Изучение карстовых экосистем Нюксенского района

Выделяется два подурочища - крутосклоновые, западного и восточногосклонов и зеркало воды.

4. Сложные природно-аквальные урочища

Находится в 3 км к юго-востоку от посёлка Леваш. Изучение ПК проводилось на примере озёр 7 и 8 Левашской группы. Данные озера занимают небольшую площадь, находятся в одном общем провале, разделены перешейком шириной 30м, который образовался в результате процесса сплавинообразования. В изучаемом ПК выделяются 4простых урочища: урочище пологого склона карстовой котловины, урочище верхового болота и два ПАК. На полого-склоновом урочище выделяется ельнико-зеленомошниковая фация, в которой в верхнем ярусе преобладают ель европейская, единично встречается береза. В травяном ярусе доминантами являются голубика, брусника, черника, копытень европейский, грушанка круглолистная. В мохово - лишайниковом ярусе преобладает мох: кукушкин лен.

Данное урочище сменяется плоским урочищем, соответствующим сфагновому болоту и окнам воды. Край болота представлен вахто-сабельнико-белокрыльниковой фацией

3. Исследование карстовых экосистем

3.1 Гидрологические исследования и биохимический состав воды

Гидрохимическому обследованию подверглись 10 озер Бобровской группы и 4 озера Левашской группы. Химический анализ проб воды сделан по 15 показателям. По характеру водообмена все озера являются "глухими", не имеющими поверхностного стока. Температурная стратификация прямая. Средняя величина прозрачности озер Бобровской группы 2,5 м, что намного выше, чем средняя величина прозрачности озер Вологодской области - 1,6 м.

Наиболее прозрачна вода из Бобровской группы в озере номер 19 -Щучьем - 4,3 м. Наименьшую величину имеют озера номер 17 - Круглое -1,2 м и номер 2 - 1,3 м, которому дано название "Темное". Максимальную величину прозрачности 6,6 м имеет исчезающее озеро Угловской группы, минимальную - 1 м имеет одно озеро Сученьгской группы. Дополнительной характеристикой прозрачности может служить ее отношение к средней глубине озера. Во всех озерах, кроме, исчезающего, она меньше 1. Такая величина прозрачности влияет на количество света, проникающего в водоем, способствует фотосинтезу и создает условия для зарастания водоемов. Поэтому озера Сученьгской группы, имеющие наименьшую прозрачность, как более старые, имеют большую степень зарастания.

Прозрачность зависит от цветности и мутности. Наибольшую величину цветности (100 градусов) и мутности (5,15 мг/л) имеет озеро Темное. Наименьшая цветность (20 градусов) и мутность (0,76 мг/л) в Щучьем озере. Высокая цветность воды говорит о ее болотном происхождении.

Минеральный состав воды зависит от химическогосостава коренных горных пород, подстилающих территорию: известняки СаСО₃ , доломиты Мд СО₃ * Са СО₃ , ангидриты - безводный Са8О₄ , гипс - Са8О₄ *2Н₂ О, мергели - известково-глинистые породы. При реакциикарбонатных и глинистых пород с растворенным в воде углекислым газом появляются в водоемах гидрокарбонатные ионы, а также ионы Са²⁺ и М_g ²⁺

Са С0₃ + С0₂ + Н₂ О - > Са (НСО₃ )₂ Са (НСО₃ )₂ - > "Са²⁺ + 2 НСО₃

М_g С0₃ + С0₂ + Н₂ 0-> М_g (НС0₃ )₂ М_g (НС0₃ )₂ - > М_g ²⁺ + 2 НСО₃

Величина минерализации воды меняется в пределах от 34,5 до 188 мг/л. По количеству содержащихся основных ионов Бобровские озера можно разделить на 4группы: по 3 озера с очень низкой и умеренно-низкой минерализацией, по 2 озера со средней и выше средней минерализации. Общая жесткость воды обусловлена присутствием в воде кальция и магния, которые находятся в виде гидрокарбонатов, карбонатов, хлоридов, сульфатов и других солей. По величине общей жесткости вода 7 озер относится к группе очень мягких, 3 озер - умеренно-жестких вод.

Самая мягкая вода в провале номер 11 и Темном озере (0,15 мг-экв/л), самая жесткая - в Круглом (3,7). Хлоридные ионы присутствуют в небольших количествах 2-2,5 ммоль/л. Сульфатные ионы преобладают над хлоридными, их меньше всех в Темном озере - 10,97, больше всех в Щучьем - 37,3 ммоль/л. Величина щелочности, обусловленная содержанием в воде гидрокарбонатов и карбонатов, изменяется от 0,0 мг-экв/л в Темном, озере номер 4 и в провале номер 1 1 до 2,4 мг-экв/л в озере номер 6. Наибольшая общая щелочность в тех водоемах, где карбонатные породы ближе подходят к дневной поверхности. Железо встречается главным образом в виде гидрокарбаната Ре (НСО)₂ . При контакте подземной - воды с воздухом гидрокарбонат железа окисляется с образованием бурых хлопьев Ре (ОН)₂ , придающих воде мутность и окраску. В наших анализах видна прямая зависимость между содержанием ионов железа как с цветностью, так и с мутностью: содержание ионов железа минимальное 0,09 ммоль/л в Щучьем озере, максимальное - 0,69 ммоль/л в Темном. По активной реакции среды вода 5 озер является нейтральной, 3 озер - слабо-кислой, 2 озер - кисло-водной. Самый большой показатель РН =7,6 у Круглого озера, самая кислая среда, РН 5,78 у Темного озера. Содержание органического вещества оценивается по величине окисляемости и цветности. Самая маленькая величина окисляемости в Круглом - 4,51 и Щучьем - 6,34, самая высокая в Темном - 16.

Озера гумифицированы в разной степени: 4 озера имеют очень малую и малую, 5 озер - умеренную и одно озеро (Темное) - высокую гумификацию. При разложении в воде органических веществ происходит накопление в воде азотных соединений. Нитрат-ионов содержится незначительное количество < 0,01 ммоль/л. Содержание нитрит-ионов колеблется от 0,0007 - в Щучьем до 0,04 ммоль/л в Темном. Содержание ионов аммония изменяется от 0,0005 в Щучьем до 0,86 ммоль/л в Темном. Анализ гидрохимических показателей позволяет сделать вывод, что питание озер Бобровской группы смешанное. Дождевые воды имеют щелочность 0,1 - 0,2 мг-экв/л. Значит, за счет атмосферных осадков питаются озера: Темное, номер 4,5, провал номер 11. Во все остальные озера поступают природные подземные воды, в которых растворяются карбонатные породы, слагающие территорию - известняки, доломиты, гипсы, ангидриты. Об этом свидетельствуют такие показатели, как общая жесткость, щелочноть, минерализация, ионный состав.

По гидрохимическим показателям выделяются два озера - озеро номер 2 - Темное и номер 10 - Щучье. Озеро Темное имеет наименьшую прозрачность и щелочность, наибольшую мутность, цветность, гумификацию, окисляемость, в нем самая мягкая вода и кислая среда, содержится меньше всех сульфатов и больше всех железа, ионов аммония и нитритов. Озеро Щучье имеет наибольшую прозрачность, наименьшую цветность, мутность, окисляемость, в нем больше, чем других озерах сульфатов, а меньше аммонийного азота и нитритов. Полярные показатели объясняются тем, что озеро Темное занимает крайнее северозападное, а Щучье - юго-восточное место в Бобровской группе. Они удалены друг от друга на значительное расстояние, имеют разные типы питания, различный состав подстилающих пород.

Основные химические показатели состава воды озер Левашской группы практически аналогичны с озерами Бобровской группы. По цветности из данных озер выделяется озеро номер 4. Большая величина цветности 110° градусов говорит о высокой степени гумификации. Это объясняется болотным происхождением воды. Жесткость незначительная от 0,15-0,4 мг-экв/л; их можно отнести к первой группе - с очень низкой и умеренно-низкой минерализацией. Это можно объяснить тем, что преобладает питание поверхностными стоками и атмосферными осадками. Количество в воде нитратов примерно в 10 раз больше, чем в озерах Бобровской группы. Это обусловлено тем, что в них идет более интенсивное разложение азотсодержащих органических соединений.

3.2 Флора (околоводная растительность)

Характеристика урочища карстовой переувлажнённой воронки

Таблица№1

Характеристика урочища сухой карстовой воронки

Таблица №2

Характеристика урочища аквального природного комплекса

Таблица №3

Характеристика сложного природно - аквального урочища

Таблица №4

Интерес представляют фации аквального сообщества. Первая - осоко-сабельнико-вахтовая. Эти растения называют гелофитами. Они связаны сразу с тремя средами обитания: наземно-воздушной, водной, почвенной. Они могут жить и на берегу и в воде одновременно, поэтому их называютземноводными. Дальше от берега располагается кувшинко-стрелолистно-рдестовая. Эти растения называют плейстофитами. Они укореняются в донном субстрате, а листья и цветы находятся на поверхности воды. Рассеянно в этой фации произрастают водяная сосенка, телорез и элодея. Это тоже плейстофиты, погруженные в воду растения с плавающими листьями, но выставляющими над водой лишь цветы для опыления. Третья фация -водорослево - моховая, вся жизнь этих растений проходит под водой. Это типичные гидрофиты.

Подобная смена фаций характерна и для озера номер 8.Только во 2 фации вместо кувшинки чистобелой произрастает кубышка желтая. Нахождение этих двух редких растений Вологодской области в разных соседствующих водоемах объясняется глубиной и прозрачностью озер. Кувшинка чистобелая живет в более глубоком озере 7, так как ее стебли могут достигать 5 метров длины. Наличие только плавающих листьев темно-зеленого цвета позволяет жить в водоеме с небольшой прозрачностью (2,8м). У кубышки желтой стебель превратился в толстое корневище, располагающееся горизонтально в донном субстрате, поэтому она живет в более мелком озере 8. Наличие двух типов листьев, плавающих на поверхности светло - зеленых и погруженных - полупрозрачных, тонких, складчатых дает возможность жить только в водоеме с большой прозрачностью (4м), куда проникает больше света, способствующего фотосинтезу (приложение 15).

Заключение

Изучая справочную литературу, разнообразные источники информации выявлено разнообразие карстовых процессов на территории Вологодской области, основные показатели процесса, крстообразование и карстующиеся породы. Изучены водные экосистемы карстовых озер, околоводная растительность, выявлено, что в Нюксенском районе имеются благоприятные условия для развития карстовых процессов:

• достаточное количество осадков,

• наличие карстующихся пермских известняков и доломитов,

• трещиноватость горных пород, в результате чего по трещинам циркулируют подземные воды,

• активность неотектонических движений, ожививших карстовые процессы.

На изучаемом участке Нижнее-Сухонского ландшафта карстовые урочища играют роль субдоминантных, занимая 8% площади.В целом для Нижне-Сухонского ландшафта карстовые урочища являются второстепенными. Но в связи с ограниченным распространением карстовых форм в Вологодской области, можно отметить, что в Нижне-Сухонском ландшафте это уникальные ПК.

На данном участке велика плотность карстовых форм, её показатель пока самый высокий для Вологодской области. Встречаются воронки и котловины, появившиеся 30 - 50 лет назад, а также выявлены свежие карстовые формы возрастом 1-2 года. Каждый год на изучаемой территории можно встретить только что образовавшиеся воронки.

Разнообразие НТК относительно невелико. Всего выделено 6 видов урочищ: Озёрно-ледниковые волнистые равнины, озёрно-ледниковые плоские равнины, верховые болота, сухие карстовые воронки, переувлажнённые карстовые воронки, ПАК. Это связано с небольшой площадью изучаемого участка.

В районе расположения карстовых урочищ произрастают ельники -черничники, которые занимают более дренированные почвы, и в отдельные годы дают хороший урожай ягод.

Известковые породы (известняки, доломиты, ангидриты), слагающие данную территорию, близко подходят к дневной поверхности. В этих условиях почвообразующие материнские породы, на которых развиваются высоко плодородные карбонатные почвы, богаты известью. По известковым почвам наиболее далеко на север заходят элементы широколиственных лесов: вяз шершавый, липа мелколистная, все они встречаются на изучаемой территории.

С карбонатными почвами связано местонахождение растений, занесенных в Красную книгу РФ: башмачок настоящий, калипсо луковичное, адонис сибирский. Они произрастают в районе карстовых урочищ.

Большое количество аквальных ПК способствует формированию микроклиматов окружающей местности: более влажный воздух, понижение температуры летом в жаркий день, несколько повышенная температура зимой. Болота и озера являются хранилищем чистой, пресной воды. Воду в зимний период используют на хозяйственные нужды. На болотах растет морошка и клюква, которую собирают жители, ими кормятся птицы. В озерах водятся караси, которых ловят летом дети и взрослые.

Отрицательная роль карстовых урочищ заключается в том, что идет изъятие земель из хозяйственного использования, в основном уменьшение сенокосных угодий. Увеличивается заболачиваемая территория. Затрудняется прокладка лесовозных дорог.

Литература

1. Исаченко А. Г. Теория и методология географической науки / А. Г. Исаченко. – М.: Издательский центр "Академия", 2004. – 400 с.

2. Природа Нюксенского района. – Вологда, 1954. – 65 с.

3. Природа Вологодской области / Под ред. Ю. Д. Дмитревского и В. М. Малкова.– Вологда: Областная книжная редакция. – 1957. – 327 с.

4. Географические исследования природы, населения, хозяйства Вологодской области: Тезисы докладов конференции, посвященной 50-летию кафедр физической и экономической географии ВГПУ (27 октября 2000 г.) редактор Г. А. Воробьев. – Вологда: ВГПУ, издательство "Русь",2000. – 106 с.

5. Природные условия и природные ресурсы юга центральной части Вологодской области: Ученые записки ЛГПИ им. А. И. Герцена, т. 408. / Редактор Ю. Д. Дмитревский. – Вологда, 1970. –386 с.

6. Природные условия и природные ресурсы Вологодской области.– Вологда, 1972. – 53 с.

7. Воробьев Г. А. Ландшафтная типология малых озер и возможности их хозяйственного использования.Автореферат дисс. / Г. А. Воробьев. – Л.: ЛГПИ им. А. И. Герцена, 1974. – 12 с.

8. Воробьев Г. А. О ландшафтной обусловленности лимногенеза на Северо-Западе Русской равнины / Г. А. Воробьев // Развитие и преобразование природной среды. – Л.: ЛГПИ им. А. И. Герцена, 1980. – С. 26 – 34.

9. Озерные ресурсы Вологодской области / редакторы А. А. Ляпкина, Н. Н. Шевелев. – Вологда: ВГПИ, 1981.– 150 с.

10. Бобровский Р. В. Принципы организации сети лесных памятников природы и лесных заказников Вологодской области / Р. В. Бобровский, А. В. Паланов // Охраняемые территории Севера Европейской части СССР. – Вологда, 1985. – С. 13 – 19.

11. Бобровский Р. В. Создание единой сети особо охраняемых территорий Вологодской области (научная концепция и практическое осуществление) / Р. В. Бобровский, Г. А. Воробьев, Н. Н. Шевелев // Известия Русского географического общества. Т. 126. Вып. 4. – СПб.: Наука, 1994. – С. 46 –50.

12.Особо охраняемые природные территории, растения и животные Вологодской области // ред. Г. А. Воробьев. – Вологда: Русь, 1993. – 256 с.

13. Природа Вологодской области // Главный ред. Г. А. Воробьев. – Вологда: Издательский дом Вологжанин, 2007. – 440 с.

14. Торсуев П. П., Левин С. А. Географические аспекты изучения равнинного карста. Изд. Казанского университета, 1980.

15.Усольцева К. И., Гаркуша В. И. Рельеф Вологодской области (центральная и восточная части). Природные условия и ресурсы Севера Европейской части СССР. Вологда, 1979.