К ЮБИЛЕЮ ^^^^^^^^^^^^^^ М.А. ГЛАЗОВСКОЙ
УДК 911.2:550.4(551.3)
СОВРЕМЕННАЯ ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЛАГУННО-МАРШЕВЫХ ЛАНДШАФТОВ ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ
© 2012 г. Н. С. Касимов, М. С. Касатенкова, А. Н. Геннадиев, М. Ю. Лычагин
Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
e-mail: kasatenkova2010@yartdex.ru Поступила в редакцию 04.07.2011 г.
Описываются ландшафтно-геохимические последствия полного цикла колебаний уровня Каспия (регрессивная фаза — трансгрессивная фаза — стадия стабилизации) за последние несколько десятков лет. Характеризуются регрессивный и лагунно-трансгрессивный комплексы ландшафтно-гео-химических процессов (ЛГП). Ландшафтно-геохимические последствия регрессивной фазы заключаются в развитии регрессивного комплекса ЛГП в почвах и отложениях прибрежных ландшафтов, с преобладанием процессов засоления и слабого гумусонакопления. При трансгрессии моря развитие лагунно-трансгрессивного комплекса ЛГП привело к формированию лагунно-маршевых ландшафтов с развитием сульфидогенеза, глеегенеза, оксидогенеза и гумусонакопления. Обсуждается схема эволюции ландшафтно-геохимических процессов в течение последних 30 лет. Рассчитаны скорости гумусонакопления и галогенеза на стадии стабилизации уровня Каспийского моря. Запасы органического вещества в прибрежных почвах увеличились в 1.5—2 раза в прибрежных почвах в течение 10 лет. Показана трансформация баланса форм химических элементов в почвах и отложениях лагунно-маршевых ландшафтов при колебаниях уровня моря. При подъеме уровня моря усилилась миграция элементов с переменной валентностью, в первую очередь, Fe и Мп, а также Zn, Си, Pb, Ni, Со, обусловив их мобилизацию в слабощелочных и нейтральных восстановительных условиях, с последующим осаждением на геохимических барьерах.
ВВЕДЕНИЕ
Глобальные изменения природной среды стали важнейшим приоритетом исследований в науках о Земле, особенно в контексте соотношения природной и антропогенной составляющих различных явлений и процессов. Особый интерес представляют региональные последствия глобальных климатических изменений, нередко отличающиеся по направленности и скорости от основного глобального тренда.
Одним из важнейших фокусов такого рода последствий является береговая зона, где глобальное потепление климата проявляется в медленном (2—3 мм/год) поднятии уровня Мирового океана [20]. Во многих низменных приморских районах это уже привело к интенсивному размыву, подтоплению и затоплению берегов, часто этот процесс приобретает катастрофический характер. В настоящее время существуют разные сценарии дальнейшего подъема уровня Мирового океана — от 0.5 до 3 м к 2100 г. [19]. При этом ряд исследователей считает, что наибольшее влияние на трансформацию береговой зоны, особенно для низменных аккумулятивных берегов, окажет увеличение скорости подъема уровня Мирового океана [22].
Небольшая скорость современного поднятия уровня Мирового океана не позволяет достаточно точно оценить и спрогнозировать дальнейшее
развитие всего многообразия последствий изменений климата береговой зоны при ожидаемом в XXI в. ускорении трансгрессии. Информацию для дальнейшего прогноза легче получить в модельных ландшафтно-гидроклиматических регионах, где в силу особых природных причин скорость региональных процессов — откликов на глобальные изменения — во много раз больше.
Одной из лучших региональных моделей для изучения быстротекущих изменений природной среды является побережье Каспийского моря, уровень которого в конце XX в. (с 1978 по 1995 гг.) поднялся на 2.35 м, а скорость подъема составляла 13—15 см/год, иногда достигая 30 см/год.
Многолетние наблюдения за эволюцией российских берегов Каспия были начаты в середине прошлого века в регрессивную фазу [15] и продолжились в период дальнейшей трансгрессии [10, 16]. Заметный вклад в понимание сущности почвенно- и ландшафтно-геохимических процессов, происходящих в береговой зоне Каспийского моря, внесла Мария Альфредовна Глазов-ская. В ее ранних работах, посвященных почвообразованию в приморских дельтах (на примере дельты р. Урал), исследовались малоизученные в то время явления, связанные с динамикой засоления приморских территорий, с развитием в почвах десульфуризации, накоплением в них сульфидов и образованием серной кислоты при по-
Рис. 1. Образование катен с преобладанием восходящих потоков при формировании лагунно-маршевых ландшафтов во время трансгрессии уровня моря. Стрелками показаны нисходящие (а) и восходящие (б) потоки.
следующем подкислении почв. Решение этих вопросов выходило за рамки традиционного "зонального" мышления и значительно обогащало науку не только конкретным описанием своеобразного природного процесса, но и новыми теоретическими положениями. Позднее М.А. Глазовская выделила "низменные молодые приморские равнины с молодыми почвами, развивающимися в биологическом и биогеоморфологическом циклах" как один из характерных типов почвенно-генетических регионов мира, отличающийся высокой геохимической динамичностью почвенного покрова и ландшафтов в целом, активным и неустойчивым биогеохимическим круговоротом в системе породы—грунтовые воды—почвы—растения [8]. Большое значение для развития методологии ландшафтно-геохимических исследований в Прикаспийском регионе имеют представления М.А. Глазовской об особенностях поведения химических элементов в процессах галогенеза, детрито-, глее- и оксидогене-за и в более широком плане — о типоморфных ландшфтно-геохимических процессах [7].
В последнее десятилетие XX века на различных типах берегов российского побережья Каспия были проведены комплексные геоморфологические, геоботанические, почвенно- и ландшафт-но-геохимические исследования, характеризующие трансгрессивную фазу изменения уровня 1
Каспийского моря . Получены данные о влиянии трансгрессии Каспийского моря на динамику развития берегов [2, 11], растительный покров [13], эволюцию почв и ландшафтно-геохимиче-ские процессы в береговой зоне [5, 11]; разработаны прогнозные сценарии геоэкологических изменений при колебаниях уровня моря [6].
Наиболее контрастными и удобными для изучения ландшафтно-геохимических изменений береговой зоны Каспия являются лагунные бере-
1 Работы проводились при финансовой поддержке программы Европейского Союза ЮТА8 (№ 94-3382, 99-139), Нидерландского научного фонда (N№0) (№ 047.003.010.00.95, 047.011.000.0), Российского фонда фундаментальных исследований (№ 07-05-00752, 06-05-08097) и Программы развития МГУ.
га, где современная морская терраса имеет небольшую ширину (до 600 м), сменяясь голоцено-вой (2.6 тыс. лет) новокаспийской террасой, находящейся вне зоны влияния современных колебаний уровня моря. В трансгрессивную фазу на современной морской террасе произошло формирование системы "бар—лагуна", смещающейся в сторону новокаспийской террасы. В тыловой части лагуны при затоплении и подтоплении происходило формирование маршевой зоны, где протекали контрастные изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий, степени засоления почв [5, 11], что определяло высокую динамичность и контрастность миграции и аккумуляции вещества в лагун-но-маршевых ландшафтах.
Ранее было показано, что геохимическая трансформация прибрежных почв при подъеме уровня моря связана со сложным сочетанием ландшафтно-геохимических и эпигенетических процессов, их стадиальности, количественной выраженности и скорости протекания [11]. В прибрежной зоне протекают главным образом гидрогенные и биогенные ЛГП с преобладанием водной и биогенной миграции, с нахождением элементов преимущественно в миграционно-ак-тивных, подвижных формах (сульфидогенез, гле-егенез, гумусонакопление, оксидогенез, галоге-нез). Именно последствия этих процессов соответствуют характерному времени современных колебаний уровня Каспийского моря (годы, первые десятки лет).
В трансгрессивную фазу в пределах лагунно-маршевых ландшафтов образуются катены с преобладанием восходящих потоков за счет влияния подъема уровня моря (рис. 1). Для них характерны двусторонние (с испарительной концентрацией) радиальные и латеральные миграционные потоки малой интенсивности. Изучение таких прибрежных катен позволило развить теорию М.А. Глазовской о каскадных ландшафтно-геохи-мических системах [7].
Максимальный подъем уровня Каспийского моря был отмечен в 1995 г. до отметки —26.66 м. С 1996 г. уровень моря стабилизировался и даже несколько понизился до —27.21 м в 2009 г. В целом для Каспийского моря характерно наложение малых флуктуации на долговременные колебания уровня моря, изучение которых позволяет получить информацию о динамике и скоростях природных процессов с коротким характерным временем, сглаживающихся при увеличении временного интервала исследований. Появилась возможность оценить ландшафтно-геохимические последствия полного цикла колебаний уровня Каспия (регрессивная фаза — трансгрессивная фаза — стадия стабилизации) за последние несколько десятков лет.
Новокаспийская Терраса терраса 1929—1941 гг.
Маршевая зона
Береговой вал
Абс. м
-23.5 -24.5 -25.5 -26.5 -27.5
T1
T4
T7 T10|
T13
„.T16 Лагуна Т23 Т20
Т26
Каспийское море
100
200
300
400
500 М
Рис. 2. Стационар МГУ Турали, прибрежная зона Центрального Дагестана.
Комплексные работы на побережье Каспийского моря, начатые в трансгрессивную фазу (1995-1996 гг.), были продолжены в 2001-2005 гг. для изучения реакции растительности на кратковременные изменения уровня моря [14], геоморфологических особенностей береговой зоны [1] и ландшафтно-геохимических последствий на стадии стабилизации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Лагунно-маршевые берега образовались во многих районах Прикаспия при подъеме уровня моря [2, 16]. Исследования проводились на стационаре МГУ Турали в прибрежной зоне Центрального Дагестана (рис. 2). Участок Турали имеет размеры 150 на 400 м, протягиваясь через ряд современных разновозрастных террас от ново-
каспийской террасы голоценового возраста до уреза моря.
Исследовались две почвенно-геохимические катены (профили Т и D), расположенные на основных сопряженных элементах рельефа: новокаспийская терр
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.