Озера являются важнейшей и неотъемлемой составной частью ландшафта. Руководящая роль в формировании и развитии озер принадлежит интегрирующим географическим факторам: рельефу, климату и стоку. Северо-Восточный Казахстан, это регион характеризующийся наличием значительного количества озер, имеющих промышленное и рекреационное значение, и среди проблем, обусловленных хозяйственной деятельностью человека, важное место занимает проблема их восстановления и стабилизация геоэкологического состояния.
Лимнологические исследования показали, что некоторые из озер Северо-восточного Казахстана с выраженными сезонными и долгопериодическими колебаниями уровня, подвержены интенсивному антропогенному влиянию, что привело к появлению многочисленных модификаций природных ландшафтов, в частности к тенденции к общему понижению уровня водной поверхности. Размеры и формы озерных котловин разнообразны, от мелких водоемов с поперечниками в несколько метров до крупных, как например, Кызылкак с площадью в 174,6 км². Большинство озер со средними глубинами в 1,6–3,0 м, характеризуются резкими колебаниями уровня и размеров площади водного зеркала по сезонам года. Большинство озер (94 %) пребывают в разных стадиях засоления. Наиболее встречаемые из озер региона имеют суффозионно-просадочный тип.
Цель исследования. Лимнологическое исследование природно-аквальных комплексов Северо–восточного Казахстана в отношении изучения устойчивости озерных геосистем и решении проблем их оптимального использования, восстановления и стабилизации геоэкологического состояния.
Материалы и методы исследования
Сбор материалов по изучению современного геоэкологического состояния озерных геосистем Северо-восточного Казахстана приводится за 2006-2013 годы. Исследование проводилось с помощью следующих методов: литературно-картографический, сравнительно-исторический, маршрутной съемки, районирования и ГИС-технологий. В ходе полевого исследования определены типологические единицы природных лимнокомплексов, проведено их описание.
Результаты исследования
и их обсуждение
Проведенные с помощью маршрутной лимнологические исследования и анализ материалов литературных и архивных источников по теме исследования, показали, что озерность Северо – Восточного Казахстана составляет 2,61 %, Павлодарской области – 2,05 %.
В перечень водоемов Павлодарской области, имеющих особое государственное значение или особую научную ценность, предоставление в пользование которых может быть ограничено либо полностью запрещено внесены озера: Калкамантузские, Кызылкак, Жалаулы, Шурексор, Большой Ажибулат, Маралды, Сабындыколь, Жасыбай, Торайгыр, Мойылды.
На побережье р. Иртыш расположено нескольких озер которые представляются продолжением рек Багай, Карасук, Бурла и Кулунда. Цепочкообразное расположение озер, близкое к поверхности залегание грунтовых вод между озерами, выклинивание этих вод на восточных и северо-восточных склонах котловин говорит о принадлежности этих озер к древним руслам упомянутых рек, впадающих в р. Иртыш. Особенно четко эта система озер выражена в русле р. Бурлы. В среднем ее течении озера (Мал. Топольное, Песчаное, Хорошее) проточные и пресные (Мельникова, 1972), а следующее в низ по течению озеро Бол. Топольноу – периодически проточный водоем и соленый. Заканчивается река в бессточном горько-соленом оз. Анжбулат. Ниже по долине идет цепь разобщенных озер – Кассор, Светлица, Карасук, Карасу.
По условиям внешнего обмена выделяется группа озер, расположенная в левобережье Прииртышья: Селеты-тениз, Теке, Улькенкарой, Кызылкак. Эти озера имеют большие водосборы за счет питания их реками Селеты, Уленты, Чидерты, стекающих с Казахского мелкосопочника. Происхождение их обширных котловин одни исследователи (Сваричевская, 1961) приписывают эоловым процессам (котловины выдувания в сухие межледниковые эпохи), другие считают их остатками древней долины Иртыша (Муравлев, 1960). Размеры озерных котловин на территории области изменяются в широких пределах – от мелких водоемов с площадью в 10-20 га до громадных озер, площадь которых превышает 100-200 км2. Глубина озер, как правило, незначительна и редко достигает 1-1,5 м. В большинстве случаев они имеют глубину 40–50 см. Многие озера летом высыхают, превращаясь в соры и солон-
чаки.
Озера Северо-восточного региона и их водосборы относятся к нижеследующим геоморфологическим районам [1-7]:
– пойменные озера, расположенные в долине р.Иртыш, с аккумулятивным увалистым рельефом;
– озера Прииртышской равнины (Мойылды, Маралды, Бол. и Мал. Таволжан и др. просадочного и дефляционного генезиса, с эрозионно-денудационно-аккумулятивным и холмисто-увалистым рельефом;
– озера района Казахского мелкосопочника (Жасыбай, Сабындыколь, Торайгыр) тектонического происхождения, с эрозионно-деннудационным, горно-холмистым и складчато-глыбовым рельефом.
Исследования территории Иртышской поймы позволили выделить следующие участки с преобладанием озер – стариц. Прирусловая пойма, протягивается у подножия коренного берега или надпойменных террас реки неширокой (0,2-0,3 км) полосой. Это наиболее пониженная и заболоченная часть поймы с многочисленными старицами. Она подпитывается постоянным горизонтом грунтовых вод, часто с выходом ключей.
Центральная пойма, выровненная, наиболее широкая, с оптимальными условиями увлажнения и с большим количеством блюдцеобразных понижений, небольших оврагов, вытянутых западин (бывших проток). Эти понижения, заполняемые талыми и сточными водами, образуют небольшие водоемы, многие из которых в летнее время высыхают.
Притеррасная пойма, расположенная выше центральной и прирусловой поймы, наиболее дренируемая примыкающая часть к руслу реки, с легким по механическому составу аллювием. Это наиболее сухая область поймы с развитыми пойменными дерновыми почвами, покрытые полынно-ковыльно-типчаковыми лугами в первую очередь, освобождающаяся от паводковых вод. Для этой части поймы характерно притеррасные озерца и старицы.
Растущие антропогенные нагрузки всё более дестабилизируют природную среду и вызывают заметное увеличение контрастности и мозаичности ландшафтной структуры крупных территорий. В свою очередь это сопровождается появлением новых природно-антропогенных и антропогенных границ, геохимических и энергетических потоков, путей миграции и расселения организмов и, следовательно, формированием новых экотонных геосистем разного ранга. Влияние антропогенного воздействия на пойменные ландшафты р. Иртыш ускоряет процесс трансформации пойменных из состояния, гидроморфно-засоленного в неоэлювиальное степное состояние. Значительная часть площадей поймы занята заболоченными растительными сообществами, обладающими малоценным в кормовом отношении травостоем, представленным в основном гидрофильными осоками и злаками, а также отмечается засоленность характерная для лесной зоны реки. В пойме степного отрезка реки отмечено почти повсеместное засоление почвогрунтов, обусловливающее формирование галофитных растительных сообществ.
Одной из важных задач сохранения аквальных комплексов, связано с большой уязвимостью пойменных комплексов, в том числе прибрежных комплексов – экотонов к антропогенному воздействию. Это в свою очередь предопределяет необходимость научного предвидения пространственно-временных и структурно-динамических трансформаций пойменных природно-территориальных комплексов. Пойменные массивы р. Иртыш характеризуются различной степенью увлажнения. За 50-летний период условно производимых весенних попусков были близкими к естественному гидрологическому режиму только в 1990, 1995, 1997, 1999, 2001, 2002 и 2010 годы. За последний десятилетний период природоохранных попусков пойма р. Иртыш получила наибольшие объемы воды (4,81-5,25 км3), что способствовало затоплению площади от 76 до 93 % большинства пойменных массивов. Среднее значение затопления пойменные массивов за этот период составляет 76,7 %. Достаточно высокое затопление всех пойменных участков характерно для 2010 года, среднее значение затопления составило 89,7 %. За период природоохранных попусков 2005-2010 годов среднее значение затопления поймы составляет 69, 3 %, это говорит о недостаточных (в соответствии с водностью годов) и неравномерных попусках с водохранилищ. В 2013 году был произведен природоохранный попуск воды
в р. Иртыш в объеме 6,33 км3, что позволило затопить пойму на 86 %.
В ходе исследования произведено районирование пойменного ландшафта на пойменно-русловые районы по следующим критериям: по характеру развития поймы, водному режиму, увлажненности почв, орографическому, почвенно-ботаническому составу. Пойменно-русловые районы выделяются по определенному, присущему только им сочетанию разных морфодинамических типов русел и морфологических типов пойм. По природным кормовым угодьям, доминирующим пойменно-русловым районом являются разнотравно-костровные, разнотравно-злаковые луга, занимающие центральную часть пойменного массива. Для пойменного массива характерны многочисленные повсеместные озера-старицы и рукава, в южной части массива – озера. По генетическим показателям изучаемые пойменные озера долины Иртыша, относятся к следующему: тип – эндогенные, класс – гидрогенные, подкласс – эрозионно-аккумулятивные (речные), род – озера пойменные, озера надпойменных террас; вид – озера-протоки, озера – старицы [5].
Пойменный ландшафт является важным звеном между русловым процессом и гидрологическим режимом. Особенности морфологии пойм определяются рядом факторов: горизонтальные деформации, естественны и закономерным следствием которых является появление и развитие самих пойм; вертикальными деформациями русла; затоплением самих пойм высокими водами и связанные с этим процессы аккумуляции на ее поверхности.
На территории Республики Казахстан расположены 47 месторождений с минерализованными водами лечебно-питьевого, бальнеологического и столового назначения. Из общего числа санаторно-оздоровительных учреждений 15 относятся к категории здравниц. Среди них и санаторий Мойылды, который находится на южном берегу одноименного озера. Соленое озеро Мойылды, находится на территории Павлодарской области в 18 километрах к северо-востоку от черты города Павлодара (52° 24′ с.ш., 77° 04′ в.д.) [8]. По своему генезису озеро Мойылды относится к группе материковых озер древнеруслового происхождения, заполняет бессточную впадину со слабоизрезанными берегами. Озеро имеет овальную форму, ориентированную по продольной длинной оси с запада на восток. Озерная котловина расположена в северной части водосбора и вытянута с З на В. Площадь водосбора – 63,0 км2 Водоем имеет овальную форму при длине с запада на восток 1640м и максимальную ширину 840 м, площадь озера – 0,98 (1,09) км2, глубина 1–2 м, средняя глубина 0,5 м. Дно плоское илистое (слой или 0,4–0,8 м). Объем воды в озере составляет 0,50 м3. Озеро заполняет бессточную впадину заболоченными, илистыми берегами, сливающимися без резко выраженной границы с окружающей местностью. Склоны котловины умеренно крутые на северо–западе или пологие на юго–востоке, слабо изрезанные, местами обрывистые. Сложены они лессовидными суглинками серовато-желтоватого цвета. Вдоль южного берега озера тянутся камышовые заросли. Высота склонов от 6–8 м (южные) до 10–15 (северные). Абсолютная отметка береговой линии над урезом озера составляет 107,3 м. На южном берегу, в 15 м от уреза имеются выходы пресных грунтовых вод с дебитом 0,2 л/сек. На территории курорта Мойылды вскрыты подземные воды с минерализацией 2,6 г/л, хлоридно-сульфатного натриевого состава, столового и лечебно-питьевого назначения. Природное озеро Мойылды содержит целебные иловые грязи, соленую хлоридно-сульфатно-натриево-магниевую рапу и минеральную воду, которые подаются в грязелечебницу, расположенную на берегу. Мощность слоя рапы 0,5 м, грязи – 0,6 м, объем раповой массы – 1 345 000 м3. Благодаря расположению месторождения озера Мойылды, в аридной зоне, оно имеет неустойчивый водно–солевой режим, в естественных условиях имеет тенденцию к пересыханию, в настоящее время в условиях искусственного обводнения в значительной степени распреснилось.
В ландшафтных исследованиях особое внимание заслуживает индикаторная роль растений. Изучение береговой линии озера на период исследования показало значительное зарастание заросли тростника близ урезов западного и южного берегов (по сравнению с 2000 г.), что говорит о проявлении процессов эвтрофикации на современном этапе исследований.
Неотъемлемой и специфичной чертой ландшафтной структуры озерных районов Баянаульского природного парка, имеющих показатель условного водообмена менее 0,4 являются геокомплексы побережий, возникшие в зоне контакта акватории озера с водосборной площадью. Структура и форма побережий Жасыбай, Сабындыколь, Торайгыр, Биржанколь, во многом зависят как от характера озера (величина ветрового разгона, глубина, течения), так и характера берега (величина берегового откоса), от геологического и тектонического строений изучаемых территорий. Для всех озер характерны процессы эвтрофикации и максимальное зарастание водоема рогозой и камышом. Уменьшение площади озер рассматриваемых регионов связано также с естественными процессами евтрофикации и сукцессии, сопровождающимися постепенным заносом озерной котловины рыхлыми отложениями в результате смыва их с площади водосбора, заиливанием, постепенным зарастанием водоема макрофитами и гелофитами и, в конечном итоге, – заболачиванием.
В основном побережья озер БГНПП относятся к классу Б – побережье состоящее из современного берега и погруженного, по типу формы современных берегов к двум типам: с крутыми и зарастающими берегами. На территории водосборов озер природного парка выделяются следующие типы местностей. В бассейне озер оз. Сабындыколь, Жасыбай, Торайгыр, Жаманколь сформировались основные два типа местностей: низкогорий и холмисто-грядовых равнин. В низкогорном типе местности: низкогорья, резко расчлененные; подножий низкогорья, интенсивно расчлененные; подножий низкогорья, интенсивно расчлененные с локальными разломами; подножий низкогорья, интенсивно расчлененные с сбросовыми склонами. В типе холмисто-грядовых равнин выделяются урочища: ложбин, долин ручьев, заболоченных участков. Фоновым типом местности является низкогорья, урочищем подножий низкогорья. В бассейне озер оз. Биржаколь, Сарыкамыс, Кырбенколь сформировались основные три типа местностей: низкогорий, возвышенностей и холмисто-грядовых равнин. В низкогорном типе местности: низкогорья, резкорасчлененные; низкогорья, резкорасчлененные, со скалистыми обрывами. В типе возвышенностей выделяются одно фоновое урочище – возвышенности, со сложной тектоникой (локальные разломы). В типе холмисто-грядовых равнин выделяются урочища: ложбин, заболоченных участков [9].
Заключение
Лимнологические исследования, проведенные в ходе маршрутной съемки и с использованием экспедиционных методов и ГИС-технологий, показали, что современные ландшафтные условия на водосборах исследуемых озер формировались под влиянием многих факторов, различных в генетическом отношении различных по силе воздействия и продолжительности.
В условиях усиления антропогенного пресса на природные экосистемы возрастает значение заповедных территорий, которые могут служить эталонами структурно-функциональной организации различных экосистем. В этом ряду природоохранных территорий, расположенные на границах природных зон, приобретают все большее значение, поскольку, находясь в условиях влияния широкого диапазона факторов внешней среды, они являются прекрасными природными моделями. Изучение динамики развития геокомплексов и оценка их современного состояния – важная научная проблема от которой, во многом, зависят подходы к решению вопросов рационального природопользования.