ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2013, № 4, с. 303-315
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ И ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УДК 504.06+504.456
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ЮЖНО-ТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
(на примере бассейна реки Чая)
© 2013 г. Ю. А. Харанжевская
ГНУ Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа Россельхозакадемии, ул. Гагарина, 3, г. Томск, 634050 Россия. E-mail: kharan@yandex.ru
Поступила в редакцию 17.10.2011 После исправления 15.01.2012
Предложена методика оценки и проведен анализ геоэкологического состояния территории водосборного бассейна р. Чая, который характеризуется широким распространением болот. По результатам исследования установлено, что основными факторами современного состояния бассейна р. Чая, определяющими устойчивость территории и оказывающими влияние на водный сток, являются площадь болотных массивов и распространение топяных и грядово-мочажинно-озерковых биогеоценозов. По результатам геоэкологической оценки территория характеризуется средней и высокой устойчивостью к антропогенной нагрузке и неблагоприятными условиями для хозяйственной деятельности.
Ключевые слова: оценка, геоэкологическое состояние, бассейн, химический состав вод, водный сток, гидрохимический сток, болота, структура, влияние, устойчивость, интенсивность водообмена.
ВВЕДЕНИЕ
Таежная зона Западной Сибири характеризуется широким распространением болотных биогеоценозов, что во многом определяет специфику геоэкологической обстановки в регионе. Одна из проблем региона - распространение болот существенно ограничивает хозяйственную деятельность и ухудшает условия жизни населения.
Рациональное использование природных ресурсов и устойчивое развитие заболоченных пространств Западной Сибири невозможны без комплексной оценки современного состояния болотных биогеоценозов, качественных и количественных показателей внутренних и внешних связей. В целом геоэкологическое состояние водосборных территорий Западной Сибири определяется через процесс функционирования болот, который, в свою очередь, определяется процессами водообмена с окружающей средой [15]. Болота, аккумулируя большие объемы атмосферной влаги, существенно влияют на геоэкологическое состояние и водный режим исследуемой территории. Поэтому геоэкологическая оценка заболоченных территорий в данной работе основывается на ландшафтно-гидрологическом под-
ходе [19], изучается на уровне речного бассейна и представляет собой совокупность характеристик окружающей среды [12], которая формируется под воздействием современных природных и антропогенных факторов (морфометрические, гидрохимические показатели, водный режим, уровень минерализации, трофности и т.д.), при котором экологическая система не деградирует и обеспечивает социальные потребности приоритетных видов природопользования.
В настоящее время существуют различные подходы к оценке геоэкологического состояния территорий. Один из наиболее распространенных - подход, который основан на районировании территории по природным условиям, мероприятиям и типам хозяйственной деятельности [11, 18, 20, 21, 31] и т.д. Второй важнейший подход к геоэкологической оценке территорий состоит в сравнении тех или иных геохимических, гидрохимических, гидробиологических и иных показателей природных вод, почв, донных отложений, атмосферного воздуха и т.д. с нормативными и/или "фоновыми" значениями [1, 4, 36]. Третий ключевой подход к анализу геоэкологического состояния заключается в составлении водного и
гидрохимического балансов [6-8, 22, 23]. Четвертый подход основан на геоэкологической оценке территорий, построенной на анализе данных дистанционного зондирования [2, 3, 28]. Пятый подход к оценке геоэкологического состояния территории заключается в оценке ключевых составляющих геостока - водного и гидрохимического стока [32]. Однако комплексного подхода по геоэкологической оценке заболоченных территорий не существует.
Невозможность применения существующих подходов к оценке геоэкологической ситуации в пределах заболоченных территорий обусловлена их специфичностью, недостаточной изученностью процессов функционирования в силу их недоступности. Так, в химическом составе болотных вод отмечается превышение предельно допустимых концентраций по железу, ионам аммония, содержанию органических веществ. Высокие концентрации этих показателей определяют соответствующее превышение и для речных вод Западной Сибири [33]. При оценке качества вод данная территория характеризуется как неблагоприятная для водопользования. Вместе с тем болотные биогеоценозы играют важную роль в функционировании биосферы. Болота во многом определяют водный баланс местности, влияют на показатели климатических условий территории, являются местом обитания редких и исчезающих видов животных и растений, в них сосредоточены огромные запасы торфа и сапропелей. Болота выполняют средообразующую, ресурсную и защитную функции, поддерживая экологическое равновесие территории [35]. Существование обширных заболоченных пространств определяет закономерности в перераспределении тепла и влаги на данной территории. Согласно последним исследованиям на территории Томской области за 49-летний период отметился рост температуры воздуха со скоростью 0.3-0.55 °С/10 лет. Аналогично наблюдается повышение количества осадков в среднем на 1-1.5 мм/10 лет [10, 17]. Рядом исследователей отмечено двойственное влияние болот на температуру воздуха в пределах Васю-ганского болота. В зимний период Васюганское болото оказывает отепляющее воздействие, в летний - охлаждающее, тем самым, уменьшая величину абсолютного тренда температуры воздуха [10, 17]. Кроме того, отмечено, что процесс развития болот Западной Сибири не прекращается в условиях отмеченных природно-климатических изменений, что приводит к изменению структуры болот и площади заболоченных территорий [16]. Совокупность всех проблем данной территории в целом определяет неблагоприятные условия
жизни человека и требует разработки комплексного подхода по оценке состояния заболоченных территорий.
Цель данной работы - оценка геоэкологического состояния заболоченной территории южно-таежной подзоны Западной Сибири на примере бассейна р. Чая на основе разработанной методики. Бассейн р. Чая представляет собой характерный участок южно-таежной подзоны Западной Сибири, который крайне мало населен и слабо освоен в хозяйственном отношении, отличается высокой заболоченностью и широким распространением верховых болот. Река Чая является левобережным притоком р. Обь (рис. 1). Большинство рек, формирующих речную систему (рр. Парбиг, Ан-дарма, Галка, Тетеренка, Бакчар, Икса), берут начало с юго-восточной окраины водораздельного Васюганского болота. Как и сама Чая, они текут в направлении с юго-запада на северо-восток в пределах южно-таежной подзоны Западной Сибири. Общая площадь водосбора р. Чая составляет 25000 км2, бассейн имеет протяженность 200 км при ширине от 5 до 150 км [14].
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Все экосистемы, согласно [9], представляют собой сложные комплексы живых и "косных" компонентов, а также материальных, энергетических и информационных связей между ними. Чтобы иметь достоверное представление о состоянии экосистем и возможность эффективно ими управлять, необходимо знать ключевые особенности функционирования экосистем, в данном случае болот, отраженные в значениях определенных показателей. В соответствии с идеями С.Д. Му-
равейского [24], О.Г. Савичева [32] один из таких показателей - геосток с водосборного бассейна, включающий водный, гидрохимический и сток речных наносов. Сток - результат одновременного протекания двух процессов: перемещения воды и взаимодействия воды во время движения с соприкасающимися телами [24]. Сток возникает в зоне контакта климата и рельефа и является одним из интегрирующих факторов, определяющих процессы выветривания, развития органического мира и почвообразования. В частности, величина водного стока в значительной степени определяет направления геохимических и биогеохимических процессов, протекающих в экосистемах [27, 37], величина гидрохимического стока характеризует механизм и масштабы взаимодействия между компонентами природной среды [13, 32]. С учетом этого в рассматриваемой работе изучению водного и гидрохимического стока уделено наибольшее внимание, а геоэкологическое состояние заболоченных территорий изучается на уровне речного бассейна. В существующих работах при изучении геоэкологического состояния водосборов, как правило, слабо освещается вопрос территориальных различий в формировании состава вод. Однако речные воды, как отмечается в работе [23], представляют собой сложную подвижную систему, а их состав отражает условия формирования весьма отдаленных от точки наблюдения участков.
Таким образом, ключевым моментом исследования геоэкологического состояния заболоченных территорий южно-таежной подзоны Западной Сибири, на наш взгляд, является изучение водного и гидрохимического стока рек, роли болот в его формировании и связей между гидрологическими и геоэкологическими показателями функционирования болотных и незаболоченных участков водосборных бассейнов. В основу данной работы положено представление, в соответствии с [26], что болотные биогеоценозы бассейна реки предопределяют геоэкологическое состояние водосборной территории. Именно совокупность характеристик экосистем бассейна определяет гидрологические характеристики реки на разных ее участках, образуя общую картину гидрологических и гидрохимических показателей речной сети.
МЕТОДИКА
Оценка геоэкологического состояния бассейна р. Чая включала в себя несколько этапов анализа территории. Исследования проводились в бассейнах средних рек (рис. 2). На первом этапе проводился анализ химического состава и качества
природных вод территории (подземных, речных и болотных), определение величины гидрохимического стока по бассейнам рек - притокам р. Чая. Для оценки пространственных закономерностей изменения стока веществ проводилось изучение факторов формирования химического состава вод.
Второй этап геоэкологической оце
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.