Биогеохимические особенности экосистем термокарстовых озер субарктики Западной Сибири

• Автор: Манасыпов, Ринат Мратович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск-Тулуза
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 Особенности природных условий севера Западной Сибири

1.1 Климат

1.2 Рельеф и почвообразующие породы

1.3 Почвенный покров

1.4 Растительный покров

1.5 Болотообразование при криогенных процессах

2 Район, объекты и методы исследования

2.1 Район исследований

2.2 Объекты и методы исследований

2.2.1 Методики полевых и лабораторных исследований
3 Биогеохимические особенности донных отложений и макрофитов термокарстовых экосистем Западной Сибири
3.1 Химический состав макрофитов термокарстовых
озер Западной Сибири
3.2 Химический состав донных отложений и поровых вод
3.2.1 Донные отложения
3.2.2 Поровые воды
3.3 Коэффициенты распределения химических элементов в макрофитах термокарстовых озер Западной Сибири
4 Химический состав озерных вод как индикатор развития
термокарстовых экосистем севера Западной Сибири
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ
Озерно-болотные экосистемы субарктики Западной Сибири являются уникальными природными индикаторами климатических изменений, будучи наиболее чувствительными к изменениям природной среды в силу того, что имеют мерзлую торфяную залежь. В случае потепления климата, термокарст может охватить обширные пространства субарктики Сибири (Кирпотин и др., 1995; 2003; 2008; Кравцова, Быстрова, 2009; Мульдияров и др., 2001; Callaghan et al., 1999; Kirpotin, Vorobiov, 1999).
До недавнего времени большинство исследований термокарста, т.е. таяния льда вечной мерзлоты или пластовых льдов (Jorgenson et al., 2008), были проведены в Канаде, Аляске, Монголии, Китае, Антарктиде и Восточной Сибири (Boike et al., 2013; Kokelj, Jorgenson, 2013). При этом относительно мало изучены обширные территории Западной Сибири (Вомперский, 1994, 1999; Глаголев и др., 2007; Головацкая и др., 2008; Головацкая, Дюкарев, 2012; Инишева, Головацкая, 2002; Исаев, Коровин, 1999; Титлянова и др., 1998; Bleuten, Lapshina, 2001; Golovatskaya, Dyukarev, 2009; Frey, Smith, 2007; Kremenetski et al., 2003; Repo et al., 2007; Smith et al., 2004 и др.), где сосредоточены крупнейшие ресурсы потенциально нестабильных при климатических изменениях мерзлых торфяных болот.
Образование термокарстовых озер является доминирующим способом
деградации вечной мерзлоты, который происходит при нарушении
поверхности мерзлых торфяных болот, последующем таянии
многолетнемерзлых пород, оседании поверхности и появлением мочажин
(Grosse et al., 2013). Идеи об эндогенном циклическом развитии бугристых
болот неоднократно высказывались скандинавскими учеными (Matthews et
al., 1997; Sollid, Sorbel, 1998). Разработанная для условий Западной Сибири
схема циклического развития мерзлых плоскобугристых болот (Кирпотин и
др., 2008; Kirpotin et al., 2007; 2011) выглядит следующим образом: сначала
происходит просадка участка плоскобугристого болота с образованием
мочажины - «эмбрионического» озера, затем озеро начинает расти и,

достигнув определенного размера, сбрасывает свои воды в другой водоем, в результате чего образуется хасырей (спущенное озеро), в котором в дальнейшем опять происходит мерзлотное пучение, что приводит к образованию мерзлых бугров и началу нового цикла развития термокарстовых озер. Описанный процесс хорошо дешифрируется на космических снимках за многолетний период наблюдений; анализ этой информации позволяет говорить, что в настоящее время на севере Западной Сибири происходят процессы деградации многолетней мерзлоты и увеличения количества термокарстовых озер (Брыксина, Кирпотин, 2012; Kirpotin et al., 2009).
На данный момент термокарстовые озера Западной Сибири изучены недостаточно, имеются лишь фрагментарные данные по их гидрохимическому составу и биогеохимическим циклам (Леонова, 2004; Леонова и др., 2005; Манасыпов и др., 2012; Московченко, 2010; Савичев и др., 2011; Савченко, 1992; Страховенко и др., 2009; Страховенко, 2011; Audry et al., 2011; Kirpotin et al., 2011; Pokrovsky et al., 2011; 2012; 2013; Shirokova et al., 2013 и др.). В зоне сплошной многолетней мерзлоты, было исследовано только ограниченное число термокарстовых озер в районе г. Новый Уренгой (Страховенко, 2011; Audry et al., 2011;Shirokova et al., 2009), а также на полуострове Ямал (Московченко, 2011; 2012).
Цели и задачи исследования.
Целью работы является анализ биогеохимических и ландшафтноэкологических особенностей экосистем термокарстовых озер субарктики Западной Сибири.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Установление зависимостей между концентрациями микро- и макроэлементов озерных вод и растворенным органическим углеродом, а также ландшафтно-экологическими стадиями формирования и развития термокарстовых озер.
2. Изучение концентрации растворенных компонентов воды в

Рисунок 2.1 - Карта-схема района исследований. 1 - район окр. п. Гыда (Гыданский п-ов), тундровая зона, зона сплошного
распространения многолетнемерзлых пород; 3, 2 - районы окр. г. Новый Уренгой, лесотундровая зона, зона прерывистого распространения
многолетнемерзлых пород.