ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ

Г. Л. Макаренко
Тверской государственный технический университет, Тверь,Россия
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ, СОСТОЯНИЕ И
РАЗВИТИЕ ОЗЕРНО-БОЛОТНО-ЛЕСНОЙ БИОГЕОЦЕНОТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Общеизвестно, что грунтовые воды на некоторой глубине на водоупоре в составе водопроницаемого с
поверхности слоя образуют три зоны: аэрации, капиллярной каймы и полного водонасыщения (рис. 1; рис. 2,
позиция 1). Каждая из приведенных зон может располагаться вблизи поверхности суши, образуя генетически
взаимосвязанную цепь трёх основных видов природных объектов (суша, болото, озеро) и связующих их
контактных областей (рис. 2, позиция 2). Состояние и характер изменения грунтовых вод и природных объектов
суши в полной мере определяется климатическим фактором (см. рис. 2, позиция 3). Так, в экстремально
засушливый период летнего времени и малоснежный период зимнего времени на материке уменьшаются границы
и меняется режим озёр и болот, увеличивается площадь суши. Наоборот, в экстремально дождливый период
летнего времени и снежный период зимнего времени границы озёр и болот увеличиваются, уменьшается площадь
суши.
Основные виды природных объектов самостоятельно развиваются по своим природным законам, где идет
процесс развития геологической среды (рис. 3). На поверхности суши, преобладает инфильтрация природных вод
на почвенном покрове получает развитие растительный покров. В области избыточного увлажнения суши за счет
подвижного горизонта капиллярной каймы (ПГКК) на её поверхности идет процесс формирования болот
(торфяных месторождений), где основным фактором формирования растительного покрова и развития
торфообразующего слоя является динамическая часть залежи [1, 3]. Поэтому устанавливаются условия
возникновения и развития болото- и торфообразовательного процесса на отдельных участках поверхности суши
при неглубоком залегании грунтовых вод.
В зоне капиллярной каймы по мере приближения её отдельных слоев к уровню грунтовой воды наблюдается
повышение капиллярной и полной влажности, снижается подвижность горизонта капиллярной каймы. При полной
влажности, равной 100%, грунтовые воды выходят на поверхность.
Растительный покров:
суши
болот
Состав геологической среды:
ИГ – инфильтрационный горизонт
ПГКК – подвижный горизонт капиллярной каймы
ПВ – поверхностные воды
КО1, КО2, КО3 – контактные области
Рис. 1. Основные зоны грунтовой воды
в минеральных отложениях
Рис. 2. Модель воздействия атмосферных
осадков на состояние природных объектов на
поверхности материка (суша, болото, озеро) и
на положение грунтовых вод: 1 – состав и
строение горизонтов грунтовых вод,
2 – генетическая цепь взаимодействия
природных объектов суши,
3 – климатический фактор
(сухой и влажный периоды)
суша
– почва
болото
– динамическая часть залежи
– минеральные отложения
– торфяная почва
водоём
– торф
– минеральные отложения
– вода
– пелоген
– ил
– минеральные отложения
– сапропель
Рис. 3. Основная генетическая цепь
взаимодействия и
строения природных
объектов материка
Болото – это биологический ресурс в живом естественном состоянии (растительный покров и его обитатели,
поддерживающий саморазвитие болотной экосистемы) и торфяное месторождение − природное полезное
ископаемое в форме геологического тела. Современные болотные ландшафты – результат направленного процесса
развития природы и климата в послеледниковое время, начиная с раннего голоцена.
В озерах (мелководных пресноводных водоёмах) в водной среде идёт процесс накопления озёрных
отложений (месторождений) сапропеля. Самые верхние неуплотненные сильно обводненные сапропелеобразующие
слои озерных отложений носят название – пелогена. Они заселены донными организмами (личинками насекомых,
червями, моллюсками и, особенно, микроорганизмами), которые обеспечивают интенсивное развитие
биохимических и физико-химических процессов формирования сапропелей.
В летнее время года максимальная мощность пелогена в зависимости от степени трофности озера может
достигать около одного метра, который в зимний период времени под ледяным покровом в спокойной обстановке
превращается в 1 мм сапропелевый слой [2].
1
Aquifers
of underground water sushi laterally
Aquifers
of underground water on depth
The mineral geological medium
of aquifers
Aquifuge
Рисунок 4. Схема влияния климата на водоносные горизонты грунтовых вод и вод суши
2
Сапропель – современные тонкоструктурные отложения преимущественно биогенного происхождения,
образующиеся под водой, на дне пресноводных водоемов из остатков организмов (планктонных, бентосных) и
высшей водной растительности, при большой роли бактериальных процессов, происходящих в поверхностных
слоях при малом доступе кислорода и содержащее не менее 15% органического вещества (ОВ), а также
неорганические (минеральные) компоненты биогенного и привносного характера.
Закономерности формирования сапропелевых отложений в озерах обусловлены климатическими,
геологическими, геоморфологическими, и гидрогеологическими условиями, характером и размерами водосборной
площади, морфометрией озерной котловины и т.п. Одним из решающих факторов в развитии озер является процесс
осадкообразования, который, действуя постоянно и односторонне, ведет к постепенному обмелению озер и
накоплению сапропелевых отложений. В историческом пути развития озер от начальной стадии образования до
умирания, при обмелении и зарастании сапропелевые отложения в общей классической схеме типологически
последовательно проходят стадии от аллохтонной через смешанную к автохтонной.
Изменения климата Земли определенным образом сказываются на состоянии природных объектов озерноболотно-лесной биогеосистемы (рис. 4).
Этот процесс, не прекращающийся в течение всего послеледниковья, привел к перераспределению
соотношения озер, лесов и болот, процессов почвообразования, а накопившиеся торфяные отложения не только
сгладили первоначальный рельеф, но и изменили гидрогеологический режим территории. Разработанная модель
отражает воздействие атмосферных осадков на состояние грунтовых вод и природных объектов на поверхности
материка и показывает тесную генетическая взаимосвязь и взаимозависимость климатического фактора с
поверхностными водами, горизонтами грунтовых вод и условиями развития, составом и особенностями строения
природных объектов на материке (суша, болото, озеро) (см. рис. 2).
1. Макаренко Г.Л. Геологическая природа болот: монография. 1-е изд. Тверь: ТГТУ, 2009. – 163 с.
2. Макаренко Г.Л. Определение мощности пелогена и ошибки верхней границы сапропеля зондированием в озёрах методами
фотометрического и электрического каротажа: Межвуз. научн.-техн. сб. «Минеральное сырье и нефтехимия» – Томск: ТПИ, 1977. С. 83 – 87.
3. Makarenko G.L. About the geological nature of peat bog Europen Sceince and Technology [Text]: materials of the II international research and
practice conference, Vol. II, Wiesbaden, May 9 th – 10th, 2012/ publishing office «Bildungszentrum Rodnik e. V.» – c. Wiesbaden, Germany, 2012. – p.
148 – 155.
3