Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Макаров С.А. 1 Белозерцева И.А. 1, 2 Власова Н.В. 1 Воробьева И.Б. 1 Гагаринова О.В. 1 Опекунова М.Ю. 1

---

1 ФУБУН «Институт географии им. В.Б. Сочавы» СО РАН

2 ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет»

В условиях изменяющегося климата и усиливающегося антропогенного воздействия на природу Байкальского региона, актуальны вопросы трансформации устьевых систем притоков оз. Байкал, качества поступающих в озеро поверхностных и подземных вод. Направленность и интенсивность процессов изменения природных компонентов на побережье и в устьевых зонах притоков являются важными аспектами в понимании современного состояния и изменений экосистемы озера. Притоки являются транспортными коридорами, поставляющими загрязняющие вещества с водосбора в принимающий водный объект, а селитебные и рекреационные территории побережья озера оказывают наиболее негативное влияние на компоненты экосистемы. Исследование устьев притоков и прилегающих территорий побережья направлено на изучение механизмов взаимодействия текучих вод с подстилающей поверхностью и принимающим водным объектом, на оценку современного состояния и выявление изменений в структуре и состоянии компонентов ландшафтов и природных вод территории. Экспедиционные исследования устьевой области р. Голоустной позволили собрать материалы инструментальных измерений и аэровизуальных съемок. Проведено изучение характеристик структурных ландшафтных компонентов и поверхностных вод. Получены новые сведения о современном состоянии почв, растительности, количественных и качественных характеристиках природных вод. Установлено, что в настоящее время дельтовая область р. Голоустной и прилегающие участки побережья оз. Байкал испытывают значительное антропогенное воздействие, ведущее к различным трансформациям природной среды. Наблюдаются изменения почвенно-растительного покрова, связанные с рекреационными и сельскохозяйственными нагрузками. Выявлены существенные гидролого-морфологические перестроения, связанные как с естественными природными факторами – климатическими и ландшафтно-гидрологическими процессами, так и с антропогенным воздействием. Зафиксировано загрязнение речных вод, поступление поллютантов в грунтовые воды.

Статья в формате PDF

0 KB

Байкальский регион

устьевая область

ландшафт

морфология

поверхностные воды

почвы

растительность

1. Михайлов В.Н. Речные дельты: строение, образование, эволюция // Соровский образовательный журнал. 2001. № 3. С. 59–66.

2. Ильичёва Е.А., Павлов М.В., Кобылкин Д. В., Амосова И.Ю., Опекунова М.Ю., Чалов С.Р., Вершинин К.Е., Рогачёв А.П., Гаврилова А.А. Исследование байкальских побережий в устьях // Безопасность природопользования в условиях устойчивого развития: материалы II Межд. конференции (Иркутск, 19–21 ноября). Иркутск: ИГУ, 2018. С. 71–78.

3. Макаров С.А. Речные долины юга Восточной Сибири в голоцене. Новосибирск: «Гео», 2012. 86 с.

4. Хлыстов О.М., Кононов Е.Е., Минами Х., Казаков А.В., Хабуев А.В., Губин Н.А., Ченский А.Г. Новые данные о рельефе подводного южного склона Южно-Байкальской котловины // География и природные ресурсы. 2018. № 1. С. 59–65. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2018-1(59-65).

5. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году. М.: Минприроды России, 2017. 760 с. [Электронный ресурс]. URL: http://mnr.gov.ru/docs/o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii_v_2016_/ (дата обращения: 20.06.2019).

6. Потемкина Т.Г. Устья рек Байкала // Природа. 2014. № 12. С. 13–21.

7. Ломоносов И.С., Яновский Л.М., Брюханова Н.Н. Основные качественные показатели вод Прибайкалья и их влияние на человека (сообщение 1) // Сибирский медицинский журнал. 2009. № 3. С. 110–113.

8. Воробьева И.Б., Белозерцева И.А., Власова Н.В., Янчук М.С. Современное состояние водотоков в устьевых областях среднего и южного Байкала // Успехи современного естествознания. 2016. № 12–1. С. 144–148.

9. Вотинцев К.К., Глазунов И.В., Толмачева А.П. Гидрохимия рек бассейна озера Байкал. М.: Наука, 1965. 495 с.

10. Бочкарев П.Ф. Гидрохимия рек Восточной Сибири. Иркутск: Кн. изд-во, 1959. 155 с.

11. Кузьмин В.А. Почвенный покров. Иркутская область: экологические условия развития. Атлас. М., Иркутск: ИГ СО РАН, 2004. C. 60-61.

12. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с. [Электронный ресурс]. URL: http://soils.narod.ru (дата обращения: 20.06.2019).

13. Воробьева Г.А. Почвы Иркутской области: вопросы классификации, номенклатуры и корреляции. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. 149 с.

14. Костина М.В., Васильева Н.В., Насимович Ю.А. Природные и культивируемые тополя Иркутской области и Бурятии // Социально-экологические технологии. 2018. № 3. С. 9–21. DOI: 10.31862/2500-2961-2018-3-9-21

15. Атлас развития Байкальского региона. Иркутск: ИГ СО РАН, 2017 [Электронный ресурс]. URL: http://atlas.isc.irk.ru (дата обращения: 20.06.2019).

Озеро Байкал – уникальный водный объект, природное окружение которого изменяется по периметру от сухих ковыльных степей до влажных темнохвойных лесов, от пониженных переувлажненных прибрежных равнин до горных хребтов, отвесно обрывающихся в озеро. Устье р. Голоустной располагается на северо-западном побережье Байкала. Хозяйственное освоение этой территории началось в конце XVII в. У подножия склонов располагались бурятские улусы: Харанутский, Зареченский, Подкаменский и Батагаевский. Строителями и первыми поселенцами Голоустинского зимовья были крестьяне Посольского монастыря, занимавшиеся перевозками через оз. Байкал в летнее и зимнее время. Лесозаготовительное предприятие, охотничьи и рыболовные артели, компании, занимающиеся молевым сплавом леса, а в дальнейшем леспромхозы и автотранспортные предприятия были созданы в п. Большое Голоустное, расположенном в устьевой зоне реки, в начале XIX в. В XX в. поселок становится транспортным узлом для сообщения с восточным берегом озера, перевалочной и складской базой, территорией, с которой идет дальнейшее хозяйственное освоение оз. Байкал и близлежащих территорий.

В современный период в пос. Бол. Голоустное интенсивно развивается рекреационная деятельность. Постоянно возрастающая антропогенная нагрузка на территорию и водные объекты обусловливает необходимость исследования состояния природной среды и выработки рекомендаций по снижению негативного антропогенного воздействия.

Цель исследования: выявление характера и степени изменений ландшафтных компонентов и природных вод в устьевой области р. Голоустной. Работы проводились в течение 2016–2018 гг. в рамках проекта Русского географического общества «Байкальская экспедиция».

Материалы и методы исследования

Исследование устьевых зон притоков озера носит комплексный характер и базируется на использовании различных источников информации – литературных, фондовых и картографических материалах; данных режимных наблюдений, натурных и аэровизуальных маршрутных исследований, материалах дистанционного зондирования. Гидрологические, морфологические, ландшафтные, почвенные, геохимические исследования составляют необходимый комплекс позволяющий обеспечить анализ природной и экологической обстановки территории. Основной акцент в работе сделан на экспедиционные и инструментальные исследования, направленные на получение оперативной информации и оценку современного состояния экосистемы модельного устьевого участка.

В устьевой зоне р. Голоустной и на прилегающем побережье озера в феврале-сентябре 2016–2018 гг. проведены экспедиционные исследования и аэровизуальные наблюдения (квадрокоптер PHANTOM 3), позволившие составить общее представление о характере и степени трансформаций природных комплексов. Химические анализы поверхностных вод и почв проведены в ИГ СО РАН по общепринятым методам с учетом ГОСТов.

Результаты исследования
и их обсуждение

Река Голоустная является достаточно крупным притоком юго-западного побережья оз. Байкал. Исток реки находится на северном склоне Приморского хребта в 5 км от берега озера, после чего водоток удаляется от побережья, делает огромную петлю и впадает в Байкал на 35 км южнее своего истока. При выходе из узкой долины река образует дельту, выдвинутую в оз. Байкал на 2 км, разделенную в предгорной части двумя, а затем несколькими самостоятельными дельтовыми рукавами (от шести до четырех в зависимости от водности). В период исследований обводненными были три дельтовых протоки и четвертая представляла временный водоток (табл. 1, рис. 1, а).

Таблица 1

Дельтовые протоки р. Голоустной

По своим морфодинамическим и морфологическим признакам устье р. Голоустной классифицируется как дугообразная лопастная дельта выдвижения, II типа, которые формируются на открытом побережье [1]. Основные признаки дельт выдвижения – многорукавный конус выноса, лопастной морской край, который окаймляется свободным, а на ряде участков причлененным береговым баром, наличие нескольких рукавов, расходящихся от узла разветвления в вершине дельты, которые также далее могут многократно разветвляться. Обычно многорукавные дельты относят к заключительным этапам развития устьевых систем. Устьевая система р. Голоустной не является классической дельтой, более точно, она описывается Е.А. Ильичевой с соавторами как многорукавная система с фитогенно-дельтовым берегом выдвижения на конусе выноса [2].

а) б)

в) г)

Рис. 1. а) протоки на конусе выноса р. Голоустная (наименования условные, фото 28.08.2017);
б) донная эрозия протоки (фото 26.04.2018); в) следы распашки в районе северной оконечности дельты р. Голоустной для сельскохозяйственных целей (фото 28.08.2017); г) реликтовая роща душистого тополя Populus suaveolens на левобережье средней протоки р. Голоустной (фото 17.10.2017)

Современные отложения устья р. Голоустной наложены на более древний, опущенный в результате среднеголоценового землетрясения конус выноса [3]. Следует отметить, что сейсмические события, в результате которых неоднократно фиксировались опускания блоков суши, характерны для всего побережья Байкала [4]. После опускания конуса выноса на его месте образовался залив, в котором происходила аккумуляция выносимого материала размыва. В настоящий момент на этом месте можно видеть позднеголоценовый рельеф, формирование которого происходит преимущественно во время весенних половодий и летних паводков. В конце апреля 2018 г. на протоке, выходящей в затон, был зафиксирован процесс донной эрозии вызванный весенним половодьем (рис. 1, б).

В современном геоморфологическом состоянии рельефа дельты р. Голоустной можно выделить типичные дельтовые участки:

1) современная зона устьевого бара;

2) молодая пойменная зона (нижнее течение рукавов);

3) зрелая пойменно-террасовая зона (среднее течение рукавов);

4) озерно-аллювиальная равнина (верхнее течение рукавов), осложненная наложенными конусами выноса падей;

5) низкогорный тектоно-денудационный рельеф горного обрамления.

Данных для определения возраста вновь образованного конуса выноса р. Голоустной в настоящий момент недостаточно, однако маломощные отложения и развитие низких пойменных уровней позволяют предположить его голоценовый возраст.

Другая черта развития, определяющая современный облик морфологии и морфодинамики дельтовых проток – фактор разломной тектоники. Диагностические признаки, указывающие на это влияние в дельте р. Голоустной – развитие прямолинейных участков русел, коленообразных изгибов русел, часто синхронных у соседних проток и др., что указывает на нетипичную специфику развития многорукавных русел.

Помимо естественных процессов рельефообразования значительное влияние на формирование и функционирование современного устья р. Голоустной, как на территорию длительного освоения оказало антропогенное воздействие в устьевых частях западных рукавов, выраженное в инженерном обустройстве и использовании основного русла, протоков и пойменных поверхностей дельты для молевого сплава.

Река Голоустная имеет хорошо развитую гидрографическую сеть, состоящую из многочисленных притоков, горных ключей и ручьев. Внутригодовой сток распределен неравномерно, в зимний период объем стока не превышает 10 % годового, в весенний и летний сезоны водность реки наибольшая. Река имеет паводочный режим, величина половодья составляет чуть больше половины объема паводка, в отдельные годы при низких осенних и зимних осадках половодье практически не выражено. В период летне-осенних дождей максимальный расход паводка в замыкающем створе реки может достигать 300 м3/с при среднемноголетнем максимальном 100–120 м3/с и среднегодовом 40–50 м3/с. По данным режимных наблюдений экстремально высокие (250–300 м3/с) дождевые паводки наблюдались на р. Голоустной в 1950, 1980, 2008 и в 2016 гг. Несмотря на низкую водность начала 2000-х гг. за последние годы отмечались два экстремальных паводка (один из которых – наибольший за весь период наблюдения) [5].

Формирование стока реки и его внутригодовой режим в значительной степени определяется ландшафтными условиями водосбора. Основные стокоформирующие и стокорегулирующие ландшафтные комплексы, представленные темнохвойными и светлохвойными сообществами на средних и пологих склонах на протяжении многих десятилетий испытывают антропогенный прессинг, выраженный главным образом в вырубке лесов. В результате трансформации ландшафтов водосбора, смены коренных темнохвойных и светлохвойных ландшафтов на производные мелколиственные сообщества и, частичное обезлесение склонов, происходят изменения водного баланса речного бассейна и внутригодового режима стока – повышается испарение в сухие жаркие периоды, снижается аккумуляция и фильтрация в подземные горизонты, происходит быстрый поверхностный сток поступивших осадков. Такие процессы ведут к снижению стокорегулирующей роли ландшафтов водосбора, способствуя росту колебаний водности – снижению минимального меженного стока и увеличению максимального стока паводков.

Прохождение высоких паводков на р. Голоустной сопровождается интенсификацией русловых и эрозионных процессов, переформированиями дельтовых протоков, значительными объемами выноса наносов и загрязняющих веществ. Для дельты характерны элементы незавершенного меандрирования, сопровождающиеся планово-высотными деформациями. Дельтовая область достаточно чувствительна к климатическим и антропогенным изменениям, что хорошо проявляется в активизации или затухании работы протоков в зависимости от изменения режима стока. Утверждение, что «в начале 1900-х гг. в дельте существовало шесть рукавов, то в настоящее время осталось лишь три» по отношению к началу 2000-х гг. [6], в 2018 г. не актуально. Повышение водности, эрозионные и дефляционные процессы привели к активизации стока и возобновлению работы четвертой протоки реки.

Несомненно, антропогенные воздействия на реку в значительной степени влияют на качество речных вод. Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются хозяйственно-бытовые стоки, поступление взвесей из атмосферы и выбросы автотранспорта. По данным измерений, проводимых в 2016–2018 гг., в атмосферных выпадениях содержатся минеральные, органические и взвешенные вещества, соединения серы, углерода и др.

В результате химического анализа образцов установлено, что содержание в поверхностных водах хлоридов и сульфатов превышает фоновые значения района исследования (табл. 2). Фоновые концентрации составляют 5,5 мг/дм3 и 0,4 мг/дм3 соответственно [7]. Концентрация хлоридов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей минерализации воды. Основным источником хлора в природных водах являются хлористые минералы (галит, сильвин и др.), почвы, атмосферные осадки, а также хозяйственно-бытовые стоки.

Таблица 2

Физико-химическая характеристика поверхностных вод в июне 2016 г.

Примечание: «–» – данные отсутствуют.

Таблица 3

Величина рН, содержание нефтепродуктов и основных ионов в воде р. Голоустная в июне 2016 г.

Примечание: т. 35 – устье р. Голоустная (N 52°03′51″, E 105°28′16″), т. 37 – основное русло р. Голоустная (N 52°01′37″, E 105°26′12″).

Главным источником сульфат-ионов в поверхностных водах являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов. Показателями антропогенного влияния на формирование компонентного состава водной среды являются количество хлоридов, фосфатов, аммония. Показатель рН в отобранных образцах воды изменяется от 7,18 до 8,24 (табл. 3).

Гидрохимические показатели устьевой зоны выявили существенные изменения в содержаниях сульфатов, хлоридов, нитратов [8]. По данным К.К. Вотинцева [9] в воде р. Голоустной нитраты и фосфаты отсутствуют, а исследования П.Ф. Бочкарева [10] показывают, что «в воде реки всегда обнаруживается азот нитратов, часто в весьма высоких количествах – от 0,10 до 3,04 мг/л NO3-». В настоящее время в воде р. Голоустная (устье) обнаружено присутствие азотсодержащих ионов (нитриты, нитраты, аммоний), а также фосфатов, что говорит об их антропогенной природе.

Согласно карте [11] почвенный покров бассейна реки Голоустной характеризуется значительной мозаичностью, здесь встречаются подбуры, дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы. На правом берегу в основном преобладают дерново-карбонатные, в пойме выделяются комбинации влажно-луговых, луговых и болотных почв. В старых протоках реки доминируют аллювиальные дерновые почвы. В связи с расчлененностью рельефа на территории наблюдается вертикальная зональность, которая способствует образованию почвенных поясов. На склонах фиксируются дерново-подзолистые и дерновые лесные почвы лиственничных и сосновых лесов, в поймах торфянисто-перегнойные темнохвойных мохово-травяных. Для речных долин кроме распространенных болотных характерны луговые и аллювиальные почвы. В дельте р. Голоустной представлены не только почвы долинного комплекса, но и прилегающих склонов – серые, дерново-подзолистые почвы и черноземы выщелоченные.

В результате проведенных исследований выявлено, что в устьевой части реки по новой классификации [12, 13] в основном преобладают аллювиальные темногумусовые, черноземовидные и аллювиальные гумусовые почвы; встречаются темногумусовые метаморфизованные и серогумусовые метаморфизованные, аллювиальные торфяно-глеевые почвы. Почвы в основном характеризуются легкосуглинистым гранулометрическим составом, средней мощностью гумусового горизонта (от 6 до 30 см), высоким содержанием гумуса (от 4 и более 10 %), нейтральной и слабощелочной средой, за исключением аллювиальных торфяно-глеевых почв. Содержания марганца, никеля и хрома в почвах превышают ПДК и ОДК в 1,2–3,8 раза, что связано с их природным происхождением. Высокое содержание марганца и никеля в верхних горизонтах обусловлено биогенным накоплением. Источником высокого содержания хрома служат карбонатные почвообразующие породы. Разнообразие почв определено различным составом почвообразующих пород и приуроченностью к элементам рельефа, на что указывал В.А. Кузьмин, изучая почвенный покров дельты р. Голоустная [11]. На склонах почвообразующим является делювий коренных пород различного состава, в том числе карбонатных. В прирусловой и центральной частях поймы почвообразующие породы представлены аллювиальными отложениями. Так же приуроченность к различным элементам рельефа отражается на режиме увлажнения почв – на склонах почвы сухие, а в пойме достаточно увлажнены, в то время как в условиях притеррасной поймы увлажнение избыточное и развиваются процессы оглеения. На выровненных участках надпойменной террасы наблюдается неглубокое залегание грунтовых вод, что создает условия для дополнительного грунтового увлажнения. В зависимости от гранулометрического состава такое увлажнение может иметь широкое распространение, о чем можно сделать выводы по пестроте почвенно-растительного покрова, наличию участков с редким и низким травостоем на выходах галечников. В ряде мест вдоль борта конуса выноса наблюдаются следы распашки земель (рис. 1, в).

Для растительности и ландшафтной структуры бассейна р. Голоустной также характерна хорошо выраженная высотная поясность. Здесь ясно прослеживается последовательная смена ландшафтов: лугово-степные, подтаежно-степные, светлохвойно-таежные. Склоны долины покрыты хвойными породами и мелким кустарником. Растительность дельты представлена центрально-азиатской степной горно-котловинной западно-забайкальской с преобладанием пологосклоновых мелкодерновинно-злаковых литофильных и низко-травных долинных групп фаций. Дельтово-экотонный комплекс является уникальным для западного и северо-западного побережий оз. Байкал, представляя особо выраженное распространение склоновых остепненных лиственничников в пределах единой подтаежно-степной мозаики и реликтовых степных сообществ в сочетании с водно-болотными угодьями и является ценным комплексным сообществом дельтово-степной и дельтово-лугово-степной растительности с сообществами болотно-лугового ряда.

По бортам долины распространены светлохвойные леса на пологих склонах. Основная лесообразующая порода – сосна, с небольшой примесью лиственницы и березы. Степные территории характеризуются мелкодерновинно-злаковыми и низкотравными сообществами, высокие участки дельты и береговые склоны заняты горными криоксерофильными степями. В пониженных формах рельефа, вблизи оз. Байкал, развиваются заболоченные и низинные луга.

Сложившееся представление о преобладании в дельте р. Голоустная сухих степей связано с воздействием на них интенсивного выпаса, который приводит к деградации растительности. В засушливые годы дельта приобретает сухостепной облик с доминированием ксерофитов. Однако в годы со средним или повышенным увлажнением ее облик ближе к луговой степи, что согласуется с морфологией почв.

Отдельную нишу в растительном сообществе дельты р. Голоустной занимает уникальная реликтовая роща душистого тополя Populus suaveolens, которая является единственной на западном берегу оз. Байкал [14]. Возраст деревьев оценивается приблизительно в 340 лет (рис. 1, г). Кроме самих деревьев ценность представляют и виды травянистого покрова. Здесь наблюдаются такие редкие виды, как фиалка Патрэна Viola patrinii, овсяница дальневосточная Festuca extremiorientalis, и ирис кроваво-красный Iris sanguinea. Кроме данных дальневосточных видов, отмечается присутствие фиалки надрезанной Viola incisa (миоцен-плиоценовый реликт), флокcа сибирского Phlox sibirica (гляциальный реликт), щучки Турчанинова Deschampsia turczaninovii (байкальский эндемик) [15].

Естественные природные ландшафты дельты р. Голоустной и прилегающих участков побережья испытывают усиливающийся антропогенный пресс, заключающийся главным образом в развитии рекреационной деятельности. В процентном отношении территории занятые рекреационными и селитебными объектами составляют менее 15 % от площади дельты, но в местах их расположения наблюдаются хорошо выраженные признаки деградации почвенно-растительного покрова. Участки прибрежной полосы заняты хозяйственными постройками (рис. 2). Расположение гостиничных и жилых комплексов в непосредственной близости от берега озера обусловливает поступление загрязняющих веществ в оз. Байкал.

а) б)

Рис. 2. а) поселок Бол. Голоустное по борту дельты р. Голоустной (фото 28.08.2017); б) постройки рекреационного назначения (фото 15.06.2016) на участке прилегающего побережья оз. Байкал

Заключение

Дельтовая область р. Голоустной и прилегающая территория побережья подвержены изменениям структурных и качественных характеристик компонентов, что происходит как вследствие естественных изменений, так и в результате усиления антропогенной нагрузки. Экспедиционные и инструментальные исследования позволили получить материал для оценки современного состояния территории. Последующие гидролого-геоморфологический, ландшафтно-геохимический, геосистемный анализы на основе комплекса данных натурных исследований, мониторинговых, фондовых и литературных материалов позволят дать общее представление о трансформации природного комплекса территории, разработать предложения и рекомендации по минимизации антропогенного воздействия на компоненты ландшафта и природные воды.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта Русского географического общества «Байкальская экспедиция – 2 этап».

Библиографическая ссылка