Введение к работе
Актуальность темы. Сохранение природных территорий, незатронутых или слабо трансформированных человеком, а также уникальных и особо ценных природных объектов и комплексов - одна их важнейших задач, имеющих отношение к проблеме поддержания экологического равновесия и защиты окружающей среды. Осознание данного факта привело к тому, что к концу 20 века во многих странах эти задачи были возведены в ранг государственных. На фоне современной Европы, практически полностью преобразованной индустриальной деятельностью, европейский Север России, в том числе и Карелия, выделяется не только относительным экологическим благополучием, но и наличием значительных по размерам участков девственной природы, подлежащих сохранению ради будущих поколений.
Изучение эволюции малых озер, которые являются неотъемлемым элементом ландшафтов Карелии, продиктовано прежде всего необходимостью научного обоснования различных мероприятий по охране и рациональному использованию природных ресурсов. Экология водоемов, в силу их важности для жизнедеятельности человека, представляет особый интерес при оценке состояния окружающей среды. Озера - компонент ландшафта, наиболее быстро реагирующий на любые нарушения уже сформировавшихся экологических условий в пределах водосбора, служат надежным источником информации для построения прогнозов. Использование метода диатомового анализа при мониторинге водных экосистем, даже для ограниченных во времени наблюдений, позволяет определить современное состояние водоемов и оценить как естественный ход их развития, так и изменения, связанные с деятельностью человека.
Цель и задачи исследования. Главной целью диссертационной работы является анализ путей эволюции малых озер охраняемых территорий Карелии на основе изучения закономерностей формирования диатомовой флоры в различных геологических и палеоклима-тических условиях позднеледниковья и голоцена.
Основные задачи исследования заключаются в следующем:
1) выяснение систематического и экологического состава диатомовых комплексов из донных отложений озер в стратиграфической последовательности и изменений, связанных со сменой природной обстановки;
-
выделение руководящих комплексов диатомей, сформировавшихся в различных геологических условиях и соответствующих каждому историческому этапу позднеледниковья и голоцена;
-
выявление видов - индикаторов антропогенного воздействия на лимносистемы, а также видов, ранее не отмечавшихся в донных осадках озер Карелии;
-
реконструкция экологической обстановки по данным диатомового анализа и сопоставление с результатами других анализов;
-
выявление породообразующего состава, условий формирования и качества голоценовых диатомитов.
Теоретическое значение и научная новизна. Впервые для отдельных регионов Карелии проведены детальные исследования донных отложений озер с интервалом 5-10см и поверхностных осадков с интервалом 1см и выявлены основные закономерности развития диатомовой флоры позднеледниковья и голоцена. Впервые выделены руководящие диатомовые комплексы для каждого палеоклима-тического периода, определены их характерные черты, обнаружены ранее неизвестные для Карелии виды со слабоизученной экологией. Получены новые данные о составе диатомовых комплексов озер, расположенных во всех географических зонах Карелии: средней и северной тайге, лесотундре и горной тундре, выявлены виды - индикаторы загрязнения водоемов. Результаты этих исследований послужили теоретической основой для реконструкции палеолимнологиче-ских условий, с их помощью можно судить о скорости и направленности происходящих в природных экосистемах изменений и прогнозировать эти процессы в будущем. Полученные материалы дополняют общеизвестные сведения о каждом временном интервале, позволяют осуществить взачмную увязку результатов всех доступных в настоящее время методов.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть положены в основу природоохранных мероприятий, направленных на снижение антропогенного влияния, и использоваться при проведении экологических экспертиз объектов. Изучение донных осадков озер методом диатомового анализа и выявление диатомей -индикаторов антропогенного воздействия на лимносистемы может быть включено в программы экологического мониторинга окружающей среды в регионах с высокой техногенной нагрузкой. Результаты
анализа диатомитов Карелии позволяют сделать предварительные выводы об их качестве и возможностях практического применения.
Защищаемые положения
1. Диатомовые комплексы малых бессточных водоемов позволяют восстановить изменения увлажненности и сухости климата в голоцене и вызванные ими колебания уровней озер. Отмечаются низкие уровни в бореальное и суббореальное время и повышение их в атлантическое и субатлантическое. Увеличение в доминирующих комплексах видов рода Pinnularia свидетельствует о нарастании процессов заболачивания в сухие периоды (ВО и SB), a Eunotia - во влажные (AT и SA). Небольшие пики в развитии эвригалинных ме-зогалобов Mastogloia smithi var. lacustris, Navicula peregrina, N. menisculus, N. cuspidata, N. salinarum свидетельствуют об усилении питания озер более минерализованными подземными (трещинными) водами в сухие периоды, а рост легких галофилов: Navicula pupula var. rectangularis, N. cryptocephala и др., говорит о преобладании поверхностного стока над подземным во влажные периоды.
2. На формирование структуры диатомовых комплексов в малых
озерах Карелии кроме климатического фактора значительное влия
ние оказывали:
а) состав кристаллических пород и четвертичных отложений, оп
ределяющий химизм и минерализацию вод, питающих водоемы. Так
в озерах, расположенных в пределах развития основных и ультраос
новных пород, содержащих достаточное количество кальция, диато
мовые комплексы богаче и разнообразнее, чем в зонах с преоблада
нием пород кислого состава;
б) рельеф и гипсометрическое положение водоемов, приурочен
ных к различным географическим зонам: средней и северной тайге,
лесотундре и горной тундре;
г) генезис котловины, ее глубина, размеры (площадь зеркала), тип бассейна (бессточный, проточный). В тектонических котловинах возможен приток трещинных минерализованных вод. Усиленное подземное питание характерно для областей развития флювиогляци-альных отложений;
3. Возрастание в диатомовых комплексах видов Aulacoseira
granulala, Fragilaria crotonensis, уродливых форм среди обычно не
прихотливых Fragilaria construens, а также среди Achnanthes
conspicua, Caloneis bacillum, Eunotia paralella, появление корроди-
рованных створок Frustulia rhomboides, исчезновение реликтовых видов, увеличение видов-алкалифилов и алкалибионгов, галофилов и мезогалобов - признаки антропогенного воздействия на водоемы. Массовое развитие ацидобионтов (рН<5) Tabellaria binalis, Actinella punctata, Peronia heribaudii, Semiorbis hemicyclus, ранее не встречавшихся в северных "высокогорных" водоемах, указывает на усиление процессов их естественного закислення под влиянием антропогенного фактора.
4. Доминирующие комплексы диатомовых водорослей донных отложений озер и их экологические характеристики дают возможность проводить стратиграфическое расчленение и устанавливать одновозрастность осадков, что позволяет использовать диатомовый анализ в качестве надежного помощника для палеогеографических реконструкций.
5. Самым благоприятным временем начала формирования голо-ценовых диатомитов в Карелии следует считать конец бореала - начало атлантического времени: переход от относительно теплых и сухих климатических условий к более теплым и достаточно влажным. Отложение диатомитов связано с наличием мощных источников выноса кремнекислота, отсутствием сильных течений, низкой температурой и высокой прозрачностью воды, нейтральной или слабощелочной средой, оптимальной ее минерализацией. Лучшими по качеству являются диатомиты, сложенные неразрушенными створками центрических форм рода Aulacoscira, так как в отличие от образованных пеннатными Fragilaria, содержание кремния в них выше.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на ряде региональных и международных семинаров и конференций: "Геология и палеоэкология области позднего Скандинавского оледенения" (Ленинград, 1990)," Актуальные проблемы геологии, петрологии и геохимии Балтийского щита" (Петрозаводск, 1990), "Геология Балтийского щита" (Апатиты, 1993), "Paleoecological research of surroundings of mountain Nuorunen and Lake Paanajarvi" (Lammi, Finland, 1993), "Геология и петрология докембрия" (Петрозаводск, 1994), "История плейстоценовых озер Восточно-Евро-пейской равнины"(Санкт-Петербург, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем