ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 84, № 1, с. 52-61
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ
Б01: 10.7868/80869587314010150
Общеизвестно, что в настоящее время быстрыми темпами происходит истощение природных ресурсов нашей планеты, пожалуй, главным из которых является вода. С её дефицитом сталкивается всё большее число стран, одновременно усиливаются процессы загрязнения водных ресурсов. Публикуемый обзор посвящён состоянию крупнейших озёр, которые авторы рассматривают в качестве важнейшего источника материковых вод.
КРУПНЕЙШИЕ ОЗЁРА МИРА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В.А. Румянцев, В.Г. Драбкова, А.В. Измайлова
К началу XXI в. пресная вода стала важнейшим ресурсом, лимитирующим развитие экономики. Несмотря на то, что более 70% поверхности Земли покрыто водой, объёмы доступных для эксплуатации поверхностных вод ограничены, а их распределение на нашей планете крайне неравномерно. Суммарные объёмы пресной воды составляют около 35 млн. км3 [1], что является незначительной частью (2.53%) от общей водной массы. Основная её доля содержится в ледниках (~68.7%) и подземных источниках (~30%) [1], в то же время количество относительно доступных для эксплуатации вод рек и озёр составляет всего 0.3%.
Наблюдавшийся в ХХ в. экспоненциальный рост численности населения, который сопровождался бурным развитием промышленности и сельского хозяйства, привёл не только к катастрофической нехватке пресной воды во многих регионах, но и к ухудшению её качества на значительной территории планеты. В середине ХХ в. в мире наблюдалась достаточно благополучная ситуация с водными ресурсами, их дефицит отмечался лишь в наиболее засушливых регионах. Но к концу ХХ в. около 80% населения Земли стали проживать в районах с высокой нагрузкой на
водные ресурсы, где объём годового водопотреб-ления превышает 20% от возобновляемых водных ресурсов. По прогнозам, к 2025 г. около трети населения нашей планеты будет жить в районах, где водозабор будет превышать 60% от возобновляемых водных ресурсов [1].
Проблема нехватки пресной воды с каждым годом становится всё более острой, подсчёт её запасов является важнейшей задачей при планировании практически всех видов хозяйственной деятельности. Среди материковых вод наиболее важны запасы озёрной воды, несмотря на то, что раньше при оценке водных ресурсов основное внимание уделялось речным водам в силу их быстрой возобновляемости. Согласно оценке Р. Ветцеля, общий объём заключённой в пресноводных озёрах мира воды составляет около 125 тыс. км3, а в солёных — 104 тыс. км3 [2]. Крупнейшие из озёр, содержащие около 3/4 всех запасав пресной воды, являются основным потенциальным резервом поверхностных пресных вод планеты, тем более что их устойчивость к загрязнению существенно выше, чем у небольших водоёмов. В некоторых больших озёрах вода ещё остаётся эталоном качества и пригодна для питье-
Авторы работают в Институте озероведения РАН. РУМЯНЦЕВ Владислав Александрович — академик, директор. ДРАБКОВА Валентина Гавриловна — доктор биологических наук, главный научный сотрудник. ИЗМАЙЛОВА Анна Владиленовна — кандидат географических наук, старший научный сотрудник.
вого водоснабжения практически без очистки. Однако нерациональное, хищническое отношение к водным ресурсам порой приводит к необратимым последствиям. Так, за последние 50 лет озёрные ресурсы Земли только за счёт антропогенной деятельности сократились более чем на 1 тыс. км3 [3]. И это без учёта качественных изменений, ставших причиной засоления, закисления и токсического загрязнения значительной части озёрного фонда.
Каждое озеро — это сложная экосистема, сформировавшаяся в тот или иной геологический период при определённом наборе внешних факторов и функционирующая в зависимости от сложившихся устойчивых связей между её компонентами. Такая система характеризуется набором внутренних свойств и характеристик, баланс которых в основном определяется внешним воздействием и его стабильностью. При резком нарушении баланса восстановление представляет собой сложную задачу, тем более что, в отличие от реки, озеро — система с замедленным водообменом. Вместе с тем озёра являются не только объектом потенциального водозабора, но часто оказываются богаты минеральными и биологическими ресурсами, представляющими хозяйственную ценность. Поэтому устойчивость озёрных экосистем выступает важнейшим условием не только их существования, но и использования. Долгосрочное рациональное водопользование возможно лишь при бережном отношении к имеющимся ресурсам, при учёте всех возможных негативных последствий, возникающих при эксплуатации озёрных вод. Накопившийся за последние полвека опыт в области использования озёрных ресурсов, полученные знания о происходящих в водоёмах негативных процессах, а также результаты восстановительных мероприятий требуют переосмысления и разработки новых подходов к эксплуатации водных ресурсов в целом и озёрных в частности.
Крупнейшими озёрами мира принято считать водоёмы с площадью водного зеркала более 1 тыс. км2. Согласно классификации П.В. Иванова, они подразделяются на очень большие — от 1 тыс. до 10 тыс. км2, и великие — свыше 10 тыс. км2 [4]. По нашим оценкам, в настоящее время в мире насчитывается 19 озёр площадью, превышающей 10 тыс. км2 (из них 5 с солоноватой водой), и 110 озёр площадью более 1 тыс. км2, в том числе 31 с водой повышенной минерализации, включая водоёмы лагунного типа, а также бессточные озёра, сильно сокращающиеся в размерах в маловодный период.
Ориентируясь на рассчитанные Р. Ветцелем суммарные объёмы [2], можно заключить, что в 14 наиболее крупных пресных озёрах мира сконцентрировано около 70% всех озёрных вод низкой минерализации и в 5 наиболее крупных соло-
новатых и солёных озёрах — 75.7% всех озёрных вод повышенной минерализации. В 79 озёрах площадью от 1 тыс. до 10 тыс. км2 находится ещё 4.6% пресных озёрных вод и в 31 — 2.9% вод повышенной минерализации. В крупнейших озёрах Земли заключено около 93 400 км3 пресных вод и около 81700 км3 вод повышенной минерализации, при этом суммарная площадь их водного покрытия составляет, соответственно, около 715 и 470 тыс. км2. Максимальными объёмами характеризуются водоёмы, расположенные в рифтовых зонах (около 65% всех озёрных пресных вод при площади покрытия лишь 27%), а также Великие (Лаврентьевские) озёра, которые начали формироваться в конце последнего Ледникового периода (около 24% всех озёрных пресных вод при площади покрытия 34%). На долю других 49 постледниковых озёр Северного полушария приходится 8.3% всех пресных вод при площади покрытия 30%.
Основная масса вод повышенной минерализации (около 96%) содержится в нескольких озёрах, оставшихся на месте бывших морей, площадь их водного покрытия составляет 84% от суммарной площади крупнейших солёных и солоноватых озёр.
Необходимо отметить, что наибольшее число озёр на Земном шаре расположено в умеренной и субарктической зоне Северного полушария (севернее 50° с.ш.), что связано с влиянием последнего четвертичного (Валдайского и Висконсин-ского) оледенения, или находится в областях распространения многолетней мерзлоты. Наряду с огромным количеством малых и средних озёр здесь расположено 50 крупнейших озёр мира. Именно в этой зоне сконцентрирован наибольший объём пресных вод (табл. 1), что обусловлено прежде всего расположением в данной широтной зоне озера Байкал, тогда как большинство постледниковых водоёмов, несмотря на значительные размеры, характеризуются средними глубинами и относительно небольшими объёмами. Основная масса озёрной воды (включая воды повышенной минерализации) приходится на зону от 30° до 50° с.ш., где находится крупнейшее солоноватое озеро Земли — Каспийское море. Кроме него, на севере расположены Великие американские озёра. Большие объёмы воды содержатся также в Великих африканских озёрах (в диапазоне 10° от экватора), при этом общее количество водоёмов в данной широтной зоне невелико. Значительное количество чистейшей пресной озёрной воды находится в широтной зоне 10°-30° ю.ш.
Рассматривая распределение озёрных ресурсов по континентам, необходимо отметить, что большинство крупнейших озёр сконцентрировано в Северной Америке, но наибольший объём пресных вод заключён в озёрах Африки (табл. 2).
Таблица 1. Распределение крупнейших озёр мира и объёмов содержащихся в них вод по широтным зонам
Широтные зоны Объём пресных 3 вод, км Число пресноводных озёр Объём вод повышенной 3 минерализации, км Число солоноватых и солёных озёр
>66° с.ш. 178 4 - -
50-66° с.ш. 30306 43 29.4 3
30-50° с.ш. 23117 18 81139 23
10-30° с.ш. 258 9 1.65 1
10-10° ш. 22596 11 456 4
10-30° ю.ш. 9355 3 26.3 2
30-50° ю.ш. 1096 4 46 3
>66° ю.ш. 6500 1 - -
Азии принадлежит абсолютное лидерство по количеству озёр с водой повышенной минерализации и по её суммарным объёмам.
Как говорилось выше, глубочайшие озёра Земли приурочены к рифтовым областям. В большинстве своём это древние водоёмы, характеризующиеся богатой фауной, отличающиеся прозрачными водами со слабой минерализацией. Суммарный объём сконцентрированной в них воды составляет более 60 тыс. км3, и она на 95% имеет относительно высокое качество (олиго-трофные воды большей части акватории, токсическое загрязнение выявляется лишь в прибрежной зоне). Высокой прозрачностью и низким содержанием биогенных элементов характеризуется большинство постледниковых озёр. Необходимо отметить, что часть из них на протяжении ХХ в. подвергалась сильной антропогенной нагрузке, однако к началу XXI в., благодаря восстановительным мерам, негативные последствия были в значительной степени ликвидированы. В этих озёрах заключено более 30 тыс. км3 пресной воды, около 90% которой также относительно хорошего качества. Низким качеством воды отличаются многие крупные мелководные озёра, а также водоёмы тропических широт с очень высокой на-
грузкой на водосборах, где применение необходимых водоохранных мер невозможно из-за низкого уровня экономического развития расположенных на береговой линии стран.
Процессы эвтрофирования (повышения уровня трофии, то есть первичной продукции, или новообразования ор
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.