Изучение Ладожского озера

Ладожское озеро – уникальный природный объект и самое большое пресноводное озеро в Европе. Практически вся масса воды, поступающая в Финский залив через реку Неву (74 000 106 м.куб), приходит из Ладоги. В свою очередь, река Нева дает три четверти ежегодного притока воды в Финский залив, а вместе со второй крупнейшей рекой Балтийского бассейна – Вислой – ответственна за две трети всего стока в Балтийское море.

Озеро является источником питьевой воды для Санкт-Петербурга – одного из самых крупных городов в мире. Ладожское озеро также определяет качество вод Финского залива и, следовательно, Балтийского моря.

Природные процессы в Ладожском озере и на его побережьях в значительной мере определяются размерами и формой озерной котловины и характером водосборного бассейна.

Общая характеристика Ладожского озера


Площадь озера (тыс. км.кв) 17.9
Площадь водосбора (тыс. км.кв) 258.6
Максимальная глубина (м) 230
Средняя глубина (м) 46.9
Длина береговой линии (км) 1570
Объем воды (км.куб) 837.9
Средний сток вод в озеро (км.куб) 80.1
Время водообмена (лет) 11
Ежегодная флуктуация уровня (м) 0.7
Средняя прозрачность воды (м) 2.3-3.9

Главные острова Ладожского озера: Рикалансаари (53.3 км.куб), Мантинсаари (39.4 км.куб) и Валаам (27.8 км.куб). Валаамский архипелаг, по-видимому, является уникальной островной системой для крупных пресноводных озер и представляет собой интрузивное тело, возникшее благодаря пограничному положению озера на Балтийском щите.

Озерная система Ладоги сформировалась на стыке Балтийского кристаллического щита с Русской платформой. По особенностям геологического строения разделяется на две части: северную и южную.

На всей площади бассейна Ладожского озера коренные породы перекрыты чехлом рыхлых четвертичных образований. Они представлены комплексами ледниковых, водно-ледниковых, озерно-ледниковых, аллювиальных, озерных и болотных отложений. Мощность их до 75 м.

Рельеф водосборного бассейна Ладожского озера неоднородный. Его южная часть, где развиты палеозойские отложения, отличается равнинным рельефом с широким распространением аккумулятивных форм и форм, образованных речной эрозией, озерной и морской абразией. Абсолютные отметки местности изменяются от 5 до 300 м. Эта область характеризуется формами рельефа, созданными последним оледенением.

На юго-востоке бассейна расположена Валдайская возвышенность с высотами от 150 до 300 м. На юго-западе в рельефе хорошо выделяется уступ (глинт) высотой 20- 40 м. В области Балтийского щита наблюдаются выходы кристаллического фундамента в виде скалистых гряд (сельг). Вдоль восточного берега Ладоги развита озерная равнина, местами ограниченная уступами береговых террас и береговыми валами.

По распределению глубин и особенностям рельефа дна в Ладожском озере выделяются три участка, отделенные друг от друга уступами. Первый участок, охватывающий северную часть озера, по рельефу наиболее сложен. Амплитуды его достигают 230 м, а крутизна подводных склонов – 90 градусов. Здесь отмечаются наибольшие глубины (230 м). Рельеф дна резко расчлененный.

На втором участке, расположенном в центральной части озера, находится аккумулятивная равнина. Выработана она преимущественно на осадочных породах рифея. Глубины здесь колеблются от 50 до 100 м. В рельефе дна отмечаются куполообразные и валообразные поднятия.

Третий участок занимает южную часть котловины и представляет собой плоскую, слабо наклонную абразионно-аккумулятивную равнину. Его глубины не превышают 50-60 м.

Последнее оледенение четвертичного периода, максимум развития которого отстоит от нас на 10-25 тыс. лет, был наиболее важным фактором в формировании бассейна и котловины озерной системы. При своем максимальном развитии ледники покрывали всю северную часть Европы, полностью включая современный водосборный бассейн Ладоги. Из центральных частей ледяного массива лед по нескольким направлениям двигался к периферии, изменяя рельеф подстилающей поверхности. Таким образом, озерная система Ладоги по своему происхождению относительно молода. Она заканчивала свое формирование и приобретала современный облик всего несколько тысяч лет назад, вероятно, уже на памяти древних поселенцев этих мест.

Северная часть – расположена в пределах южного окончания Балтийского щита, под маломощными четвертичными отложениями залегают докембрийские породы. Характеризуется выходом на поверхность древнейших пород (гранитов и гнейсов), имеющих возраст до 2 млрд. лет.

Южная часть – сложена в основном терригенными и карбонатными отложениями осадочного чехла Русской платформы, залегающими с резким угловым несогласием на подстилающих породах складчатого фундамента.

Генезис флоры и фауны озера нуждается в специальном рассмотрении, при этом следует различать прибрежную и глубоководную части озера в связи со значительной гетерогенностью условий.

В прибрежной зоне роль локальных факторов значительно больше. В гидрологически изолированных участках (заливах, шхерах) влияние состава материнских пород и особенностей водосборных участков проявляется особенно сильно. Однако озеро, несмотря на пристальный интерес многих организаций, изучено недостаточно. Значительная часть подводных ландшафтов до сих пор является "белым пятном" на карте озера. Отсутствуют данные по ряду важнейших вопросов, касающихся источников поступления, направления и характера переноса осадочного материала, как природного так и техногенного.

Литораль, важная часть прибрежной зоны, обладает целым рядом особенностей, присущих только этому природному образованию. Ценозы высших растений формируют микроклиматические условия в прибрежной зоне, оказывают влияние на гидродинамические процессы.

Прибрежная зона находится под значительным влиянием вод притоков, составляющих важнейшую часть водного баланса озера (более 85 % прихода). Различия в химическом составе их вод и гидрологические особенности устьевых участков также вносят вклад в разнообразие условий в озере.

В глубоководной части озера роль пелагических сообществ в функционировании озерной системы значительно важнее по сравнению с бентосными. Пелагиаль представляет собой более однородное местообитание, в связи с этим для нее характерно меньшее видовое разнообразие по сравнению с прибрежной зоной в целом. Различные участки озера, однако, различаются по структуре планктонных сообществ. Специфическим только для этого биотопа является холодноводный (гипо-металимнический) комплекс видов. Значительную роль в нем играют гляциально-реликтовые формы, предпочитающие высокое содержание кислорода. Роль этой группы видов в экосистеме очень важна, так как она в значительной степени осуществляет трансформацию и перенос органического вещества между разными биотопами водоема.

На протяжении более чем 35 лет водоем испытывает значительную антропогенную нагрузку. Прибрежная зона испытывает наиболее мощное воздействие, играя роль барьера на пути поступления как биогенных, так и разнообразных загрязняющих веществ.

Появление и распространение всесветных эвритопных видов, ранее не характерных для Ладожского озера в антропогенно нарушенных участках (например, залив Щучий) и видов-вселенцев вряд ли могут рассматриваться как позитивные явления, хотя формально и приводят к увеличению видовых списков

Ладожское озеро расположено в умеренном поясе северного полушария, который простирается от 40 o до 65 o северной широты. Величина годовой солнечной радиации в бассейне Ладожского озера составляет 290-420 кДж.см 2 в год. Формирование климатических особенностей происходит под воздействием морских атлантических воздушных масс, континентальных масс умеренных широт и частых вторжений арктического воздуха. Заметное влияние на климатические условия оказывает и само озеро.

Погодные условия в регионе Ладожского озера определяются, прежде всего, циклонической деятельностью, которая способствует интенсивному обмену теплых и холодных воздушных масс, а также транспортировкой влаги с океанов на материк. Воздушные массы, приходящие с Атлантического океана, зимой приносят обильные снегопады и оттепели, а летом – дождливую и ветреную погоду.

Для озерной системы Ладоги характерно сглаживание экстремальных значений климатических характеристик, вследствие чего континентальные воздушные массы, проходя над озером, приобретают ряд черт, присущих морским воздушным массам.

Средняя температура воздуха в районе Ладожского озера по данным наблюдений 1881-1960 гг. +3.2oС. Средняя температура самого холодного месяца (февраля) -8.8oС, самого теплого (июля) +16.3oС. Озеро покрыто льдом в среднем с февраля по май.

Среднее годовое количество осадков по данным за тот же период – 475 мм. Наименьшее количество осадков выпадает в феврале-марте (24 мм в месяц), наибольшее – в сентябре (58 мм в месяц).

Карельский берег Ладоги наиболее теплый, с мягкой зимой. Отличается длительным вегетационным периодом и наибольшей продолжительностью безморозного периода.
Средняя температура воздуха в январе от -8 до -10oС, и июле около + 16oС, безморозный период 120-130 дней, число дней со снежным покровом изменяется от 135 до 145 дней. Количество выпадающих за год осадков – 650 мм, из них 200 мм выпадает в вегетационный период.

Географическое положение на границе северной и южной подзон тайги увеличивает разнообразие флоры и фауны водосборных участков и литоральной зоны водоема.

Формирование разнообразных биотопов является следствием особенностей происхождения и географического положения озера. Однако перечисленные выше причины оказывают и опосредованное воздействие на формирование биоразнообразия Ладожского озера. Различные районы водоема и локально различные заливы находятся на разных стадиях сукцессии и, как следствие, имеют различный трофический статус. Это приводит к увеличению разнообразия сообществ озера в целом.
Почвенный покров Приладожья изучен довольно плохо, за исключением отдельных участков. Некоторые сведения имеются лишь по ландшафтно-почвенным условиям западного и восточного берегов.

По особенностям строения почв и почвенного покрова на западном побережье Ладоги выделено 3 почвенных района – грядово-ложбинный, озерных террасированных равнин и болотистый (Рис.1). Все районы характеризуются развитием бедных почв, преимущественно изрезанной территорией и слабым сельскохозяйственным освоением. Одновременно вся территория находится в интенсивном рекреационном использовании жителями С.-Петербурга, что оказывает влияние на целостность почвенного покрова.

Рельеф восточного побережья Приладожья представляет собой низменную аккумулятивную равнину, которая в устье р. Свири переходит в еще более низкую заболоченную дельту. Севернее Нижнесвирского заповедника песчаные равнины переходят в озерно-ледниковую (Олонецкую) равнину, окруженную кольцом болот.

Почвенный покров на большей части территории однороден (сложен подзолистыми и торфяно-подзолистыми почвами). Существенное влияние на почвы и рельеф оказывает человек. Так, повышенная заболоченность почв в юго-восточной части территории связана со сплошной рубкой леса на повышенных элементах рельефа в недалеком прошлом. Заметно и влияние сельского хозяйства на Олонецкой равнине.
Эколого-геохимическая оценка почв показала, что, в отличие от донных отложений, содержание нуклидов в поверхностном слое почв не превышает фоновых значений (Panova et al., 1998). Некоторое накопление токсичных элементов в подстилках и гумусовых горизонтах вызвано поступлением их с атмосферными осадками и аэрозольным переносом.

В остальном почвенный покров региона подвергается заметному антропогенному преобразованию, что определяет его неустойчивость на ряде территорий. Часть ранее окультуренных почв деградирует из-за прекращения их сельскохозяйственного использования и разрушения дренажных сетей.

Наиболее существенным антропогенным фактором воздействия на почвы некоторых районов является рекреационная деятельность. Происходит разрушение поверхностных горизонтов почвы, уплотняются минеральные горизонты, и развиваются эрозионные процессы. Особенно подвержены эрозии почвы сухих типов леса и подстилающий их небольшой мощности слой, который формировался в течение длительных геологических эпох и потеря которого в процессе смыва невосполнима.

В отношении почв наиболее изученной территорией Приладожья является Валаамский архипелаг – уникальная экосистема Ладоги как в смысле биологической компоненты, так и в отношении рельефа и почвенного покрова. Многие предположения относительно генезиса почв, динамики почвообразовательного процесса и реакции почв на антропогенное воздействие и техногенное загрязнение получены, исходя из исследований, проведенных на Валааме. Для более полного понимания динамики почвообразования и осуществления мониторинга почв региона требуется проведение исследований в разных точках региона. Развитие почвенных исследований необходимо и потому, что именно почвы ответственны за разнообразие типов растительности, а следовательно, и за распределение объектов фауны в Приладожье.

Ладожское озеро относится к слабо зарастающим озерам. Низкая температура воды, малое количество биогенных веществ и слабое колебание уровня сдерживают развитие растений. Однако не смотря на то, что степень зарастания озера невысокая, общая площадь зарослей более 130 кв. км. Значительная площадь озера приводит к большому флористическому и биоценотическому разнообразию сообществ береговой полосы.

В озере обнаружено 107 видов макрофитов, которые формируют 71 ассоциацию. Господствуют сообщества тростника, камыша озерного и рдеста пронзеннолистного (Raspopov, Rychkova, 1997; Распопов и др., 1998).

Хорошо зарастает растительностью песчаная и глинистая литораль. На каменистой литорали разнообразие сообществ невелико. Скалисто-глыбовая литораль высшей растительности лишена. Наибольшее разнообразие видов и сообществ характерно для защищенной от волнений илистой литорали, которая встречается в вершинах заливов в шхерах Ладоги (Распопов, 1961).

Ведущая роль в зарастании прибрежий принадлежит тростнику обыкновенному (Phragmites australis). Он встречается в 72% береговых сообществ (Распопов, 1985). Флористически наиболее богата группировка тростника с водными растениями: ее образует более 80 видов. Обильны Equisetum fluviatile, Potamogeton perfoliatum, Potamogeton gramineus, Polygonum amphibium..

По характеру прибрежной растительности берег Ладожского озера делится на три геоботанических района:
- шхерный (шхеры)

- район открытых берегов с западным и восточным подрайонами,

- южный.

Шхерный район расположен на севере озера от Приозерска до м. Ристиниеми. Здесь встречаются сообщества с Nymphaea tetragona, Sparganium minimum, Carex aquatilis и другие. Сообщества разнообразны, но общая площадь зарослей невелика (около 1500 га).

Район открытых берегов подразделяется на восточный и западный подрайоны. Восточный подрайон занимает восточный берег Ладожского озера от м. Ристиниеми до м. Габанов. Этот подрайон характеризуется разнообразием типов литорали и сообществ прибрежной растительности.

Среди растительных группировок восточного подрайона встречаются редкое сообщество с Littorella uniflora и единственное место произрастания Scirpus lacustris (северо-западная часть Андрусовской бухты). Кроме того, в растительных сообществах, связанных с берегами Балтики и крупных озер и произрастающих на песчаных пляжах к северу от устья р. Свири, встречена ива остролистная (Salix acutifolia) – вид, который нередко использовался для закрепления приречных песков. В этой связи некоторые флористы сомневаются в естественности его произрастания на берегах Ладоги (Очерки..., 1992).

Западный подрайон приурочен к западному побережью озера (берег Карельского перешейка) и зарастает слабо. Водная растительность сосредоточена в основном в Тайпаловском заливе вблизи устья р. Бурной и у устья р. Авлоги.

Южный район охватывает прибрежье Ладожского озера от м. Морьин Нос до м. Габанов. Район обладает широкой литоральной зоной: 5-метровая изобата местами отходит от уреза воды до 9 км. Прибрежноводная растительность здесь чрезвычайно развита (она занимает около 8200 га). Однако растительные группировки южного района находятся под наибольшим воздействием со стороны хозяйственной деятельности человека (сельского хозяйства, строительства, рекреации).
П.Иванов