался кислородно-скляночным методом.

Таким образом, в условиях резко континентального климата кроме температуры, прозрачности, концентрации хлорофилла и наличия биогенных элементов, на фотосинтез планктонных организмов большое влияние оказывает степень инсоляции и количество снега на поверхности льда.







Рис. 2. Вертикальное распределение фотосинтеза в оз. Арахлей по центральной станции в подледный период. (А) – декабрь 2004 г.; (Б) – январь 2005 г.; (В) – февраль 2005 г.; (Г) – февраль 2006 г. (стрелкой отмечена прозрачность по дисску Секки).


Литература


1. Бульон В. В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. – Л.: Наука, 1983. – 150 с.

2. Вологдин М. П. Гидрологические особенности малых озер Забайкалья (на примере Ивано-Арахлейских). – Новосибирск: Наука, 1981. – 136 с.

3. Морозова Т. Н. Влияние экологических факторов на развитие фитопланктона прибрежий Ивано-Арахлейских озер Читинской области // Гидрофауна и гидробиология водоемов бассейна озера Байкал и Забайкалья. – Улан-Удэ, 1980. – С. 56-59.

4. Шишкин Б. А. Природные условия Центрального Забайкалья и их влияние на лимнологический режим Ивано-Арахлейских озер // Биологическая продуктивность Ивано-Арахлейских озер. Зап. Забайкальск. Фил. Географ. о-ва СССР, 1972. – Вып. 80. - С. 3-21.

5. Шишкин Б.А. Региональные особенности озерных экосистем Забайкалья // Автореф. дис. …д-ра. – СПб., 1993. – 113 с.