5.2.3 Аквальные ландшафты

Водные ландшафты занимают значительную часть поверхности Земли и имеют огромное значение для человечества. Особую роль играют внутриконтинентальне пресноводные ландшафты, обеспечивающе орошение земель, снабжение населенных пунктов и предприятий питьевой и технической водой. Водные ландшафты являются источниками многих продуктов питания и важными транспортными артериями.

Выделяют шесть таксономических уровней в классификации вод­ных ландшафтов.

I классификационный уровень - так же, как и ландшафты суши, водные ландшафты объединяются с учетом основных форм движения материи в две группы: природные (био-генные) и техногенные. Это деление несколько условно, т.к. даже самые удаленные от промышленных и сельскохозяйственных ре­гионов участки Мирового океана испытывают все возрастающее «техногенное давление». Поэтому к техногенным относят только водоемы искусственного происхожде­ния — водохранилища, каналы и пруды. Озера, реки, внутриконтинентальные моря, а также Мировой океан с составляющими его морями относятся к природным (биогенным) ландшафтам.

Из техногенных аквальных ландшафтов наибольшую площадь занимают водохранилища. По особенностям миграции элементов они наиболее близки к биогенным ландшафтам. Большинство водохранилищ создано путем техногенного регулирования речного стока. При этом основная миграция элементов, происходившая в реках в виде механически перемещающихся частиц различного размера, коллоидных и истинных растворов, стала полностью определяться техногенными процессами. Это резко отличает ландшафты водохранилищ от природных. Ландшафты водохранилищ в сравнении с ландшафтами озер характеризуются большей внутригодовой амплитудой колебания уровня вод и более интенсивным водообменом. Сложное переплетение природных и техногенных процессов протекающих в этих водоемах, часто приводит к результатам, значительно отличающимся от ожидаемых при строительстве. Водохранилища заиливаются и заболачиваются. Под влияни­ем гниения массового количества водорослей, бурно развивающих­ся в хорошо прогреваемых мелководных бассейнах и сносимых в приплотинные участки, возникает бескислородная глеевая об­становка. Почвы ландшафтов суши, прилегающие к водохранилищам, подвергаются засолению. Иногда это приводит к сокращению срока полезного существования водохранилищ в два - три раза по сравнению с проектируемым.

Пруды, как и водохранилища, представляют собой искусственные водоемы в естественных или (чаще) искусственных углублениях. Преобладают небольшие пруды с площадью зеркала вод не больше нескольких гектаров. Их питание в основном связано с таянием снегов и дождями. Обычно они используются для орошения, водопоя скота, рыбоводства, а вблизи населенных пунктов служат местом отдыха жителей. Со временем пруды стареют, происходит их заилива­ние и полное зарастание водно-болотной растительностью. Сроки существования прудов (без их очистки): в равнинных усло­виях немного более 50 лет, в условиях пересеченной местнос­ти — 10 лет. В прудах, создаваемых для разведения рыбы, не только про­водится чистка, но часто контролируется миграция химических элементов (в т.ч. их поступление с кормами и удобрениями в ландшафт), а также видовое разнообразие прудовой флоры и фауны. С изменением геохимической обстановки продуктивность прудов может измениться во много раз.

В ландшафты каналов специальный техногенный привнос хи­мических элементов отсутствует, лишь иногда на малопротяжен­ных участках в воды мелиоративных каналов добавляют удобре­ния. Но, несмотря на это, воды каналов часто содержат в больших количествах удобрения, сноси­мые с полей, особенно орошаемых. В ландшафты судоходных ка­налов определенное количество химических элементов (обычно в форме таких специфических соединений, как нефть и нефтепро­дукты) попадает за счет эксплуатации водного транспорта. Наи­большее техногенное воздействие каналы испытывают при периодически повторяемых работах по углублению и расширению русла. Действующие каналы влияют на ландшафты суши, по которым они проложены - вызывают подъем уровня грунтовых вод, который может вызвать засоление почв, а в биогенных ландшафтах суши — еще и смену растительных сообществ. Заброшенные каналы быстро зарастают и, пройдя стадию болот, переходят в обычные ландшафты суши, но своеобразный рельеф сохраняется сотни лет.

П риродные (биогенные) аквальные ландшафты на I классификационном уровне разделяются на внутриконтинентальные и океанические. Они во многом отличаются особенностью поступления элементов в водные бассейны, их последующим перераспределением и концентрацией в илах. Среди внутриконтинентальных аквальных ландшафтов выделяют моря, озера, реки, а среди океанических — внутренние моря, окраинные моря и собственно океанические ландшафты.

II классификационный уровень. В отличие от ландшафтов суши в аквальных ландшафтах (не только в природных, но и в техногенных) роль биогенной миграции довольно велика. Поэтому в основу классификации положены биомасса и ежегодная продукция, которые во многом определяются видовым составом растительных сообществ. Например, при делении техногенных аквальных ландшафтов водохранилища выделяются ландшафты планктонных во­дорослей (низко-, средне-, высокопродуктивные) и тростниковых формаций. Значительный объ­ем ежегодной продукции органического вещества не только не используется в народном хозяйстве, но и наносит ему значительный ущерб, т.к. во время максимального развития водорослей сокращается содержание в воде кислорода, приводящее к гибели рыб. Водоросли могли бы стать кормовыми добавками для животноводства. Но для этого нужно организовать дешевую переработку водорослей и их извлечение из водохранилищ. Уничтожение же водорослей с помощью химических препаратов приводит к тяжелым экологическим последствиям.

Аналогично разделяются природные ландшаф­ты. Так, в реках могут быть выделены ландшафты: 1) сообществ планктонных водорослей; 2) тро­стниковых формаций; 3) озерно-камышово-рогозово-тростниковых формаций и т.д.

III классификационный уровень. С процессами образования и разложения органических веществ, происходящими в ландшафтах различных растительных сооб­ществ, связано формирование определенных окислительно-вос­становительных условий миграции элементов в водах и донных отложениях. Выделяют различные со­четания окислительной, восстановительной глеевой и восстановитель­ной сероводородной обстановок. Иногда окислительно-восстанови­тельная обстановка изменяется даже в разных горизонтах водной толщи. Наибольшие различия обычно характерны для верхних го­ризонтов, соприкасающихся с атмосферой, и придонных горизонтов водной толщи. Уже само изменение окислительно-восстановительных усло­вий является важным показателем техногенного воздействия на аквальные ландшафты. Например, бескислород­ная глеевая обстановка в илах возникает после впадения в реку очень загрязненного притока. С изменением окислительно-восстановительных условий про­исходит концентрация в илах (а затем в растениях и в рыбе) целого ряда элементов, включая тяжелые металлы.

IV классификационный уровень - объединение ландшафтов проводится в зави­симости от распределения типоморфных элементов в илах и водах.

Илы — биокосная система. Вернадский отметил их ана­логию с почвами. Однако вместо атмосферы над ними распола­гается гидросфера. Имеется еще ряд различий между этими биокосными системами, основными из которых являются следующие:

- рост толщи илов идет в основном снизу вверх (в связи с этим влияние на их геохмические особенности подстилающих пород ослаблено);

- резко повышена роль воды, располагающейся над илами и про­питывающей их;

- влияние высших растений на образование морских и океа­нических илов чрезвычайно ослаблено, хотя роль высших расте­ний остается значительной в илообразовании в континентальных водоемах и реках.

Поскольку у илов существует глубокая аналогия с почвами, возможно использовать учет типоморфных элементов в илах при классификации вод­ных ландшафтов. Но в аквальных ландшафтах, в отличие от ландшафтов суши, учитывают типоморфные элементы не только в водных вытяжках из донных отложений, но и в самих во­дах (гидрокарбонат- и сульфат-ионы, катионы кальция, натрия и т.д.).

V классификационный уровень – водные ландшафты объединяются в зависимости от геоморфологических особенностей, определяющих в основном механическую миграцию элементов и их соединений. На данном уровне выделяются следующие речные ландшафты:

 трансэрозионные — участки интенсивного размыва берегов и поступления большого количества материалов преимущественно в минеральной форме;

 трансаквальные — участки с существенным преобладанием процессов переноса материала;

 трансаккумулятивные — участки с преобладанием процессов отложения механически переносимого материала.

Для ландшафтов озер (и в значительной мере морей) учитываются геоморфологические особенности как на дне водоемов, так и на берегах. Выделяются ландшафты:

 абразионно-аккумулятивные — участки вдоль высоких крутых берегов, размыв которых вызывает поступление в водоем значительного количества элементов в минеральной форме;

 нейтральные — участки у пологих берегов со слабой абразией, приводящей в основном к нивелированию поверхности дна;

 аквально-супераквалъные — участки, периодически затопляемые во время поднятия уровня вод в водоеме;

 трансаккумулятивные — участки отложения твердого стока рек и крупных балок с временными водными потоками;

 аккумулятивные - глубоководные участки водоема, где происходит отложение материала.

VI классификационный уровень - объединение водных ландшафтов определяется геохимическими особенностями, а следовательно, и типом донных отложений.

Объединенные по рассмотренной схеме геохимические ландшафты представляют собой участки, покрытые водой, отличающиеся происходящими в них техногенными процессами и расположенные в определенных геоморфологических условиях с характерными растительными сообществами, окислительно-восстановительными условиями, типоморфными элементами и определенным типом донных отложений. Все перечисленные особенности создают в пределах таких ландшафтов специфические условия миграции и концентрации элементов. При этом в аналогичных геохимических ландшафтах существуют аналогичные условия миграции и концентрации химических элементов. Наблюдающиеся отличия в концентрации отдельных элементов объясняются их неодинаковым поступлением в воды. Чаще всего такие геохимические аномалии связаны с техногенным поступле­нием элементов и их соединений.