Экологические аспекты развития вулканогенных озёр Камчатского гидроэкорегиона

Рациональное использование природных ресурсов Камчатского гидроэкорегиона (рис. 1), обособляемого нами [Быкасов, 1991, 1994] в пределах 200-мильной морской зоны исключительных экономических интересов России, приуроченной к северной (от пролива Буссоль) части Курильских островов, полуострову Камчатке и приберинговоморской части Корякского нагорья, существенно осложняется слабой изученностью его ландшафтов и экосистем. Причём среди всего комплекса проблем, касающихся исследования ландшафтно-экологической структуры гидроэкорегиона в целях рационального природопользования, особое место занимает проблема его долговременного развития в свете воздействия антропогенной деятельности на природную среду. И в этом смысле изучение характера и масштабов воздействия вулканических и поствулканических процессов и явлений на особенности формирования и условия развития вулканогенных природных образований позволяет хотя бы отчасти восполнить этот пробел. Ибо процессы функционирования и эволюции таковых достаточно сложно устроенных природных систем во многом подобны (гомологичны, точнее) процессам формирования и преобразования их антропогенных прототипов.Одним из наиболее показательным примеров подобного параллелизма являются вулканогенные озёра, которые по особенностям процессов образования их котловин и водной массы и, особенно, по условиям, характеру и тенденциям вторичного преобразования прибрежных, литоральных и донных биогеоценозов (экосистем) надёжно коррелируются с соответствующими процессами образования и вторичного изменения биоты, местного микроклимата и коренных экосистем, происходящих при образовании и развитии всякого рода искусственных водоёмов. Что и позволяет рассматривать вулканогенные озёра в качестве своеобразных моделей-аналогов (гомологов) процессов воздействия антропогенной деятельности на речные и озёрные системы [Быкасов, 1993]. И тем самым представляет несомненный практический интерес в связи с возведением на реках Камчатки ряда гидроэлектростанций, так как способствует созданию, хотя бы на качественном уровне, прогноза основных тенденций в последующем развитии их водохранилищ.

Однако прежде чем приступить к заявленной теме, позволим себе небольшое отступление. Дело в том, что в повседневном применении термин «природопользование» без сопутствующего прилагательного «рациональное» излишне часто предполагает рутинное, если не сказать – примитивное, использование природных ресурсов. Тогда как подлинно рациональное природопользование предусматривает не столько даже рачительное освоение самих природных ресурсов, сколько максимально возможное сохранение естественной и посильное восстановление нарушенной природной среды.

26

Рис. 1. Схематическая карта Камчатского гидроэкорегиона: 1 – граница гидроэкорегиона, 2 – граница открытого участка Охотского моря, за пределами 200-мильной морской зоны экономических интересов России.

Кстати, нелишне будет отметить по этому поводу и то, что согласно общепринятому определению [Ожегов, 1986], средой именуется всё, что окружает тот или иной объект или субъект. То есть, говоря иначе, среда может быть какой угодно – природной, социальной, криминальной и т. д., но только не окружающей, ибо не может окружение окружать самоё себя. Однако эта тавтология – окружающая среда, увы, проникла даже в сугубо научные статьи и справочники [Реймерс, 1990] и потому вряд ли будет искоренена из научного лексикона. А жаль, ибо излишнее нагромождение неудачных терминов отнюдь не способствует прояснению сути вещей.

Но вернёмся к озёрным экосистемам как таковым. Всего в Камчатской области (совместно с Корякским автономным округом) выявлено около 30 тыс. озёр разного генезиса и размера [Ресурсы, 1972]. И наиболее распространёнными из них, вслед за озёрами, связанными своим происхождением с аккумулятивной деятельностью морей и рек, оказываются именно вулканогенные озёра [Гидрогеология, 1972].

В целом, класс вулканогенных озёр по морфогенетическим параметрам и характеристикам можно подразделять на два основных рода – вулканогенно-подпрудные и вулканогенно-котловинные. В свою очередь, вулканогенно-подпрудные озёра представлены грязекаменно-плотинными, обвально-плотинными и лавово-подпрудными видами, а вулканогенно-котловинные – кратерными и кальдерными озёрами и озёрами вулканотектонических депрессий [Быкасов, 1993].

Впрочем сразу же необходимо отметить, что классификации озёр, в том числе и вулканогенных, по генетическим, морфологическим (геоморфологическим), химическим (геохимическим), термическим и т. п. признакам в общем-то уводит нас в сторону от экологии. И уже потому не совсем подходят для решения природоохранных проблем и задач рационального природопользования. К тому же все таковые классификации в силу их односторонности по охвату явлений явно уступают классификации, основанной на экосистемном подходе. Хотя, конечно же, без предварительного подразделения озёр на соответствующие морфогенетические роды и виды вряд ли можно обойтись.

То есть озёра, в том числе и вулканогенные, прежде всего следует рассматривать в качестве оригинальных природных экосистем. В том смысле оригинальных, что любые озёра, равно как и искусственные водоёмы (водохранилища, пруды, отстойники), представляют собою достаточно сложно устроенные природные и полуприродные

27

(природно-социальные или информационные) системы, объединяемые в одну общую группу замедленным характером внутреннего водообмена. Именно поэтому, кстати, большинство из вулканогенных озёр, особенно относящихся к вулканогенно-плотинному типу, и по своему происхождению, и по своей морфологии практически не отличается от искусственных прудов и водохранилищ.

Впрочем стоит заметить, что и принципиально отличные от прудов и водохранилищ кратерные и кальдерные озёра как по некоторым своим морфометрическим характеристикам, так и по степени нагрева и минерализации водной массы также обнаруживают закономерное сходство с техногенными отстойниками и прудами производственных и очистительных сооружений. Вплоть до того, что в возникающее ходе вулканических и поствулканических процессов и явлений изменение температурного режима, минерально-солевого и кислотного состава их вод, равно как и внезапный спуск их вод, также может привести к деградации и гибели биоты.

Таким образом, и уже в самом генезисе вулканогенных озёр, а также в процессах образования и преобразования их водных масс обнаруживается достаточно много общего с искусственными водоёмами. Но столь же много сходного обнаруживается и в процессах формирования донных, аквальных и субаквальных экосистем названных водоёмов, и, особенно, в процессах вторичного преобразования прибрежных биогеоценозов. Ибо и в том и в другом случаях названные первичные преобразования достаточно быстро приводят к вторичным изменениям всего комплекса новообразованных озёрных систем.

И в самом деле, аквальные и донные экосистемы озёр на начальном этапе своего развития проходят, и довольно быстро, через ряд закономерных стадий своего преобразования. Вполне очевидно, что стадийность эта обусловливается крайней нестабильностью структурно-динамического состояния начальных фаз развития озёрных экосистем, а сама по себе нестабильность вызывается затоплением первично наземных экосистем и их последующей трансформацией.

Вполне понятно, что таковые стадийные изменения продолжаются до той поры, покуда все основные компоненты затопленных пространств не придут в полное соответствие со вновь сложившейся обстановкой. Что, в свою очередь, проявляется в коренной перестройке затопленных пространств и прилегающих к ним новообразованных берегов в донные, сублиторальные и прибрежные экосистемы. А окончательно завершается этот процесс формированием новых первично-коренных экосистем, объединяемых в новую функционально-динамическую ландшафтно-экологическую систему.

Одновременно с трансформацией донных экосистем вокруг озёрной чаши за счёт преобразования коренных экосистем начинают формироваться новые парагидрологические экосистемы обводнённых и подтопляемых берегов. Хотя, конечно же, прибрежные и субаквальные экосистемы при этом и сохраняют до некоторой степени свой унаследованный таксономический ранг, поскольку их основу составляют медленно преобразующиеся почво-грунты и ещё более медленно изменяющиеся формы первичного рельефа [Широков, 1990].

Таким образом, повторимся ещё раз, наиболее коренному преобразованию при формировании новых естественных и искусственных озёрных водоёмов подвергается режим функционирования водных и прибрежных биоценозов и сама по себе их водная масса, тогда как прибрежные экосистемы подвергаются заметно меньшему изменению, а сам процесс их преобразования длится намного дольше, чем у пелагиальных и донных экосистем. И это вполне понятно, поскольку прибрежные экосистемы развиваются, в основном, в прежних, хотя и в заметно усложнённых подтоком подземных вод и воздействием водной массы воздушно-климатических условиях. Тогда как все остальные структуры новообразованных озёр развиваются в совершенно иных гидроклиматических, гидрологических и гидрогеохимических обстановках.

То есть, обобщим, и природные, в том числе и вулканогенные, и антропогенные водоёмы подвергаются закономерному, и во многом однотипному, вторичному преобразованию. Причём на интенсивность и направленность основных этапов эволюционного процесса озёрных экосистем значительное влияние оказывают разнообразные внешние факторы, к важнейшим из которых относятся особенности водосбора, характер внешнего водообмена, форма озёрной котловины [Россолимо, 1967]. А поскольку все эти факторы находятся в прямой связи с климатом, растительностью и почвенным покровом, то и развитие озёрных экосистем обнаруживает непосредственную взаимосвязь с зональностью природно-ландшафтных условий. Что, кстати, служит ещё одним подтверждением того, что полное познание происходящих в вулканогенных озёрах процессов метаболизма, и не может обойтись без привлечения ландшафтно-экологической парадигмы.

Дело в том, что сложность структуры и многогранность функционирования любого рода озёр обуславливается взаимообусловленной деятельностью физических, химических и биоклиматических процессов. Причём наибольшую роль в усложнении структуры озёрных систем играют именно

28

биологические процессы, поскольку они протекают в результате сложнейшего взаимодействия большого числа факторов, из которых первое место, несомненно, принадлежит деятельности растений, животных и, особенно, микроорганизмов [Винберг, 1987].

Более того, именно в силу проявления биологических процессов и явлений озёрным экосистемам свойственно заметное разнообразие, при котором даже рядом расположенные и близкие по генезису, возрасту и прочим характеристикам озёра порою существенно отличаются друг от друга по экологическим параметрам. Причём, отметим лишний раз, это разнообразие в развитие озёр того или иного региона (то есть в условиях относительного сходства и постоянства природной среды) может быть наиболее полно изучено только с помощью экосистемного анализа [Общие закономерности, 1987].

А подчеркнуть это необходимо уже потому, что генетическое и морфологическое разнообразие озёрных экосистем, сложность их структурно-динамического развития и, главное, разностадийность эволюционного преобразования существенным образом осложняют разработку классификации озёр вообще и вулканогенных озёр в частности. Настолько существенным, что в поисках наиболее общих подходов к классификации озёр в последнее время максимальное внимание было обращено на процессы превращения вещества и энергии. Ибо именно способность аккумулировать и трансформировать вещество и энергию является одним из основных природных свойств озёрных водоёмов.

Исходя из этих представлений и была разработана экологическая, то есть построенная на биологической продуктивности водоёмов, классификация озёр, которая является наиболее универсальной (общелимнологической) из всех озёрных классификаций. Причём именно таковой вот экологический подход к проблеме изучения озёр, в отличие от других методологий их исследования, позволяет более полно и предельно последовательно выявлять и обосновывать хозяйственную значимость этих природных объектов.

В целом, согласно этой классификации, все озёра, независимо от их генезиса, морфологии, размера, глубины и состава воды, подразделяются на олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные и дистрофные. Причём на первых трёх стадиях эволюции экологические параметры и характеристики стремятся прийти в квазиравновесному состоянию, а последовательность развития озёрных экосистем направлена к усложнению их организации и усовершенствованию эффективности процессов метаболизма [Одум, 1975]. На последней же стадии озёрные экосистем начинают сперва переходить в более примитивное состояние вследствие сокращения видового разнообразия гидробионтов, а затем и полностью деградируют и даже исчезают в результате полного их заполнения твёрдыми осадками и отмершим органическим веществом.

То есть, если подробнее, после этапа полного завершения структурно-динамической перестройки затопленных и подтопленных урочищ и экосистем таковые озёра вступают в этап эволюционного развития, которое главным образом предопределяется биологическим фактором. В обобщённом виде этот процесс эволюции можно представить следующим образом. По мере накопления органического вещества озёра постепенно переходят от олиготрофной (низкопродуктивной) стадии развития к мезо- и эвтрофной (средне- и высокопродуктивной) стадиям. Конечно же, процесс этот далеко не всегда бывает однозначно направленным – в отдельные периоды он может, в силу различных причин (усиление стока, увеличение осадков и т.д.), замедляться, приостанавливаться и, даже, сменяться на противоположный – но в целом он необратим. Причём особенно важно то, что в районах современного активного вулканизма этот процесс, может заметно интенсифицироваться как воздействием нагретых и минерализированных вод, так и в результате выпадения вулканических шлаков и пеплов.

Кстати, именно вспышки биологической продуктивности, регулярно возникающие во многих камчатских озёрах после особо сильных вулканических извержений, подсказали ихтиологам [Куренков, 1975, 1985] идею искусственной подкормки (фертилизации) водоёмов в целях повышения их продуктивности. Причём опыт по фертилизации оз. Курильского, например, оказался столь успешным, что в 1990 г. на его нерестилища прошло около 6 млн. особей нерки вместо обычных 2-2,5 млн., за счёт чего на подходе к озеру промысловики выловили 10 тыс. т этой рыбы.

Конечно же, длительность процесса развития озёр от олиготрофии до дистрофии варьирует в самых широких пределах. Однако в общем, при одних и тех же ландшафтных условиях, небольшие и мелкие озёра гораздо быстрее проходят все названные стадии развития, чем более крупные и глубокие водоёмы. И особенно следует подчеркнуть в связи с этим то, что в наше время этот направленный процесс заметно ускоряется за счёт за счёт всех видов антропогенного загрязнения как самих водоёмов и водотоков, так и их бассейнов.

Вполне очевидно, что всё сказанное в полной мере относится и к вулканогенным озёрам, поскольку они после своего образования претерпевают закономерные стадии и формы преобразования. При условии, конечно, что интенсивная вулканическая и поствулканическая деятельность не вносит существенных корректив в этот процесс. О том же, что эти коррективы

29

могут быть очень существенными позволяют судить факты либо резкого увеличения минерализации, либо (и) подогрева водной массы таковых озёр газово-фумарольными эманациями. Вследствие чего, например, вокруг многих озёр вулкано-тектонических депрессий формируются и развиваются оригинальные гидротермальные экосистемы типа Узон-Гейзерного биогеоценоза на Камчатке [Стенченко, 1971]. А в отдельных случаях кратерные и кальдерные озёра и вовсе превращаются в природно-химические реакторы или резервуары. Как, к примеру, оз. Троицкого вулкана Малый Семячик, в водах которого одного только алюминия растворено около 200 тыс. т.

Вполне понятно также, что процесс эволюции вулканогенных озёр рано или поздно завершается полной их дистрофией с последующим заполнением озёрной чаши осадками и отмершим органическим веществом. При этом аккумуляция и последующая трансформация неорганического вулканогенного вещества в большинстве случаев также замыкается на круговорот органического вещества, объединяющего в себе биохимические процессы на всех без исключения трофических уровнях как в водной среде, так и в донных осадках [Морган, 1972], что и определяет уровень продуктивности гидробионтов вулканогенных озёр.

Таким образом, эволюция вулканогенных озёр ни по направленности, ни по характеру принципиально не отличается от эволюции природных озёр иного генезиса. Причём именно соотношение трёх ведущих процессов – поступление органического и минерального (вулканогенного) вещества, его накопление и образование в самом озере, а также его деструкция – можно использовать в качестве интегрирующего критерия, наиболее полно характеризующего сущность экологического функционирования вулканогенных озёр.

Однако в отличие от озёр невулканических регионов, вулканогенные озёра характеризуются тем, что процесс их вторичного ландшафтно-экологического преобразования зачастую приостанавливается, а нередко и обращается вспять в результате интенсивной вулканической и поствулканической деятельности. Вплоть до уничтожения самого озера как такового, или полной стерилизации его водной массы. Отчего, кстати, вулканогенные озёра и сопоставимы водоёмами антропогенного происхождения.

Примером подобного рода обращения вспять эволюционного развития за счёт абсолютной стерилизации является Карымское озеро, расположенное в кальдере вулкана Академии Наук Карымского вулканического центра. Второго января 1996 г. в этой – одной из наиболее активных современных вулкано-тектонических структур Камчатки началось одновременное извержение сразу из двух вулканических жерл, удалённых друг на друга на 6 км. Одно из них было приурочено к вершине вулкана Карымский, другое находилось под водой, в северной части Карымского озера [Федотов, 1996; Федотов и др., 2002; Fazlullin et al., 1996].

Рис. 2. Схема Карымского озера (по С. М. Фазлуллину и др., 2000): 1 – изобаты (м); 2 – урез воды до извержения; 3 – точки наибольших глубин; 4 – взрывные воронки на берегу озера и их номера; 5 – зона максимальной разгрузки холодных грунтовых вод; 6 – зона разгрузи термальных вод.

30

В результате уникального (такого рода фреамагматическое извержение на полуострове наблюдалось впервые) подводного извержения в северной части озера, представляющего собой округлый бассейн средним диаметром 3,8 км, глубиной 50–60 (до 70) м, и объёмом в 4,6×108 м3 (рис. 2), образовалась насыпная вулканическая постройка с кратером (кратер Токарева), заполненным озёрной водой, который соединяется с озером неглубокой протокой. За счёт вулканогенных эманаций низкоминерализированная и низкотемпературная, с субнейтральной pH, озёрная вода буквально за считанные сутки превратилась в кислотный (pH 3,1–3,3) раствор сульфатно-натриево-кальциевого состава. Причём её температура поднялась на 20–24ºС, и в первые месяцы после извержения в прибрежной полосе северного сектора (в районе новообразованного кратера) достигала 28ºС [Вакин, Пилипенко, 1998].

Полный анализ развития температурного режима озера был произведён С. М. Фазлуллиным с соавторами [Ушаков, Фазлуллин, 1997; Fazlullin et al., 1998], которыми за начальную точку отсчёта бралось наличие ледяного покрова на озере и нарастание температуры озёрной воды от 0°С возле подошвы ледяного покрова и до 4,0ºС на глубине 30 м. По их мнению, на первом этапе, разгрузка на дне озера вулканического флюида привела к нагреву и перемешиванию водных масс озера и таянию льда. На втором этапе, в результате продолжающегося в ходе извержения поступления тепла температура воды на глубинах ниже 20 м продолжала увеличиваться и к маю 1996 г. достигла 5,5ºС. На третьем этапе, в связи с завершением эруптивной фазы извержения, выделяемое в районе новообразованного кратера подземное тепло полностью шло на нагрев воды, которая через мелководный пролив попадала в основную часть озера. При этом хотя поверхность воды в озере сильно парила, её температура заметно уменьшалась от кратера к противоположному берегу. Наряду с этим во всём озере отмечалась устойчивая прямая температурная стратификация – исключение составляли лишь акватория затопленного кратера и придонные слои озера, где фиксировалась небольшая температурная инверсия.

На четвёртом этапе, начавшемся в конце апреля 1996 г., сокращение притока тепла в озеро через кратер привело к некоторому уменьшению температуры в эпилимнионе. Однако весенне-летний нагрев (пятый этап) вновь привел к возрастанию температуры воды на поверхности озера. Несколько повысилась температура и в гиполимнионе, хотя, конечно, и не так значительно, как сразу же после эруптивной фазы. С наступлением осеннего похолодания начался шестой этап, который сопровождался вертикальным перемешиванием и закончился формированием ледяного покрова практически по всей акватории озера.

Таким образом, в течении неполного года экосистема Карымского озера по своему температурному режиму практически полностью вернулась к своему прежнему состоянию. Чего не скажешь о химическом составе его водной массы, который претерпел и будет далее претерпевать значительную эволюцию в результате вертикального и горизонтального (приток пресной воды за счёт осадков и отток минерализованной воды из озёрной котловины) перемещения воды, с одной стороны, и балансом солей и кислот, с другой.

И в самом деле, в процессе подводного извержения Карымское озеро превратилось в один из самых больших резервуаров кислой воды в мире. Значительно возросло и общее содержание солей в озёрной воде. Однако за три года наблюдений произошло весьма заметное уменьшение запаса солей (табл. 1).

Таблица 1.

Изменение запасов солей в Карымском озере [Фазлуллин и др. 1999)

31

Существенно снизился за три года и объём запас макроэлементов. Так, в 1997 г. содержание в водном растворе As уменьшилось почти в 4,5 раз по сравнению с 1996 г. (правда содержание As взвешенного наоборот увеличилось в 5 раз); Al – на (в среднем) 30%; Fe – на 90% (Fe взвешенный увеличился на 50% до глубины примерно 30 м и на порядок в придонной части); Zn – в 3 раза (взвешенный Zn увеличился на 25%.

В целом же, как считают, сопоставляя данные по основному солевому составу придонных вод Карымского озера, С. М. Фазлуллин с соавторами [1999] в озере начался процесс медленного возвращения кислой воды сульфатно-кальциево-натриевого типа с минерализацией около 0,9 г/л и значительным (> 10 экв %) содержанием магния к своему первоначальному низкоминерализованному гидрокарбонатно-натриевому типу. Это обусловлено, в первую очередь, значительным притоком пресных вод поверхностного стока и разгрузкой хлоридно-натриевых вод источников Академии Наук.

Тем не менее, дальнейшие комплексные гидрохимические режимные наблюдения, проведённые на озере [Лупикина, Карпов, 2004], показали, что огромных масс пресной воды, поступающей в бассейн с латеральным стоком и атмосферными осадками, недостаточно, чтобы быстро разубожить и вымыть хлоридно-сульфатно-магниево-кальциевую компоненту, поступившую в бассейн озера в ходе извержения. Более того, выполненные в 2000 г. Г. А. Карповым балансные расчёты свидетельствуют о том, что процесс поступления в озёрную систему глубинных флюидов продолжается, как продолжается, по-видимому, и процесс извлечения воднорастворимого комплекса элементов из изверженных пород. Вот отчего за первые 4 года после окончания извержения pH воды изменился всего на 0,8 единицы (с 3,2 до 4,0) и лишь ещё через 4 года достиг 5,0. И вот отчего за этот же период не отмечалось существенных сдвигов и в макрохимическом составе водной массы озера, хотя в 1998 г. уже и обозначилась некоторая тенденция уменьшения содержания в воде кальция, хлорид-иона, H2PO3 и общей минерализации в целом [Вергасова и др., 1998; Karpov et al., 1996].

Впрочем, вся эта вулкано-химическая подоплёка для нас интересна прежде всего тем, что она обернулась масштабной экологической катастрофой. Однако прежде чем говорить о результатах и последствиях этой катастрофы следует обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, бентическая альгофлора озера как показатель продуктивности его биоценозов, также как, впрочем, и микрофлора термальных источников береговой зоны, до 1996 г. систематически не изучались. Во всяком случае, как считает Е. Г. Лупикина [2004], данные по смене фаз биологического режима озера не публиковались, бактериальные процессы трансформации соединений не изучались. Разве что только в начале 70-х годов ХХ века, в связи с подготовкой к эксперименту [Куренков, 1985а] по заселению озера туводной разновидностью нерки (кокани – Oncorhynchus nerka Walb) Кроноцкого озера (до этого абсолютно лишённого всяческой ихтиофауны), планктон озера был опробован на предмет его достаточности для питания кокани. При этом, по данным И. И. Куренкова [1985б], в нём доминировали представители диатомовых, составляющие основу кормовой базы зоопланктона. Среди них определяющими были Bacillariophyta – Aulacosira (Melosira) italica и Asterionella gracillima (с численностью более 250 тыс. клеток на 1 литр воды). В качестве постоянно сопутствующих (иногда субдоминантов) с оценкой от обилия до «нередко» по общепринятой 6-балльной шкале, Е. Г. Лупикиной [2004] по тем же осенним сборам И. И. Куренкова были обнаружены такие кормовые виды как Asterionella formos Hass., Stephanodiscus cf. invisitatus Hohn et Hellerman, Cyclotella tripartite Hakanson и Cyclotella bodanica Eulenst.

Во-вторых, в 1976 г. ввиду достаточной плотности ракообразных планктонеров названный эксперимент был успешно проведён. Причём он оказался интересен тем, что на первых порах кокани, не имея пищевых конкурентов, стала резко эволюционировать в сторону увеличения (в 2–3 больше изначальной) своего размера и массы тела. Однако по достижению максимальной численности она, столкнувшись с нехваткой пищи, вновь уменьшилась до, практически, своих первоначальных размеров. После чего стабилизировалась и по численности до 5 млн. особей, что, кстати, позволило ставить вопрос о её промышленной добыче.

Однако, возвращаясь к разговору об экологической катастрофе, заметим, что в результате извержения 2–3 января 1996 г. вся биота в озере было уничтожена начисто. При этом кокани, под воздействием ударных взрывных волн, погибла практически мгновенно, а грязевый поток, вырвавшийся из озера, вынес всю погибшую рыбу в устье р. Карымской. Может быть не сразу, но очень быстро, в результате загрязнения воды взвешенными частицами шлака и пепла, перенасыщенность воды токсичными газами, падения pH с 7,0 до 3,2-4,0 и резкого повышения солёности привели к уничтожению структурообразующего компонента планктонного альгоценоза Aulacosira (Melosira) italica, Aulacosira cf. triparita и Cyclotella bodanica Eulenst, а также вследствие продолжающегося в течении двух суток мощного воздействия ударных волн и электромагнитных возмущений, погибли и все остальные живые организмы.

32

В последующие – с 1996 по 2003 годы – автохтонная многовековая биота водной толщи оз. Карымского находилась в глубоко депрессивном состоянии. Вернее сказать, появившийся за эти 8 лет альгоценоз водной толщи (также, кстати, как и физиологически ослабленные ксенобионты зелёных, эвгленовых, диатомовых и др. водорослей) имел чётко выраженный аллохтонный характер и был представлен, в основном, единичными и редкими экземплярами цианопрокариот из термальных источников береговой зоны [Лупикина, Никитина, 2001; Лупикина, Жаковщикова, 2003].

Некоторая положительная динамика в развитии альгоценоза впервые, пожалуй, наметилась в глубоководных осадках кратера Токарева с лета 1998 г., где были зафиксированы первые тысячи экземпляров (с нормальным физиологическим состоянием клеток) в г ила пеннатных диатомовых Pinnularia и Nitzschid, характерных для мелководий и не свойственным для глубоководных группировок водорослей. Доминирующее положение в эпипелоне и особенно в эпилитоне в весенне-летние сезоны 1999-2002 годов занимали нитчатые формы зелёных водорослей (Chlorophyta – Ulothrix sp. с сопутствующими Microspora timidula Hazen Enteromorpha intestinalis (L) Link – их суммарная биомасса при pH равном 5–6 (вероятно, за счёт гидротерм подводной разгрузки) в пересчёте на органический углерод достигала 0,15 кг/м3. Ранее эта группировка водорослей в озере не отмечалась. В эпипелоне прибрежной зоны по большей части периметра озера совместно с пеннатными диатомовыми присутствовали также немногочисленные одноклеточные представители Chlorophyta, систематический состав которых также, как и образующих альгобактериальные маты, продолжающихся формироваться в северном, северо-восточном и южном секторах озера.

При этом в летне-осенние периоды 1997-1998 годов на фоне повышенного содержания железа в воде, главным образом в литоральной зоне озера, в пределах фотического слоя (при слабокислых значениях pH) доминировали зелёные и бесцветные жгутиковые формы Chlorophyta, а также присутствовали многочисленные представители Euglenophyta (Euglena cf. tripteris (Duj) Klebs, Euglena sp. sp, Lepocinclis sp.). Это явление на Карымском озере и других озёрах Камчатки ранее не отмечалось [Лупикина, 2004].

Небольшая положительная динамика в восстановлении диатомовой составляющей фитопланктона наблюдалась в июне 2000 г. В частности, в тотальной пробе, взятой в 60 м к северу от восточной группы термальных источников Академии Наук, были обнаружены [Лупикина, Карпов, 2004] немногочисленные цепочки Aulacosira cf. distans (Her.) Simon.

Обобщая всё сказанное, следует ещё раз подчеркнуть, что пример с развитием экологической ситуации Карымского озера может служить своеобразным эталоном для оценки отрицательных последствий, могущих возникнуть в результате катастрофических прорывов отстойных прудов или размывов отвалов отработанных пород при добыче золота и прочих полезных ископаемых.

Что же касается социально-экономической (хозяйственной) значимости самих вулканогенных озёр, как экономических категорий, то она проявляется в нескольких основных аспектах. Первый из них связан с рекреационной составляющей вулканогенных озёр, трактуемых в данном случае в качестве весьма ценные туристических объектов. И с этой точки зрения на Камчатке особо привлекательными для развития массового туризма являются котловинные (Курильское, Троицкого, Карымское и др.) и подпрудные (оз. Толмачёва, Глубокое, Междусопочное и пр.) вулканогенные озёра полуострова.

Второй хозяйственный аспект вулканогенных озёр предопределяется ценностью накопленной в них воды. При этом если пресноводные озёра являются крупными, имеющими порой общепланетарное значение, хранилищами предельно чистой питьевой воды, то сильно минерализованные воды отдельных кратерных и кальдерных озёр можно рассматривать в качестве своеобразных природных фабрик по производству полезных ископаемых.

Третий аспект хозяйственного интереса к вулканогенных озёрам заключается в той потенциальной опасности, которая таится в возможности их внезапного прорыва. Например, в 1923 г. у одного бессточного озера, расположенного в верховьях реки Средней Авачи, прорвалась плотина, сложенная рыхлыми продуктами вулкана Бакенинг. Образовавшийся по этой причине мощный грязевый поток снёс на расстоянии в несколько десятков километров пойменный лес и слой почвогрунтов мощностью до 1 м., а уровень воды в р. Аваче возле нынешнего г. Елизово (около 100 км от места прорыва) поднялся на 2 м [Евтодьев, 1976]. Причём, судя по наличию по крайней мере двух абразионных террас у озера Авачинского (р. Средняя Авача), а также по состоянию грязекаменной плотины этого озера, повторение подобного прорыва в будущем вполне возможно, особенно в случае проявления сильного землетрясения, очень вероятного для юго-восточной Камчатки. И потому желательно в самом срочном порядке провести специальное обследование озёрных плотин бассейна р. Авачи и, по возможности, укрепить наиболее опасные из них методом направленного взрыва. Ибо даже с чисто экономической точки зрения последствия могут быть куда как более дорогими, чем проведение названных мероприятий.

33

И всё же наиболее важнейшим фактором, обеспечивающим вулканогенным озёрам максимальную хозяйственную значимость, является их высочайшая биологическая продуктивность как лососёвых нерестилищ и мест нагула лососёвой молоди [Остроумов, 1985]. Например, уже упоминавшееся нами оз. Курильское обладает столь высокой продуктивностью лососёвых (до 1020 кг/га водной поверхности), что по общему вылову рыбы не уступает Байкальскому озеру, площадь водного зеркала которого в 400 раз превышает площадь Курильского озера.

В связи с рыбохозяйственной ценностью вулканогенных озёр нельзя не упомянуть о дополнительных путях и способах повышения их продуктивности. Это, например, зарыбление некоторых из них пресноводной разновидностью лосося. Кстати, сама эта разновидность, иначе именуемая «кокани», появилась в природе благодаря исключительно вулканизму. Дело в том, что в результате излияния лавовых потоков была перекрыта река Кроноцкая и образовалось озеро Кроноцкое – самый большой пресноводный водоём на Камчатке. И произошло это настолько быстро, что некоторые мальки лосося, появившиеся на свет в верхних истоках реки Кроноцкой, не сумев попасть в море, успели адаптироваться к условиям пресного водоёма и не погибли, дав тем самым начало новой популяции (виду) лососёвых. И вот во второй половине XX века были проведены успешные эксперименты по «пересадке» кокани во многие вулканогенные озёра Камчатки. И в частности в оз. Штюбеля вулкана Ксудач, оз. Толмачёва и Карымское озеро.

Другим способом повышения продуктивности некоторых из вулканогенных озёр могло бы стать создание и (или) воссоздание проходных стад лососей путём строительства специальных рыбопроходов. В частности, в качестве одного из наиболее возможных вариантов подобного рода рассматривалось то же озеро Кроноцкое, которое в случае создания удобного рыбопрохода могло бы в десятки, если не в сотни раз, увеличить выход лососей с единицы площади за счёт нереста проходных лососей [Куренков, 1978].

И, наконец, существует и ещё один, пятый, аспект хозяйственной значимости вулканогенных озёр. Связан он с эталонной ролью таковых природных экосистем, и в этой своей ипостаси вулканогенные озёра могут представлять двойной интерес. Во-первых, сам по себе процесс формирования и развития таковых озёр может послужить естественной моделью процессов развития искусственных водохранилищ, которые в последние годы стали усиленно сооружаться на Камчатке в связи с энергетическим кризисом. При этом важно, что образование собственно вулканогенных озёр различного типа происходило и происходит на полуострове постоянно – одним из последних примеров является образование обвально-подпрудного озера в долине р. Старый Семячик предположительно в 1959 г. в результате сильного землетрясения [Леонов, 1990]. И хотя это не совсем вулканогенное озеро, тем не менее оно прекрасно дополняет тот временной ряд естественных озёр, сформировавшихся в разное время, который и позволяет проследить этапы вторичного преобразования подобного рода озёр на всех – от самой начальной и до эквифинальной – стадиях их развития.

Вместе с тем процессы формирования и развития вулканогенных озёр и, главное, их важнейшее рыбохозяйственное значение наводят нас на мысль о том, что на некоторых реках, особенно на западном побережье Камчатки, где угроза сильного землетрясения неизмеримо ниже чем на восточной части полуострова (а значит и риска меньше), можно было бы, методом того же направленного взрыва, например, создавать искусственные озёра в целях повышения (в несколько раз) продуктивности лососёвых бассейновых ландшафтно-хозяйственных комплексов. Особенно перспективно на наш взгляд в этом смысле создание подобного водохранилища на р. Тигиль, которая будучи второй по длине, объёму стока и площади бассейна рекой полуострова, относится к довольно бедным по запасам лососёвым водотокам.

В заключение следует сказать, что вулканогенные озёра являются характерной частью ландшафтной структуры полуострова. И потому любое изменение, происходящее или произошедшее в ландшафтах, окружающих озёра, будь оно вулканического, антропогенного или любого другого генезиса, незамедлительно отразится на развитие озёрных экосистем. В свою очередь, и изменения, происходящие в озёрных экосистемах, особенно такие, которые могут повлечь за собою катастрофический спуск воды, имеют важное значение как для развития окружающих ландшафтов и экосистем, так и для жизнедеятельности человека.

Отсюда возникает настоятельная потребность создания службы мониторинга если не всех, то хотя бы самых опасных для человека вулканогенных озёр, и озёр бассейна р. Авачи в первую очередь. Основной целью подобного мониторинга должно стать выявление изменений, происходящих и в самих озёрных водоёмах, и на их берегах, и на территориях их водосборных и водосбросных бассейнов. Впрочем, комплексность мониторинга изначально предопределяется необходимостью выявления возможных отклонений процессов развития озёрных экосистем. Что, в свою очередь, обусловливается предварительным выявлением и изучением источников и потоков поступающего в озёра вещества и расчётом балансов его прихода и расхода, а также моделированием прогнозируемых на основе этого анализа процессов возможного изменения состояния озёр как с точки зрения их хозяйственного освоения, так и с позиций их возможного (тот же, скажем, прорыв плотины) воздействия на природу и интересы человека.

34

В целом, программа мониторинга вулканогенных озёр может подразделяться на три взаимосвязанных уровня: информационный, организационный и методологический. На первом их них необходимо провести инвентаризацию озёр, выявить степень их изученности и выбрать для дальнейших исследований и мониторинга наиболее представительные из них как в плане научных интересов, так и, и прежде всего, разумеется, в отношении потенциальной опасности для жизнедеятельности человека. На втором уровне собственно и создаётся сама служба мониторинга с сетью пунктов наблюдения с эпизодическим, периодическим и, по возможности, постоянным режимами слежения за изучаемыми процессами и явлениями. Этот этап необходимо включает в себя [Ефремов, 1990]: организацию гидрометеорологических наблюдений хотя бы на самых представительных из озёр; изучение их водной флоры и фауны с регистрацией изменений их видового состава и численности; отбор проб воды и донных отложений в целях выявления и изучения возможных аномальных отклонений; всестороннее послойное изучение донных осадков с целью выявления направленных изменений их химического состава, вызванных как вулканической, так и хозяйственной деятельностью; организацию наблюдений за фоновым загрязнением как озёрных водоёмов, так и. по возможности, их бассейнов; выявление источников и потоков мигрирующих (и в первую очередь – загрязняющих) веществ, поступающих либо со стоком, либо (и) воздушным путём.

Наконец, третий уровень мониторинга, предполагающий окончательный анализ и обобщение имеющегося и вновь накопленного материала, характеризуется выявлением основных тенденций развития вулканогенных озёр, разработкой перспектив их хозяйственного освоения и, главное, созданием прогноза возможных последствий как в ходе их спонтанного саморазвития, так и в результате хозяйственной деятельности. Жаль только, что для реализации этого этапа, как, впрочем, и второго, у самой науки нет ни финансовых, ни материальных ресурсов и средств, а со стороны местных властей и всякого рода природопользователей ни понимания остроты проблемы, ни желания помочь учёным в её решении хотя бы на методологическом уровне.