Историко-культурное значение озер Псковской области

Следует отметить, что процесс осадконакопления различен по своей интенсивности и зависит от глубины озерных котловин и проточности. Однако подсчитано, что в среднем за год в водоеме отлагается слой толщиной 1-2 мм. За тысячу лет, следовательно, образуется слой в 1-2 м. при интенсивном сельскохозяйственном освоении озерного водосбора скорость накопления осадков может возрасти в 2-3 раза (Лесненко, 1988).

Мелководные озера  богаче органической жизнью, поэтому  в них быстрее накапливаются  мощные толщи сапропелей. Например, котловины озер Орша (Новоржевский р-н), Большое (Островский р-н), Маленец, Кучане (Пушкиногорский р-н) на ¾ заполнены озерными илами, мощность которых достигает 5-9 м. Глубокие водоемы менее богаты жизнью, поэтому осадки в них отлагаются медленнее и преимущественно минерального состава – из глин и мелко- и тонкозернистых песков. Не случайно в глубоких озерах Ясское, Усвяча (Пустошкинский р-н), Але (Бежаницкий р-н), Глубокое (Новосокольнический р-н), Синовец (Опочецкий р-н) мощность донных отложений составляет всего лишь 2,5-3 м. Осадки здесь даже не перекрывают первичные неровности дна озерной котловины.

Наибольшее  влияние на ход эволюции осадконакопление оказало в изначально относительно мелководных остаточных, вторичных и частично пойменных озерных котловинах. В связи с их малой глубиной, способствующей обилию органических отложений, и, зачастую, отсутствием стока осадконакопление шло более интенсивно. Поэтому большинство подобных озер находятся на стадии старости или угасания. Многие уже давно преобразовались в болота. Яркий пример тому – Полистовский болотный массив, сформировавшийся на месте обширных остаточных озер около 7 тыс. лет назад.

Осадконакопление  играет огромную роль в эволюции озерных  котловин. Непрерывно увеличивающаяся толща илов на дне приводит к обмелению водоема. Уменьшение глубины в сою очередь способствует более активному зарастанию, распространению полупогруженной водной растительности вглубь озера, значительному расширению литорали. Процесс зарастания еще в большей степени усиливает осадконакопление. Укрытая от ветра заросшая литораль служит местом отложения слаборазложившихся осадков, которые, перемешиваясь с песком, образуют заиленные пески и опесчаненные илы. Иногда в этих условиях формируются органические осадки: торфосапропели или торфяники. Последние накапливаются снизу вверх или же нарастают сверху в виде сплавин (Якушко, 1967). Следует отметить, что в таких условиях ухудшается проточность озера (если оно сточное) и вынос органоминерального материала из котловины практически не происходит. Таким образом, все вышеперечисленные процессы ускоряют переход озера от стадии юности к стадии старости. Главная причина деградации – постепенное уменьшение глубины и последующее зарастание водоема. Конечная стадия развития – превращение в болото.

4.2.2. Биологический фактор эволюции озер

Озера являются элементарной частью биосферы. Следовательно, в пределах водоемов происходят специфические для них биохимические процессы, обусловленные жизнедеятельностью населяющих озера живых организмов. Проявлением жизни в озерах является круговорот веществ и энергии.

Источниками органического  вещества в озерах служат, в первую очередь, процесс фотосинтеза, протекающий  в самих водоемах, а также их водосборы. С водосборов органические вещества приносятся поверхностным стоком – талыми и ливневыми водами в виде полуразложившихся растительных остатков, гумусовых веществ почвы, а также частиц торфа. Однако принос органики извне незначителен и составляет всего 10%, остальная же доля органического вещества, 90%, образуется за счет процессов фотосинтеза водорослей, зеленых бактерий, низших и высших водных растений, представляя собой их суммарную биомассу. Такое органическое вещество называется первичным.

Как было сказано  ранее, в озерах происходит постоянный круговорот веществ и энергии. Следовательно, производимый фитоценозами водоемов и приносимый с водосборов объем первичного органического вещества используется в последующих биохимических процессах, представляющих собой звенья трофических цепей. Конечным процессом круговорота является минерализация органического вещества после отмирания накопившейся в течение года растительности и ее остатков, животного населения и продуктов его жизнедеятельности. То, что было организмами поглощено, вновь возвращается после минерализации органики в воду и снова участвует в круговороте веществ. Если же органики образуется больше, чем ее может минерализоваться, то прежде всего появляется острый дефицит кислорода, вызывающий значительные изменения в последующей жизни озер. В условиях недостатка кислорода при разложении органики появляются не полностью окисленные органические продукты, которые затем оседают из водной толщи на дне озер, представляя собой донные осадки – илы и сапропели. Такой процесс идет непрерывно усиливаясь, что ведет к дальнейшему увеличению толщи автохтонных органогенных осадков и зарастанию водоемов. Животное население – фитопланктон, членистоногие, насекомые, рыбы, напротив, в условиях возрастающего дефицита кислорода в таких озерах перестают существовать.

Однако большинство  озер области занимают срединное положение по отношению к описанным биохимическим процессам и относятся к нормальному типу развития. В этой группе хорошо прослеживается связь между стадией развития водоемов и биологическими, биохимическими процессами в них протекающими, специфика которых отражается в кормности для рыб. Исходя из этого показателя, озера следует подразделить на три основных типа: олиготрофные (малокормные), эвтрофные (высококормные) и дистрофные (кормовая база отсутствует). Эти основные типы озер ответствуют различным стадиям в их жизни: олиготрофия – юности, эвтрофия – зрелости, дистрофия – старости (Лесненко, Абросов, 1973).

Олиготрофные озера. Строение котловины свидетельствует о стадии юности. Литораль песчано-каменистая с редкими зарослями воздушно-водных растений. Толща донных осадков очень мала, не перекрывает неровностей дна. Ежегодно образующееся, а затем отмирающее первичное органическое вещество полностью минерализуется. В связи с этим дефицита кислорода круглый год почти нет. Кормовая база количественно бедна. Из рыб встречаются озерная форель, сиг, ряпушка. В Псковской области все озера уже прошли эту стадию.

Мезотрофные озера отличаются от предыдущего типа увеличением объемов первичной биопродукции. Литораль заиливается и постепенно зарастает. Помимо воздушно-водных растений появляются плавающие и подводные. В связи возросшей биологической продуктивностью ежегодно оседающая на дно органика не успевает полностью минерализоваться на зольные элементы и углекислый газ. В связи с этим толщ донных отложений увеличивается, а озеро начинает мелеть. Дефицит кислорода в зимний период проявляется более значительно, чем в предыдущем типе, что приводит к незначительной гумификации илов в литоральной зоне и способствует еще большему зарастанию. Ограниченно проявляется заболачивание берегов. В связи с возросшей биомассой первичной органики кормность таких озер более высокая. В них создаются благоприятные условия для весенне-нерестующих рыб. К таким озерам относятся: Светлое (в районе Алоли); Ученое, Хвойное в верховьях р. Великой; Сорито, Отгаст, Сиверст, Урицкое близ г. Великие Луки.

Эвтрофные озера характеризуются острым дефицитом кислорода. Ежегодно на дне накапливается столько органического вещества, что большая часть его не способна минерализоваться  накапливается в виде сапропеля. У подавляющего большинства озер донные осадки перекрывают все неровности дна. Литораль подвергается усиленному зарастанию, процессы гумификации возрастают. В связи с напряженным кислородным режимом часты заморы. Из рыб распространена ряпушка. К этому типу относятся озера Псковское, Большой и Малый Иван, Невельское и др.

Дистрофицирующиеся озера характеризуются еще большей продуктивностью первичной органики, слабой минерализацией и острым дефицитом кислорода. Процесс зарастания и заиления идет еще сильнее, чем при эвтрофии. Заиление литорали приводит к повсеместному  заболачиванию берегов. Зимой заморы весьма часты. В береговой зоне начинается отложение торфа. Из рыб возрастает численность видов, живущих в водных зарослях – щука, карась, плотва, линь, красноперка. К таким озерам относятся Дулово, Каменец, Цевло близ Алоли и др.

Дистрофные озера отличаются дальнейшим заилением, зарастанием и значительным обмелением при одновременной гумификации органики. Заболачивание берегов ярко выражено. Постепенно происходит снижение биологической продуктивности. Регулярные зимние заморы приводят к исчезновению большинства рыбного населения. Конечная судьба дистрофных озер – превращение в болота. Такими озерами являются Дубец и Пылец, а также многочисленные озера среди болотных массивов – т. е. остаточные.

Следует отметить, в зависимости от генезиса озера  по-разному проходят вышеописанные стадии развития. Это обусловлено, в первую очередь, морфологией их котловин. Глубоководные озера холоднее, чем остальные, поэтому биологические и биохимические процессы в них протекают медленнее, первичной органики образуется относительно немного, которая затем большей частью минерализуется. Следовательно, переход к дистрофному типу будет более продолжителен. Противоположная картина наблюдается в среднеглубоководных и мелководных озерах. Они лучше прогреваются, в них создаются благоприятные условия для жизни водных организмов (Лесненко, 1988). В то же время растет объем первичной органики, которая большей частью не минерализуется. Все это ведет к ускоренной эвтрофикации, а затем и дистрофикации водоемов.

Исходя из вышесказанного, следует сделать вывод о различии в биологических процессах в зависимости от типа котловин по генезису и форм рельефа, в пределах которых они образовались. Так ледниковые, ложбинные, подпрудные типы озерных котловин, приуроченные к холмисто-котловинному, грядово-холмистому и зандровому рельефу ледораздельных и маргинальных возвышенностей области, а также водно-эрозионные и тектонические озера в связи со своей морфологией будут отличаться большей продолжительностью биологической эволюции. И напротив, остаточные, вторичные и частично карстовые озера, приуроченные к равнинному рельефу гляциодепрессионных низменностей, из-за малых глубин уже перешли на стадию дистрофикации.

Таким образом, жизнь в озерах является одним  из основных факторов их эволюции. Биологические процессы могут как постепенно, так и ускоренно преобразовывать водоемы в направлении их деградации, действуя взаимозависимо с остальными факторами эволюции и приводя озера к превращению в болота.

4.2.3. Климатические условия как фактор эволюции озер

На эволюцию озер значительное воздействие оказывают климатические условия и их изменения во времени. Главными климатическими факторами, влияющими на жизнь водоемов, является баланс тепла и влаги.

Климат оказывает  значительное влияние на гидрологический  баланс озер. Основными источниками питания озер являются атмосферные осадки на водное зеркало, а также поверхностный и подземный сток. На примере Псковско-Чудского водоема выяснено, что доля атмосферных осадков от приходной части водного баланса равна 17, 7 %, а основную часть прихода составляет поверхностный и частично подземный сток – 83,3 % (Лесненко, 1974). Из этих данных следует, что доля выпадающих осадков непосредственно на зеркало озера невелика и не столь значительна в водном балансе, особенно, если учитывать относительно малые площади поверхности большинства псковских озер. Однако следует отметить, что атмосферные осадки определяют и большей частью составляют объем поверхностного стока, что особенно значимо для территории Псковской области, для которой характерно избыточное увлажнение. Таким образом, среднегодовое количество осадков оказывает огромное влияние на колебания уровня озер и их гидрологический режим.

Количество  тепла в озерах, его распределение  по сезонам является отражением совокупности климатических факторов. Вместе с тем температурный режим в той или иной степени оказывает влияние на все процессы, происходящие в водоеме: вертикальное перемешивание воды, содержание кислорода, деятельность живых организмов. Это, в свою очередь, влияет на осадконакопление, скорость увеличения толщи донных отложений и их состав. Немаловажно влияние прогрева воды и на гидрохимический режим озер – в первую очередь, газовый состав и содержание органических веществ.

Основным источником нагревания озер служит солнечная радиация. Выяснено, что содержание кислорода в поверхностных слоях водной толщи напрямую зависит от температуры воды: прогретая вода менее способствует его растворению из атмосферы. Следует отметить, что радиационный баланс в среднем за год на описываемой территории положительный и достигает 32 ккал/см² (Паллакс, 1974). Немаловажное значение имеет и испарение с зеркала озера как один из компонентов расходной части водного баланса. Этот показатель также зависит от количества радиации: чем больше тепла в виде лучистой энергии солнца и рассеянной радиации атмосферы поступает на поверхность озера, тем больше испарение. Испарение играет немаловажную роль для озер: в зависимости от этого показателя повышается или понижается уровень водоема.

В свою очередь, радиационный баланс и количество осадков зависят от циркуляции воздушных масс. В связи с относительной близостью Псковской области к Балтийскому морю и Атлантическому океану и наличия барических контрастов течение года между океаном, морем и сушей над территорией области преобладает адвекция морских воздушных масс умеренных и арктических широт, как правило, в виде циклонов, количество которых достигает 129 в год. Количество антициклонов значительно меньше и составляет 50 в год (Паллакс, 1974). Циркуляция воздушных масс в значительной мере определяет принос атмосферной влаги на территорию области. Благодаря циклонической деятельности со стороны Атлантики возрастает годовое количество осадков. Кроме того, для территории области характерна повышенная облачность, которая в значительной степени влияет на радиационный баланс территории: вследствие подобных явлений возрастает доля отраженной радиации, которая не достигает как земной поверхности, так и водного зеркала озер. Следует отметить, что циклоническая деятельность оказывает смягчающее воздействие на климат территории области, понижая летние и повышая зимние температуры. Это, в свою очередь, оказывает влияние на температурный, гидрологический и гидрохимический режимы озер, на их растительный и животный мир, на характер осадконакопления посредством теплообмена между атмосферой и верхними слоями водной массы озер.