Озера полупустынной и пустынной зон

В Советском Союзе зона полупустынь частично захватывает юго-восток европейской части СССР, к востоку от Ергеней, а в основном она тянется на восток от Волги до предгорий Тянь-Шаня. Южная граница полупустыни идет извилисто по 48-й параллели, на востоке Казахской ССР спускается и проходит по 47-й параллели. Природа полупустынь СССР характеризуется переходными чертами между степями и пустынями. Климат полупустынной зоны континентальнее степного, годовая сумма осадков 150-250 мм, поверхностный сток в отдельные годы отсутствует, испаряемость за год в 4-6 раз превышает сумму годовых осадков. В условиях равнинного рельефа полупустынь характерно развитие депрессий, размеры которых достаточно велики. Благодаря накоплению талых вод в них происходит интенсивное выщелачивание растворимых солей в почвах и образование солодей. На участках вне депрессий почвы светло- каштановые в комплексе с солонцами, на небольшой глубине богатые сернокислыми и углекислыми солями, на поверхности солонцеватые; на речных и озерных террасах развиты солончаки. На южные окраины полупустыни с юга заходят бурые пустынные, обычно сильно солонцеватые почвы. Пестрота почв отражена в растительном покрове, грунтовых водах и степени минерализации воды в озерах. На песках обычны пресноводные озера.

Полупустынная зона на юге переходит в пустынную, которая расположена в азиатской части СССР в пределах Прикаспийской и Туранской низменностей и заходит в предгорья Копетдага, Тянь-Шаня и Памиро-Алая. Климат пустынной зоны континентальнее и суше, чем в полупустыне, годовая сумма осадков от 80 до 150 мм, испарение также более интенсивное, чем в полупустыне. В связи с климатическими условиями растительный покров изреженный и редкий, на песчаных массивах широко распространены эоловые формы рельефа в виде гряд и барханов, среди них плоские глинистые такыры и неглубокие котловины суффозионно-эолового происхождения. Почвы пустынь СССР относят к пустынным бурым и серо-бурым сероземам, они очень бедны гумусом (до 1%) вследствие бедности растительного покрова и быстрой минерализации органического вещества. Минерализация грунтовых вод на равнинах большая, она нарастает от гор по направлению в глубь пустынь. Сухость воздуха обусловливает сильное испарение, вызывающее передвижение грунтовых и почвенных вод снизу вверх, таким образом происходит накопление растворимых солей сульфатов, карбонатов и хлоридов в верхних горизонтах почв, следствием чего является широкое распространение солончаков. Озера в пустынях Советского Союза многочисленны, котловины очень больших озер (Аральское море, Балхаш) тектонического происхождения, а небольших и малых - эолового и суффозионного, вода в озерах в различной степени минерализованная. Небольшие и малые озера бессточные, поэтому уровень воды и степень ее минерализации колеблются по сезонам, малые озера летом пересыхают, если они не соединены с реками, арыками и каналами. Ниже мы даем описание диатомовой флоры озер зоны пустынь, при этом выпускаем флору Аральского моря, которая приведена в разделе "Южные моря". В озерах полупустынь водоросли не исследованы, но флора их не должна резко отличаться от флоры озер пустынь.

На юго-востоке Казахской ССР (45°-46°40' с. ш., 73°35'- 79°10' в. д.), на высоте 340 м над ур. м., в пустынной зоне находится оз. Балхаш. Котловина озера тектонического происхождения. На севере озеро граничит с мелкосопочником, на западе, юге и востоке окружено песками пустынь. Озеро вытянуто в широтном направлении, его длина около 605 км, ширина 8-74 км. Озеро разделено проливом на 2 части:: западную, более широкую, мелководную (до 11 м), почти пресноводную, и восточную, узкую, глубокую (до 26.5 м) и солоноватоводную. Озеро питают реки, наиболее крупная из них р. Или, впадающая в западную- часть озера и опресняющая ее, в питании озера принимают участие также грунтовые воды. Климат района резко континентальный, годовое количество осадков 110 мм, испарение до 930 мм. Вода озера минерализованная, содержание солей увеличивается с запада на восток от 90 до 995 мг/л,. рН 8-9.1 (Молчанов, 1929а; Панов, 1933; Домрачев, 1933). Минерализация воды периодически колеблется (Тарасов, 1961а, 19616). По солевому составу озеро относится к хлоридно-сульфатно-натриевому типу. Озеро покрывается льдом с ноября, вскрывается во второй половине апреля, летом поверхностный слой воды нагревается до 28°. Дно глубоководной части Балхаша покрыто светлыми, местами беловатыми илами, состоящими, по предположению, из диатомитов (Домрачев, 1933). В заливе Ала-Куль (юго-восточная часть озера) образуется сапропель из Botryococcus braunii (Вислоух, 1920; Скворцов, 1928).

Первые отрывочные сведения о диатомовых водорослях Балхаша на основании единичных проб дали С. М. Вислоух (1920,1923) и Б. С. Закржевский (1934). В планктоне озера доминировали Melosira granulata, Cyclotella ocellata и Coscinodiscus lacustris var. hyperborea et var. septentrionalis. Подробные сведения о диатомеях приведены И. А. Киселевым (1951), обработавшим 60 проб (взятых в 1929 и 1930 гг. в пелагиали озера и у берегов), в которых он обнаружил 211 форм диатомей. Планктон в западной части озера беден, руководящий диатомовый комплекс его представлен пресноводными видами: Melosira islandica, M. italica, Tabellaria fenestrata, Asterionella formosa и Fragilaria crotonensis. С продвижением на восток состав комплекса меняется, из него выпадают пресноводные компоненты Melosira и Asterionella и появляются галофилы: Amphiprora paludosa var. issykulensis, Surirella striatula и др. В восточной части озера в планктонном комплексе господствуют мезогалобы: Chaetoceros gracilis, Ch. muelleri, Ch. simplex, Ch. wighamii, которые местами развиты в массе, их сопровождают Tropidoneis lepidoptera, Anomoeoneis polygramma, Campylodiscus clypeus. Аналогичная смена происходит среди эпифитных и донных диатомей: при продвижении с запада на восток пресноводные формы уступают место галофилам и мезогалобам. В восточной части обычны мезогалобы: Nitzschia hungarica, N. obtusa, N. sigma, N. spectabilis, Amphora commutata, A. robusta, A. coffeiformis, A. veneta, Pleurosigma elongaturn и мн. др.

В Джамбулской обл. Казахской ССР (42°58' с. ш., 70°45' в. д.), на высоте 500 м над ур. м., на стыке пустыни Муюнкум и гор Каратау, находится оз. Бийликоль (Бийлюкуль). Размеры озера 15 x 7 км, глубина до 7 м, годовые колебания уровня до 1 м, в разные годы до 3 м. Озеро проточное, вода, по сведениям В. М. Обуховой и А. А. Носкова (1966),. пресная, рН 8.7. Озеро с берегов сильно заросло полупогруженными и погруженными высшими растениями. В озере обнаружено (11-13 VIII 1959) 174 формы диатомовых водорослей. В фитопланктоне в массе обитает Melosira granulata, обычны M. varians, Coscinodiscus lacustris, Bacillaria paradoxa, редки Cyclotella ocellata, C. meneghiniana и единичны C. comta. Остальные виды случайно планктонные, попавшие из обрастаний: Diatoma elongatum var. elongatum et var. tenue, Fragilaria crotonensisr F. construens var. construens, var. venter, var. subsalina и др. Среди обрастаний и в перифитоне озера превалируют виды родов Synedra (12), Navicula (18), Cymbella (22), Gomphonema (19), Nitzschia (24). Хотя В. М. Обухова и А. А. Носков (1966) и указывают, что вода в оз. Бийликоль пресная, однако доказательством минерализации воды в озере является экологический состав его диатомовой флоры (авторы дали полный список диатомей), в котором много галофилов и мезогалобов, в частности Synedra tabulata, Pleurosigma elongatum, Navicula pygmaea, N. salina var. minor, Gomphonema salinarum, Nitzschia ovalis, N. sigma, N. filiformis, N. communis var. abbreviata, виды и разновидности рода Mastogloia. В то же время отсутствуют виды родов Asterionella, Tabellaria, Eunotia, Pinnularia, столь характерные для пресноводного озера. Косвенным доказательством того, что вода озера минерализованная, служит вытекающая из Бийликоля р. Асса, которая на незначительном расстоянии от него образует соленое усыхающее озеро Ащиколь (Ащи-Куль; высота 370 м на ур. м.) (Молчанов, 1929а). Температурный режим этого озера, по-видимому, суровее, чем в озерах, расположенных на равнинной пустыне. Это нашло отражение в составе флоры озера, в которой присутствуют холодноводные виды: Diploneis parma, Stauroneus schulzii, Navicula lacustris var. paulsenii, Didymosphenia geminata, Eunotia valida, Cymbella hustedtii и др.

В Туркменской ССР исследованы водоросли двух пустынных озер: Чокрок и Донгуз-Аджи, расположенных к западу от г. Ашхабада, на равнине пустыни Каракумы у подножия хребта Копетдаг. Оз. Чокрок находится в 40 км к северу от железной дороги Ашхабад- Красноводск (между станциями Искандер и Узук-Су), расположено в пустыне среди песчаных барханов, размеры озера 3.5 x 1.5 км, глубина не более 1.5 м. Озеро бессточное, питание селевыми водами, стекающими с северного склона Копетдага. В осенне-зимнее время в озеро стекает избыток вод из близлежащего арыка. В редкие годы осенью озеро почти пересыхает. Вода слегка солоноватая, но пригодная для питья. В фитопланктоне, бентосе и обрастаниях (26-27 II 1958 при температуре 10- 11°) обнаружено 22 формы диатомей (Коган, 1960а). Планктон состоит исключительно из случайно планктонных форм, среди которых преобладают преимущественно пресноводные виды, часто встречаются галофилы и единичные мезогалобы: Achnanthes minutissima, Navicula cryptocephala, в меньшем количестве Synedra pulchella, S. ulna, Navicula halophila, Cymbella pusilla var. uzboica, Epithemia turgida, Nitzschia apiculata, N angustata, N. obtusa, Mastogloia braunii и др. В этом бессточном озере несомненно должно быть значительное годичное колебание минерализации, исследовано озеро в период наиболее низкой минерализации.

Оз. Донгуз-Аджи расположено в 1.5 км к северу от оз. Чокрок в глубокой межбарханной котловине, размеры его 1.5 x 0.5 км, глубина до 1.5 м. Питание осуществляется путем подземной фильтрации воды через толщу песков из оз. Чокрок, озеро не имеет поверхностного стока, не пересыхающее (Коган, Мищенко, 1959). В планктоне (30 X 1955) найдены в небольшом количестве Cyclotella meneghiniana и случайно планктонные Nitzschia obtusa, N. liebetruthii, Navicula halophila, Cymbella pusilla var. uzboica. Среди обрастаний и на дне доминируют Synedra pulchella, S. tabulata, S. acus var. radians, Mastogloia lanceolata, M. braunii, Navicula halophila, N. kolbei, N. pygmaea, N. frustulum, Anomoeoneis sphaerophora var. sphaerophora et var. sculpta, Campylodiscus clypeus и др. Как видно из этого списка, диатомовая флора озера чрезвычайно богата мезогалобами, указывающими на значительную минерализацию его воды. Из обнаруженных в озере 28 диатомей (Коган, 1960а) 20 относятся к мезогалобам, остальные к галофилам. Это вполне естественно для бессточного озера, расположенного в пустыне среди барханов и питаемого минерализованными водами.

Большой интерес представляют озера северо-западной Туркмении, расположенные в западной части Узбоя, которые считаются пресными: Топиатан, Кара-Тегелек и Ясхан. Они находятся в отдалении от русла Узбоя, как бы прижаты к левому, высокому уступу пустыни Каракумы. Из озер в периоды высокого уровня воды в них происходит сток воды в Узбой. По происхождению эти озера являются древними старицами Узбоя, поэтому они носят название "реликтовых озер". Сохранение этих стариц в виде озер обусловлено их питанием грунтовыми водами из-под крутого склона пустыни Каракумы.

Оз. Топиатан, самое северное из этих озер, распадается на ряд впадин, заполненных водой, и состоит как бы из 4 соединенных между собой озер: Верхний Топиатан (около 400 x 100 м, глубина 2 м), Средний Топиатан (400 x 100 м, глубина 4 м), Нижний Топиатан (340 x 50 м, глубина около 1 м) и Соленый Топиатан (600 x 100 м, глубина около 1 м). Вода всех озер солоноватая (в мг/л): Cl 1220, SO₄" 216.4, HCO₃'+СO₃ 193.6, плотный остаток 2008 (Молчанов, 19296). Исследован фитопланктон Верхнего и Среднего Топиатана И. А. Киселевым (см.: Старостин, 1948: 58-65). В планктоне Верхнего Топиатана из планктонных видов встречены в незначительном количестве Cyclotella meneghiniana, Chaetoceros muelleri, Asterionella formosa, преобладали случайные планктонные Mastogloia elliptica var. elliptica et var. dansei, Epithemia sorex, Campylodiscus clypeus, а остальные виды в малом количестве и единично. В планктоне найдена 41 форма, из них мезогалобов 13, галофилов 5, остальные пресноводные индифферентные виды. Воду озера, конечно, нельзя считать пресной, около половины состава диатомей указывает на значительную ее минерализацию.

Оз. Кара-Тегелек расположено в 6 км к югу по течению Узбоя от оз. Топиатан. Берега озера сильно заросли тростником и камышом, вода пресная на вкус (в мг/л): Cl 224.5, SO₄" 114.8, HCO₃'+CO₃ 176, плотный остаток 672.4 (Молчанов, 19296). В планктоне найдены Cyclotella meneghiniana, Melosira varians, Stephanodiscus astraea, Asterionella formosa, остальные виды случайно планктонные, наиболее обычные из них: Fragilaria brevistriata, Achnanthes rostrata, Navicula oblonga, Caloneis silicula var. silicula et var. inflata, Amphora ovalis, Epithemia sorex, Rhopalodia gibba, R. ventricosa, Nitzschia scalaris и др. Всего в озере найдено 48 видов, которые показывают, что это озеро достаточно минерализованное: галофилы и мезогалобы составляют 50%, при этом мезогалобов около 30% от всего состава диатомей.

Оз. Ясхан находится в 12 км к югу от оз. Кара-Тегелек, ниже по течению Узбоя двух предыдущих озер. Оно делится на 2 участка: северный и южный. Южный участок озера - собственно Ясхан - глубиной 4-5 м. Анализ воды открытого плеса Ясхан (вмг/л): Cl 1440; SO₄" 324.6, HCO₃'+ CO₃ 220, плотный остаток 2544.5 (Молчанов, 19296). Фитопланктон (11 VIII 1936 при температуре 28.6°) богатый, в нем найдена 61 форма диатомей, обильно представлены Chaetoceros muelleri, Ch. simplex, Cyclotella meneghiniana, в меньшем количестве C. comta, Asterionella formosa, остальные виды случайно планктонные, среди них преобладали Achnanthes blasoletiana, Navicula oblonga, Fragilaria brevistriata, Campylodiscus clypeus, остальные виды редкие и единичные. Это озеро также нельзя рассматривать как пресное, в нем ¹/₃ видов мезогалобы, которые вместе с галофилами составляют половину всех диатомей, обитающих в озере. Одновременное обитание в планктоне мезогалобов и пресноводных видов служит показателем колебания минерализации воды в озерах северо- западной Туркмении.

Водоросли рассмотренных трех озер были вторично исследованы Ш. И. Коганом (1959, 1963), но это исследование было недостаточным, вследствие чего нельзя установить, произошли ли изменения в составе флоры за протекший период. В оз. Ясхан Коган обнаружил 75 чидов, из которых упоминает 13, в оз. Кара-Тегелек - 23, а упоминает 4, в Верхнем Топиатане - 32, но не называет ни одного вида. Однако автор говорит, что эти "пресные", по Л. А. Молчанову (1929а, 19296) и И. В. Старостину (1948), озера должны быть отнесены к мезогалинным водоемам, только в оз. Кара-Тегелек альгофлора может быть охарактеризована как пресноводная с незначительным участием солоноватоводных форм.

Озера, расположенные на юго-востоке Туркменской ССР, на стыке пустыни Каракумы и хребта Кугитангтау, отличаются по происхождению от рассмотренных озер пустынной зоны. Они находятся на высоте 800- 850 м над ур. м. в районе распространения карстов среди типичных и темных сероземов, часто гипсированных и засоленных. Котловины озер карстового происхождения, поэтому озера глубокие. Гидрологические и температурные условия не указаны. Водоросли исследованы в трех озерах (Коган, Мищенко, 1959; Коган, 19606).

Оз. Катта-Куль - наиболее крупное из этих озер, размеры 700x300 м, максимальная глубина 29 м, вода минерализованная, общая сумма солей 1445 мг/л, соленость по хлору 383 мг/л. В фитопланктоне (18 VI 1954 при температуре 22°) качественный состав диатомей не богат (26 форм), количественное их развитие слабое, преобладают виды Cyclotella: C. meneghiniana, C. kuetzingiana, Cyclotella sp., единично представлен Coscinodiscus lacustris, остальные случайно планктонные: Cocconeis placentula var. euglypta, Achnanthes minutissima var. minutissimaet var. cryptocephala, Navicula radiosa, Cymbella affinis, Diploneis ovalis и др. Планктон представлен в основном пресноводными видами, присутствуют также немногочисленные галофилы и редкие мезогалобы, как Nitzschia lorenziana var. subtilis, Amphiprora paludosa var. subsalina, а в обрастаниях кроме этих мезогалобов встречены Synedra tabulata, S. pulchella, Bacillaria paradoxa и Amphora coffeiformis, присутствие которых указывает на значительную минерализацию воды озера.

Оз. Курджум-Куль меньше предыдущего, флора диатомей в нем более разнообразна по составу и экологическому характеру. В планктоне обитают галофилы: Cyclotella meneghiniana, Diatoma elongatum, Navicula cryptocephala var. intermedia et var. capitellata, мезогалобы: Mastogloia smithii var. amphicephala et var. lacustris, Bacillaria paradoxa, Synedra pulchella, Diploneis ovalis, Gyrosigma spenceri и холодноводные виды: Diatoma hiemale var. mesodon, Anomoioneis serians var. brachysira f. thermalis, Pinnularia appendiculata (всего 38 видов и разновидностей). Диатомовый комплекс показывает, что минерализация воды этого озера значительно выше, чем предыдущего.

Оз. Айгир-Куль небольшое (размеры не указаны), беднее предыдущих карстовых озер по систематическому составу диатомей (23 формы). В планктоне обитает Cyclotella kuetzingiana, остальные виды планктона случайные, попавшие из обрастаний, среди них превалируют Cymbella cymbiformis, C. ventricosa и некоторые другие, встреченные изредка и единично. Диатомовая флора пресноводная, большинство видов широко распространенные, обитающие преимущественно в олиготрофных водоемах, есть среди них галофобы (Eunotia lunaris, E. praerupta) и индифферентные виды, но целиком отсутствуют галофилы и мезогалобы. Это озеро пресноводное, что несомненно связано с его карстовым происхождением и атмосферным питанием. К сожалению, нет никаких сведений о его гидрологии и окружающих почвах.

Анализируя диатомовую флору этих трех карстовых озер, мы видим, что они имеют некоторое сходство по наличию пресноводных, широко распространенных индифферентных видов. Катта-Куль имеет с оз. Курджум-Куль 14 общих видов, что составляет для первого озера 54%, а с озером Айгир-Куль 28 общих видов. Оз. Айгир-Куль пресноводное, Катта-Куль слабо минерализованное, а Курджум-Куль средне минерализованное, в нем кроме галофилов присутствует около 30% мезогалобов. В условиях карста обычны пресноводные озера, но в данном случае климат пустыни и засоление почв явились причиной минерализации карстовых озер.

Водоросли озер пустынь СССР исследованы еще весьма недостаточно. Пока мы имеем сведения об их диатомовой флоре, основанные на изучении единичных проб, которые можно рассматривать как предварительные. Они свидетельствуют о сходстве диатомовой флоры озер пустынной зоны с флорой озер степной зоны как по таксономическому составу, так и по экологическому характеру.