V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Исторические особенности освоения территорий определили структуру и современное состояние ресурсного потенциала территорий. Природные объекты являются неотъемлемой материальной составной частью жизнеобеспечения людей и системы использования того или иного вида сырья по целому ряду приоритетных направлений хозяйственной, рекреационной и природоохранной деятельности. Переход к новым правовым и экономическим отношениям сопряжен с целым рядом проблем, затрагивающих интересы различных административно-территориальных субъектов Российской Федерации.

Организационные формы хозяйственной деятельности обусловлены не только экономическими, но и в значительной мере природными условиями. Это определяет комплексный подход к районированию. Озёрные месторождения сапропеля формируют некоторый предельный запас производственных ресурсов и теоретически доступны для использования не только в настоящее время, но и в отдаленной перспективе.

В настоящее время отмечается крайне низкий уровень изученности проблемы взаимоотношения «разносредовых» природных комплексов, которые не могут быть востребованы ни для решения научных и практических задач дифференциации (интеграции) и обустройства территорий, ни для адекватной оценки их экологического и ресурсного потенциала. Торфяные месторождения и озёрные месторождения сапропеля рассматриваются как один из элементов наземного природно-территориального комплекса. В этой связи встаёт задача поиска по развитию концепции новых методов их районирования с учётом природной обстановки.

Проводимая в настоящее время ресурсная оценка торфяных месторождений и озёрных месторождений сапропеля в рамках административных границ имеет ряд существенных недостатков: отсутствие природных границ, отсутствие влияния и учета природных факторов, нестабильность и быстрое изменение границ во времени. Исследования природно-ресурсного размещения торфяных и сапропелевых месторождений рассматриваются на примере Пеновского района Тверской области, который входит в состав Валдайской физико-географической провинции [1]. Административные границы групп районов Тверской области в полной мере не учитывают естественные условия их залегания, нестабильны и относительно быстро меняются во времени. Это не может обеспечить рациональное освоение и использование торфяных и сапропелевых ресурсов на территории Тверской области.

Геолого - геоморфологическая обстановка территории Тверской области связана с эрозионно - аккумулятивной деятельностью ледниковых вод и последниковых потоков, обуславливая закономерное размещение болот и озёр. Район отличает многообразие генетических форм рельефа, которые обладают различной дренируемостью и освоенностью территории, составом минеральных отложений, типом почв, составом леса (рис. 1). Местность представляет собой пологоволнистую (на северо-западе территории – холмистую) равнину, пересеченную многочисленными озерами, расположенными обычно в понижениях между холмами, грядами, реками и ручьями. Холмы и гряды (высота 3 – 25 м) имеют вытянутую форму и округлые вершины; склоныих пологие и средней крутизны. Понижения между холмами плоские, нередко заболоченные.

Сапропель – современные тонкоструктурные отложения преимущественно биогенного происхождения, образующиеся под водой, на дне пресноводных водоемов из остатков организмов (планктонных, бентосных) и высшей водной растительности, при большой роли бактериальных процессов, происходящих в поверхностных слоях при малом доступе кислорода и содержащее не менее 15% органического вещества ОВ, а также неорганические (минеральные) компоненты биогенного и привносного характера.

Самые верхние неуплотненные сильно обводненные сапропелеобразующие слои озерных отложений носят название – пелогена. Они заселены донными организмами (личинками насекомых, червями, моллюсками и, особенно, микроорганизмами), которые обеспечивают интенсивное развитие биохимических и физико-химических процессов формирования сапропелей.

Поскольку жизнь пресноводных озер активизируется в теплое время года, а зимой замирает, сапропелевые отложения имеют характер годичных наслоений, которые зачастую хорошо заметны на глаз.

Закономерности формирования сапропелевых отложений в озерах обусловлены геологическими, геоморфологическими, гидрогеологическими и климатическими условиями, характером и размерами водосборной площади, морфометрией озерной котловины и т.п. Одним из решающих факторов в развитии озер является процесс осадкообразования, который, действуя постоянно и односторонне, ведет к постепенному обмелению озер и накоплению сапропелевых отложений.

По условиям залегания сапропелевые отложения делятся на два типа:

• Открытые – приурочены к различного рода озерам, на дне которых образуются разнообразные виды сапропелей. Это развивающиеся отложения с открытой водной поверхностью, над которой имеется лишь слой воды. Ежегодно на поверхность сапропелевых отложений поступает новая порция органического и минерального материала, за счет чего происходит увеличение их мощности (стадия седиментогенеза).

• Погребенные – обычно залегают в основании торфяной залежи под слоем торфа. Встречаются также сапропелевые отложения, погребенные под минеральными наносами. Они полностью прекратили свой рост, уплотняются и обезвоживаются. Стадия седиментогенеза отсутствует и формируется процесс диагенеза. К погребенному типу можно относить и такие сапропелевые отложения, если площадь остаточных озер невелика по сравнению с общей площадью таких отложений.

По местоположению в рельефе выделяются три геоморфологические группы сапропелевых отложений: сапропелевые отложения пойм – приурочены к пойменным озерам, преимущественно эрозионно-речного происхождения. Это обычно маленькие озера удлиненной и изогнутой формы (старицы реки). Сюда же относят и озера пойменно-притеррасного залегания; сапропелевые отложения высоких террас и зандровых равнин – образовались в древнепойменных и остаточно-ледниковых озерах, которые располагались в основном среди древнеаллювиальных и флювиогляциальных (водно-ледниковых) песчаных отложений. Низкие песчаные берега озер быстро зарастали и заторфовывались. Благодаря слабым уклонам поверхности и бедным песчаным почвам в озера поступало мало биогенных элементов и кластического материала; сапропелевые отложения холмисто-моренного ландшафта – преимущественно приурочены к озерам ледниково-аккумулятивного происхождения, которые остались после таяния ледника в многочисленных котловинах, понижениях и западинах моренного рельефа. В целом для сапропелевых отложений моренного ландшафта характерна повышенная минерализация за счет интенсивного привноса кластического материала с крутых склонов берегов, сложенных легко размываемыми суглинистыми породами. Холмисто-моренная равнина последнего Вадайского оледенения имеет значительное количество озер (озерность 1-2%). Озерные котловины располагаются в понижениях между моренными грядами и на склонах холмов, имея округлую или удлиненную форму. Большое значение в формировании сапропелевых отложений имеет фактор проточности озер. По морфометрическим показателям в направлении от проточных к бессточным снижается общая площадь озер и максимальная глубина котловины, увеличивается удельный водосбор. Образование сапропелевых отложений целиком и полностью связано и обусловлено характером водоема, в котором они образуются, и представляет собой сложный процесс биохимического, химического, физического и геологического порядка, а их состав отличается большим разнообразием.

Долины небольших рек узкие, более крупных – сравнительно широкие, склоны их преимущественно пологие. Преобла­дают супесчаные, песчаные и суглинистые, на озёрах – сапропелевые отложения. Грунтовые воды в долинах рек залегают на глубине до 5 м, по склонам холмов – до 10 м. В процессе этой деятельности формируются саморазвивающиеся экосистемы в виде озёрных бассейнов. В условиях образования речных долин с различными формами рельефа происходит формирование замкнутых отрицательных форм, закономерно расположенных в структурных элементах речных долин (водораздел, склон, надпойменная терраса, пойма), которые впоследствии являются очагами формирования озёрных месторождений сапропеля.

Поландшафтное распределение и залежную ресурсную характеристику озёрных месторождений сапоропеля отражают рис. 1 и табл. 1.

 

Рис. 1. Геосистемное природно-ресурсное размещение торфяных и сапропелевых месторождений

 

 

Таблица 1. Поландшафтная ресурсная характеристика озерных месторождений сапропеля

Пеновского района Тверской области

 

Торфяное болото – природный объект, с одной стороны, представляет собой биологический ресурс в естественном живом состоянии (растительный покров и его обитатели в виде пищевых ресурсов – клюквы, морошки, голубики; охотничьих ресурсов; лекарственного сырья и т. д.)

С другой стороны, это биологический ресурс в ископаемом состоянии в форме геологического тела – торфяное месторождение.

Минеральная геологическая среда при наличии подвижного горизонта капиллярной каймы (ПГКК) вблизи поверхности суши, ее строение, вещественный состав и природные свойства являются средой формирования болотного биогеоценоза и последующего развития торфообразовательного процесса, где на первоначальном этапе имели место природные геологические процессы и явления (выветривание, суффозия, эрозионно-аккумулятивная деятельность поверхностных текучих вод и др.) как результат активного взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы при последующей максимальной насыщенности органической жизнью в условиях избыточного увлажнения суши [2 – 3].

Все это предопределяет возможность ресурсной оценки торфяных месторождений в естественных границах, меняющихся в рамках геологического времени и, где учитывается все многообразие природных факторов (геологических, гидрогеологических, геоморфологических, почвенных, лесных биогеоценотических и пр.) [2 – 9].

Основанием проведения исследований послужили геоморфологическая классификация торфяных месторождений и особенности формирования речных долин [8 – 9]. Основное место в геоморфологической классификации торфяных месторождений занимают основные элементы речной долины.

По Г.В. Обедиентовой [6] основным рельефообразующим фактором является геологическая эрозионно-аккумулятивная деятельность поверхностных текучих вод. В процессе этой деятельности формируются саморазвивающиеся экосистемы в виде бассейнов речной сети. Деятельность других природных геологических процессов и явлений на поверхности суши является второстепенной. В условиях образования речных долин с различными формами рельефа происходит формирование замкнутых отрицательных форм, закономерно расположенных в структурных элементах речных долин (водораздел, склон, надпойменная терраса, пойма), которые впоследствии являются очагами формирования торфяных месторождений.

Поландшафтную ресурсную и качественную характеристику залежей торфяных месторождений отражает рис. 2. В целом наблюдается определенная взаимосвязь заболоченности и удельных запасов торфа, что позволит прогнозировать удельные запасы по заболоченности ландшафтов (природно-территориальных комплексов). По заболоченности (%) и удельным запасам торфа (т/га) низменные плоские озерно-ледниковые равнины (ландшафт 6) намного превосходят соседние ландшафты. По удельному запасу торфа низменные плоские озерно-ледниковые равнины намного превосходят соседние ландшафты. При этом их отличает многообразие торфяных месторождений по площади и местоположению в рельефе, где основными типами строения залежи являются низинный и верховой тип с различными качественными характеристиками. Среднезалежные значения степени разложения и зольности образуют обратную связь с влажностью торфяных отложений залежного слоя. Наибольшая пнистость залежи наблюдается на 3 ландшафте с высокой степенью разложения и зольностью.

 

Рис. 2. Поландшафтная георесурсная характеристика торфяных месторождений

 

По местоположению в рельефе наибольшая встречаемость торфяных месторождений характерна для 3 и 6 ландшафтов (склоновое и водораздельное залегание), где подстилающми минеральными отложениями являются супесь и суглинок с супесью (см. рис. 1, 2).

Результаты проведенных исследований отражают закономерный механизм взаимоотношения «разносредовых» компонентов природных комплексов, которые могут быть востребованы для решения научных и практических задач по природно-ресурсному размещению озёрных месторождений сапропеля и торфяных месторождений, равно как и для другого природного сырья, и комплексному рациональному их освоению на территории Пеновского района Тверской области. Природно-ресурсное размещение озёрных месторождений сапропеля и торфяных месторождений позволяет по новому взглянуть на оценку природно-ресурсного потенциала регионов в рамках естественных границ, прежде всего, как на местную сырьевую базу для создания, развития и совершенствования производственного потенциала по целому ряду приоритетных направлений хозяйственной, рекреационной и природоохранной деятельности.

Список литературы

1. Дорофеев А.А., Ткаченко А.А., Щукина А.С. и др. География Тверской области. Тверь: ТГУ, 1992. – 289 с.

2. Макаренко Г.Л.Геологическая природа болот: монография. − Тверь: ТГТУ, 2009. − 163 с.

3. Макаренко Г.Л. Оценка ресурсного потенциала природных объектов (на примере Тверской области): Учебное пособие. Тверь: ТГТУ, 2004. – 148 с.

4. Макаренко Г.Л. О геосистемном принципе изучения торфяных и сапропелевых месторождений. Научный журнал: Вестник Тверского государственного университета. ТГУ: Тверь, 2006. Выпуск 8. – С. 68 –72.

5. Макаренко Г.Л. Геосистемное природно-ресурсное размещение торфяных месторождений // Основы геологической природы, закономерности стратиграфии залежей торфяных месторождений, их георесурсная оценка: монография. Leipzig: LAP LAMBERT Academic Publisching, 2012. – 186 с.

6. Обедиентова Г.В. Формирование речных систем Русской равнины. – М.: Недра, 1975. – 173 с.

7. Пьявченко Н.И. Болотообразовательный процесс в лесной зоне // Значение болот в биосфере. М.: Наука, 1980. С. 7 – 15.

8. Пьявченко Н.И. Об изучении болотных биогеоценозов // Основные принципы изучения болотных биогеоценозов. Л.: Наука, 1972. С. 5 – 13.

9. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения. М.: Недра, 1976. – 488 с.

Код для цитирования: Скопировать