|
10 ФЕВРАЛЯ 2007
Геологическая изученность Куршской косы и её подводных склонов
(Сборник научных статей. Выпуск 5 )
Харин Г.С., АО ИО РАН, Жуковская И.П., НП «Куршская коса».
Геологическая изученность Куршской косы и её подводных склонов
(в сокращении)
Геология Куршской косы изучается длительное время. В данной статье проведён обзор доступных опубликованных сведений по геологии, как самой косы, так и прилегающих акватории и склонов косы. Сделан обзор опубликованных работ геологических исследований Куршской косы и её подводных склонов. Первая инструментальная геологическая работа на косе была выполнена почти полтора века назад (Berend, 1869). И ужев то время были заложены основные представления о её геологии и генезисе. В последующее время большинство немецких геологов (H. Von Wichdorf, 1919, Andree, 1932, Beurlen, 1933, Pratje, 1935 и др.) развили эволюционную гипотезу происхождения косы. Лишь один Уль (Uhl, 1942) выступил с другой гипотезой (катастрофической), связав образование балтийских кос с гигантской волной. В советский период большое внимание было уделено геологии и геоморфологии Балтийского моря и связанной с ним Куршской косе. Были составлены и изданы геологические геоморфологические карты Прибалтики и Балтийского моря в м-бе 1 : 500000. Детальные исследования российских геологов с применением бурения позволили выяснить сложное геологическое строение и состав Куршской косы, которая в отличие от прежних представлений о ней, как о «песчаной пересыпи», оказалась гетерогенным геологическим телом.
В истории геологических исследований Куршской косы и прилегающей акватории выделяются три этапа:
1 – первый - до 1945 г. (довоенный), когда их изучением занимались немецкие геологи;
2 - второй - с 1945г. до 1989г. (год распада Советского Союза), когда коса и акватория изучались совместно, нередко в одних экспедициях российскими и литовскими геологами;
3 - третий - с 1990 г. – (постсоветский), когда изучение косы ведется раздельно. Российские геологи изучают свою часть косы, также как и литовские геологи, не увязывая полученные данные, а часто и не зная о результатах исследований соседей.
Как видим, геологическое тело, каким является, хотя и “эфемерным”, Куршская коса, отличается крайне неустойчивым по латерали и вертикали (во времени и пространстве) составом. Чтобы выявить достоверные закономерности в её формировании, геологическом строении и эволюции необходимо иметь достаточно полный объём фактических данных.
Обзор известных нам опубликованных работ по геологии Куршской косы и её подводных склонов дает возможность утверждать, что их геологическая изученность отличается крайней неравномерностью. Геологическое строение и состав российской части косы изучены более детально, особенно в прикорневом её отрезке (0 – 10 км.). Здесь фактических данных достаточно для составления объёмной геологической карты косы в масштабе 1:50000. Отрезок косы на 10 – 53 км. изучен менее детально. Здесь возможно составление объёмной геологической карты в масштабе 1:100000. Изученность литовской части косы, где судя по имеющимся данным, отвечает геологическому картированию в масштабе 1:500000 – 1:1000000. Примерно также нужно оценить геологическую изученность Куршского залива и прилегающей к косе части Балтийского моря, где в основном проведены лишь работы по изучению поверхностных (верхнеголоценовых) донных осадков. Буровые работы и отбор колонок осадков с помощью геологических трубок выполнены в ограниченном количестве.
Общим недостатком проведенных геологических работ является слабая обеспеченность палеонтологическими и споро-пыльцевыми данными, и определениями абсолютного возраста осадков. Это отражается на недостаточной стратиграфической расчлененности, что затрудняет возможность сопоставления (корреляции) их между собой.
Рекомендации. Составление объёмной геологической карты Куршской косы было бы интересным с разных позиций: 1 – практической, 2 – научной, 3 – демонстрационной. Такая карта даст возможность классифицировать участки косы по степени их устойчивости, что важно при возведении различных сооружений и объектов. Она бы прояснила ряд неясных вопросов по геологии, происхождению и эволюции косы. Цветное изображение и макет объёмной геологической карты будут весьма востребованными экспонатами не только в Музее Куршской косы, но и за его пределами.
Список литературы
1. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г. Д. Геолого-геоморфологическое строение Куршской косы и некоторые этапы истории ее развития // Геоморфология. 2006. № 3. с. 37-48.
2. Болдырев В.Л. Куршская Коса: состояние береговой зоны и некоторые вопросы берегозащиты. Проблемы изучения и охраны природы Куршской Косы. Калининград: ГП «КГТ», 1998, с. 87-99.
3. Гуделис В.К., Геология и история развития природных дюн на Косе Куршю-Нерия, Труды института Геологии АН ЭССР, 1960, T.V, с. 65-83.
4. Гуделис В. Морфогенетические типы берегов Балтийского моря, Baltica, 1967, Vol. 3 с. 123-145.
5. Харин Г.С. Древнебереговые линии и уступы на дне Гданьского залива и Центральной Балтики. В Кн. Процессы осадконакопления в Гданьском бассейне, М.: ИОРАН, 1986, с. 25-30.
6. Харин Г.С. Дочертвертичные породы Центрального сектора Балтийского моря. В Кн.: Региональная геология Прибалтики, Рига, Зинатне, 1974.
7. Харин Г.С, Харин С.Г. Геологическое строение Куршской Косы и ее подводных склонов. Сб. Проблемы изучения и охраны природы Куршской Косы, Калининград: ГП «КГТ». 1998, с. 310-317.
8. Харин Г.С., Харин С. Г. Геологическое строение и состав Куршской Косы (Балтийское море), Литология и полезные ископаемые, 2006, №4, с. 1-10.
9. Харин Г.С, Харин С.Г.jНовые данные о геологическом строении и составе Куршской Косы, в Кн.: Проблемы изучения и охраны Куршской Косы, Калининград, 2006, с 176-194.
10. Andree К, Bau und Entstehung der Kurischen Nehrung, Jn Europas Sanwuste, Die Kurische Nehrung, Konigsberg, 1932, S. 1-44.
11. Berendt G, Geologie des Kurischen Haffs und seiher Umgebung, Konigsberg, 1869.
12. Geology of the Gdansk Basin.Baltic Sea, Kaliningrad: Yantarny Skaz, 2002, 494 p.
13. Hans Hess von Wichdorff, Geologie der Kurischen Nehrung, Abh. Preuss geol. Landesanst, Berlin, 1919a, 1965.
14. Hans Hess von Wichdorff, Kurischen Nehrung Erlaulerungen zur Geologischen karte von Preussen and Benachbarten Bundenstaaten, Preuss geol. Landesanst., Berlin, 1919b, 87 s.
1935, Bd. 68, H. 3/4, s.277.
14 МАРТА 2008
ФЕНОМЕНОЛОГИЯ И ОПЫТ АНАЛИЗА ПРИЧИН ВЕТРОВАЛА НА КУРШСКОЙ КОСЕ
(Сборник научных статей. Выпуск № 4)
Рыльков О.В. НП «Куршская коса»
Феноменология и опыт анализа причин ветровала на Куршской косе
Вывал дерева с корнем – ветровал, как повторяющееся явление единичного или массового характера обычно для лесной зоны. Литературными данными подтверждается особая приуроченность массовых ветровалов к горным и прибрежным районам, для которых прохождение сильных штормов и ураганов носит периодический характер (11).
При скорости ветра 20-24 м/с уже отмечается более или менее массовый групповой вывал перестойных и ослабленных гнилями деревьев. При скоростях ветра более 35 м/с вывалу или слому (ветровал в отличие от ветролома характерен для деревьев с высокой прочностью древесины ствола и слабым закреплением корней в почве) подвергается весь древостой, в том числе и здоровые деревья.
В большинстве случаев ветер является важным экологическим фактором, который удаляет ослабевшие и обумирающие деревья, освобождая жизненное пространство для подроста. Таким образом, в естественных лесах поддерживается сложная пространственно- возрастная структура основного древостоя. По иному складывается ситуация в искусственных древостоях (лесных культурах), созданных руками человека. Здесь, посадкой саженцев с определенной и равномерной густотой, создается человеком древостой одного возраста и породы на значительных площадях.
Показательным примером в этом отношении являются лесные культуры сосны обыкновенной на прибрежных песках Балтийского моря, в частности на Куршской косе.
Из истории Куршской косы (узкого песчаного п-ва длиной 98км) и по наличию погребенных лесных почв известно, что по до середины 16 века дюны Куршской косы были покрыты первобытным лесом, но постепенно в течение двух последующих столетий лесной, а затем и остальной растительный покровы исчезают, пески приходят в движения, вступают в действие факторы ветровой эрозии. Ее последствия приводят к полному опустыниванию большей части песчаного полуострова – косы.
Главная причина тому - безответственная хозяйственная деятельность человека (вырубка секуляризированного орденского леса, выжигание напочвенного покрова (вереска), безконтрольный выпас скота). В этом отношении Куршская коса не уникальна, аналогичные явления опустынивания, прежде лесных территорий, происходят и в соседних подобных ландшафтах: окрестностях оз. Лэба, косах Хель и Вислинской.
Для устранения катастрофических последствий песчаных бурь на Куршской косе с середины 19 века стали создавать лесные культуры, которые прежде всего носили покровно-защитный, противоэрозионный характер, но только в тех случаях, где существовала реальная угроза засыпания посёлков и дорог. Мероприятия по укреплению дюн обходились Прусской казне очень дорого: закрепление 1 га дюны стоило от 500 DM в простых условиях до 1500 DM – в сложных, это себестоимость с учетом использования без оплатной рабочей силы заключённых. Дневной заработок мужчины в то время составлял 1,2 DM, женщины – 0,8 DM.
В настоящее время лесные культуры на Куршской косе составляют более половины всех ее лесных площадей и представляют собой однопородные и одновозрастные сосняки с густотой посадки 10-20 тыс./га. Такая высокая густота посадки обеспечивала скорейшее смыкание полога и гарантию защиты песков от развевания. Дальнейший уход за этими культурами заключался в проведении периодических санитарных рубок по низовому принципу, т.е. производится выборка деревьев подчиненного древостоя. Извлечение их из древостоя не оказывало существенного влияния на увеличение жизненного пространства господствующих деревьев.
Достигая возраста 80±10 лет эти рукотворные древостои вываливаются ветром, причем это явление имеет массовый характер, главным образом вываливаются здоровые деревья, без видимых поражений гнилями. В литературе есть упоминания о следующих осенне-зимних массовых ветровалах: в 1.01.1918 г. на Вислинской косе (где культуры сосны гораздо старше) и в 1968, 1969, 1976, 1999 гг. на Куршской косе.
Так в результате последнего ветровала, вызванного ураганом “Анатоль” 4 дек. 1999 г., со скоростью ветра более 20 м/с (в порывах до 25-30). (Случайно ли люди называют ураганы по имени? Ведь человеческие имена подобает давать разумным существам?)
Только в НП "Куршская коса" объем стволовой древесины поваленных деревьев составил сумму около 40 000 куб. м на площади немногим более 2 000 га. По времени уборка основной массы ветровала заняла три последующих года (холодных сезона). Причем в течение следующего года (местами дольше) кроны многих поваленных деревьев были зелеными, т.е. деревья продолжали жить, довольствуясь частью корневой системы, которая осталась в почве.
Зная о характере развития корней сосны (3), который закреплен наследственно, можно было бы ожидать развитие ее корневой системы в глубину, но у ветровальных сосен (1999 г.) наблюдается развитие основной массы корней в верхнем слое глубиной до 80 см . Причем окончания корней щеткообразно ветвятся, поэтому свежий выворот имеет форму сплошной (корни с влажным песком) призмы с ровной (как бы подрезанной ножом) нижней границей. Такой характер развития корневой системы можно объяснить наличием непреодолимой для корней границы снизу. Эта граница на Куршской косе может быть обусловлена, по крайней мере, двумя факторами, а именно:
1) уровнем грунтовых вод. Это предположение можно выявить при наложении на топокарту схемы участков массового ветровала большей частью они совпадают с “заболоченными” участками. Данное наблюдение подтвердилось и натурными обследованиями: в почвенных разрезах выкопанных относительно сухой осенью 2003 г. уровень грунтовых вод на основных участках массового ветровала был на уровне от 90 до120 см.
2) твердостью нижних горизонтов песчаных грунтов (6). Необходимо отметить, что лесные культуры на Куршской косе создавались на голых кварцевых песках, такие пески отличаются жесткой (мелкой) поровой структурой, которую физически не в состоянии преодолеть относительно толстые корневые окончания сосны.
Расширение корнеобитаемого слоя под сосновыми культурами, в этих условиях происходит, медленно с каждым новым поколением деревьев. Поскольку сосна лишь использует пространство ризосферы освоенное предыдущим поколением березы Лесная почва, накапливая органику и свойственный состав почвенной флоры и фауны, постепенно становится более рыхлой и плодородной, со временем приближаясь к оптимуму экологических требований сосны.
По второму условию повысить устойчивость твердого тела против опрокидывания можно и за счет увеличения площади его опоры. Какова “площадь опоры” у отдельного дерева основного древостоя? К 70 годам, когда натуральный процесс выделения деревьев в сосняках обычно заканчивается, здесь на косе на гектаре культур сосны третьего бонитета размещается 1200±200 шт./га, т.е. на одно дерево приходится немногим более 8 м2/шт. (круг радиусом 1,6 м), что вполне соответствует среднему размеру отдельной вывороченной корневой призмы. И хотя с возрастом происходит разреживание древостоя, но как было упомянуто выше, после 70 лет свободное пространство корнями сосны уже не осваивается.
Из этого следует, что рассматриваемые древостои практически обречены. Поскольку в условиях мелкой ризосферы (корневого пространства) деревья не имеют уже возможности увеличить свою устойчивость против опрокидывания ни за счет увеличения площади опоры (рост корней вширь), ни за счет понижения центра тяжести (рост корней в глубину). В тоже время масса надземной части, за счет приростов ствола по диаметру, увеличивается до конца жизни и центр тяжести дерева повышается, а соответственно и риск опрокидывания с возрастом увеличивается.
По-видимому, важную роль в прочности заделки корневой системы в почву играют не столько скелетные корни, которые легко вытягиваются из почвы, сколько огромная масса мелких корешков. Здесь работает «эффект Гуливера» прочно привязанного к земле множеством по отдельности слабых ниток.
Последний факт наталкивает на мысль, что клубеньки на корешках и желваки на корнях ольхи, (ольха как известно, растет на более сырых и потому более «вязких» почвах) по своей конструкции увеличивают прочность заделки каждого корня и соответственно прочность заделки в почву всей корневой системы.
Остается упомянуть, что предшествовавшая ветровалу летняя засуха 1999 г. могла отрицательно отразиться на сцеплении с почвой и прочности мелких корешков у ветровальных сосен. А фактом срастания корней сосны можно объяснить имевшиеся случаи подневольного вывала рядом стоящих деревьев.
Рис.1 Схема прохождения продольной волны ветра в древостое
|
Наблюдения показывают, что ветра подобной силы не всегда вызывают в древостое подобные последствия. Порыв ветра (шквал) создает в древостое продольную волну, при которой каждое отдельное дерево совершает вынужденное колебание вдоль ее направления распространения (рис.1). Поэтому наибольшую опасность для дерева представляют шторма с частотой шквалов приближающейся к частоте собственных колебаний ствола, тогда происходит явление резонанса, (резкое возрастание амплитуды колебаний) при котором, возникающие нагрузки на корневую систему, превышают предел ее прочности.
| 
Экоцентр "Заповедники"
Центр охраны дикой природы
Национальный парк "Куршю Нерия"
