ОЗЕРОВЕ́ДЕНИЕ

ОЗЕРОВЕ́ДЕНИЕ, лим­но­ло­гия (от греч. λίμνη – пруд, озе­ро и ...ло­гия), раз­дел гид­ро­ло­гии су­ши, изу­чаю­щий кон­ти­нен­таль­ные во­до­ёмы – озё­ра, во­до­хра­ни­ли­ща, пру­ды и весь ком­плекс про­те­каю­щих в них взаи­мо­свя­зан­ных про­цес­сов. При ис­сле­до­ва­нии во­до­ёмов О. ис­поль­зу­ет ме­то­ды гид­ро­ло­гии, гид­ро­гра­фии, гид­ро­фи­зи­ки, гид­ро­хи­мии, гид­ро­био­ло­гии, гео­бо­та­ни­ки, ме­тео­ро­ло­гии, гео­мор­фо­ло­гии, ма­те­ма­ти­ки, ин­фор­ма­ти­ки и др.

Основные направления исследований

Гл. за­да­ча О. – ком­плекс­ное изу­че­ние раз­ви­тия во­до­ёмов, фи­зич., хи­мич., био­ло­гич. и гео­мор­фо­ло­гич. про­цес­сов, взаи­мо­дей­ст­вие ко­то­рых в во­до­ёмах и на их во­до­сбо­рах оп­ре­де­ля­ет гид­ро­ло­гич. и эко­ло­гич. ре­жим. С этой це­лью О. ис­сле­ду­ет: про­ис­хо­ж­де­ние, раз­ме­ры, строе­ние и пре­об­ра­зо­ва­ние кот­ло­вин и бе­ре­гов во­до­ёмов; струк­ту­ру, со­став и воз­раст дон­ных от­ло­же­ний; фи­зич. и хи­мич. свой­ст­ва вод­ных масс, фор­ми­рую­щих­ся на во­до­сбо­ре и в са­мом во­до­ёме, их ди­на­ми­ку и транс­фор­ма­цию под воз­дей­ст­ви­ем внут­ри­во­до­ём­ных про­цес­сов и ан­тро­по­ген­ных воз­дей­ст­вий; вод­ный, те­п­ло­вой и се­ди­мен­та­ци­он­ный ба­ланс во­до­ёмов; ко­ле­ба­ния уров­ня, дви­же­ние вод (вол­не­ние, те­че­ния, сгон­но-на­гон­ные яв­ле­ния, сей­ши, кон­век­тив­ное и ди­на­мич. пе­ре­ме­ши­ва­ние); тер­мич. и ле­до­вый ре­жим; со­став, кон­цен­тра­цию и ба­ланс рас­тво­рён­ных в во­де ми­нер. и ор­га­нич. ве­ществ; се­зон­ные цик­лы раз­ви­тия и взаи­мо­дей­ст­вие вод­ных ор­га­низ­мов планк­то­на, бен­то­са и нек­то­на, про­дук­тив­ность вод­ных со­об­ществ и их роль в транс­фор­ма­ции ор­га­нич. ве­ще­ст­ва в во­до­ёмах; а так­же влия­ние озёр и во­до­хра­ни­лищ на про­цесс реч­но­го сто­ка. На­ря­ду с изу­че­ни­ем круп­ных и хо­зяй­ст­вен­но важ­ных озёр и во­до­хра­ни­лищ, боль­шое зна­че­ние име­ют ис­сле­до­ва­ния, про­во­ди­мые с це­лью ти­пи­за­ции и клас­си­фи­ка­ции мно­го­числ. не­боль­ших во­до­ёмов.

В О. ис­поль­зу­ют­ся ма­те­риа­лы на­блю­де­ний в экс­пе­ди­ци­ях, на озёр­ных стан­ци­ях, по­стах и гид­ро­ме­тео­ро­ло­гич. об­сер­ва­то­ри­ях; при­ме­ня­ют­ся аэ­ро­кос­мич. съём­ка, элек­тро­мет­рич., фо­то­мет­рич., изо­топ­ные и др. точ­ные ме­то­ды ис­сле­до­ва­ний, ком­плекс­ные гид­ро­ло­го-гид­ро­хи­мич. и гид­ро­био­ло­гич. съём­ки озёр и во­до­хра­ни­лищ, фи­зич. и ма­те­ма­тич. мо­де­ли­ро­ва­ние про­те­каю­щих в них про­цес­сов.

История развития

Во­до­ёмы ис­поль­зу­ют­ся че­ло­ве­ком на всём про­тя­же­нии его ис­то­рии, древ­ней­шие пить­е­вые и ир­рига­ци­он­ные со­ору­же­ния су­ще­ст­во­ва­ли в Ме­со­по­та­мии, Древ­нем Егип­те, во­до­мер­ные на­блю­де­ния на озё­рах про­во­ди­лись с 18 в. в Рос­сии, Гер­ма­нии, Ни­дер­лан­дах, Фран­ции, Швей­ца­рии и др. О., как од­но из на­прав­ле­ний гео­гра­фии, бы­ло обос­но­ва­но в 1885 на 5-м Ме­ж­ду­нар. гео­гра­фич. кон­грес­се в Лон­до­не, где Ф. Фо­рель, швейц. лим­но­лог и ин. чл.-корр. РГО, мн. го­ды изу­чав­ший Же­нев­ское оз. (Ле­ман), в док­ла­де сфор­му­ли­ро­вал за­да­чи ком­плекс­но­го изу­че­ния озёр. Его док­лад был под­дер­жан Д. Н. Ану­чи­ным, ис­сле­до­вав­шим озё­ра в ис­то­ках Вол­ги, Зап. Дви­ны и Днеп­ра. В 1886 Фо­рель опуб­ли­ко­вал ин­ст­рук­цию и про­грам­му для сис­те­ма­тич. изу­че­ния озёр, а в 1901 – об­стоя­тель­ное ру­ко­во­дство по лим­но­ло­гии, из­дан­ное в 1912 на рус. язы­ке. О., как гео­гра­фич. нау­ка, ста­ло ак­тив­но раз­ви­вать­ся в Рос­сии и дос­тиг­ло сво­его рас­цве­та в сов. вре­мя. Оно опи­ра­лось на ре­гу­ляр­ные во­до­мер­ные на­блю­де­ния на озё­рах, ко­то­рые про­во­ди­лись на Ла­дож­ском оз. (с 1724), Кас­пий­ском м. (с 1830), оз. Се­ли­гер (с 1847), оз. Иль­мень (с 1881). Пер­вые лим­но­ло­гич. ла­бо­ра­то­рии для ком­плекс­но­го ста­цио­нар­но­го изу­че­ния внут­ри­во­до­ём­ных про­цес­сов бы­ли ор­га­ни­зо­ва­ны на не­боль­ших озё­рах: в 1888 – Ко­син­ская на оз. Бе­лое под Мо­ск­вой (ок. 50 лет ру­ко­во­дил Л. Л. Рос­со­ли­мо); в 1891 – Глу­бо­ко­озер­ская на оз. Глу­бо­кое в ис­то­ке р. Ма­лая Ис­т­ра, под г. Зве­ни­го­род (пер­вый ди­рек­тор – акад. АН СССР С. А. Зер­нов, в те го­ды ещё сту­дент). Ме­то­дич. по­со­бия по О. со­став­ле­ны ис­сле­до­ва­те­ля­ми Е. С. Мар­ко­вым (1902) и Ю. М. Шо­каль­ским (1905). В 1920–24 бы­ли вы­пол­не­ны мас­штаб­ные по­ле­вые ис­сле­до­ва­ния на ка­рель­ских озё­рах Оло­нец­кой экс­пе­ди­ци­ей Гид­ро­ло­ги­че­ско­го ин­сти­ту­та (ГГИ), ру­ко­во­ди­те­лем экс­пе­ди­ции был Г. Ю. Ве­ре­ща­гин. В 1928 он соз­дал Бай­каль­скую лим­но­ло­гич. стан­цию в пос. Ли­ст­вян­ка (ны­не ба­за Лим­но­ло­ги­че­ско­го ин­сти­ту­та СО РАН). В 1948–1956 Рос­со­ли­мо ис­сле­до­вал в оз. Бай­кал слои­стость дон­ных от­ло­же­ний. Боль­шой вклад в раз­ви­тие отд. на­прав­ле­ний отеч. О. вне­сли в раз­ное вре­мя Л. С. Берг, С. И. Куз­не­цов, их­тио­лог Г. С. Кар­зинкин, гид­ро­ло­ги С. Д. Му­ра­вей­ский, Б. Б. Бо­го­слов­ский, К. К. Эдель­штейн, гид­ро­био­ло­ги Г. Г. Вин­берг, Б. С. Гре­зе, К. А. Вос­кре­сен­ский, гид­ро­хи­ми­ки А. П. Ви­но­гра­дов, Ф. И. Без­лер, Е. В. По­со­хов и др. В раз­ви­тии О. боль­шое зна­че­ние име­ют тру­ды за­ру­беж­ных учё­ных. Од­на из из­вест­ных лим­но­ло­гич. ла­бо­ра­то­рий, Плён­ская, соз­да­на в 1890 в Сев. Гер­ма­нии (ны­не Ин-т эво­лю­ци­он­ной био­ло­гии Об-ва Мак­са План­ка). Наи­бо­лее из­вест­ные лим­но­ло­ги: Э. Бердж, Р. Вет­цель, Дж. Э. Хат­чин­сон, П. С. Уэлч (США); В. Хальб­фас, А. Ти­не­ман (Гер­ма­ния), Э. Нау­ман (Шве­ция), Ф. Рут­нер (Ав­ст­рия), Б. Дю­сар (Фран­ция). Тео­ре­тич. и при­клад­ные про­бле­мы О. раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся в н.-и. ин­сти­ту­тах и ла­бо­ра­то­ри­ях бо­лее чем 40 стран, в Рос­сии – Озе­ро­ве­де­ния ин­сти­тут, ГГИ, Ин-т био­ло­гии внутр. вод РАН им. И. Д. Па­па­ни­на в пос. Бо­рок Не­ко­уз­ско­го р-на Яро­слав­ской обл., Ин-т вод­ных про­блем Се­ве­ра Ка­рель­ско­го на­уч. цен­тра РАН в г. Пет­ро­за­водск, Лим­но­ло­гич. ин-т СО РАН, Гид­ро­хи­мич. ин-т Рос­ги­дро­ме­та в г. Рос­тов-на-До­ну, ин­сти­ту­ты и ла­бо­ра­то­рии ря­да ми­ни­стерств и уни­вер­си­те­тов. Ра­бо­ты по О. пуб­ли­ку­ют­ся в те­ма­тич. сбор­ни­ках и жур­на­лах: «Из­вес­тия Рус­ско­го гео­гра­фи­че­ско­го об­ще­ст­ва» (СПб., с 1865), «Ме­тео­ро­ло­гия и гид­ро­ло­гия» (Л.; М., с 1950), «Био­ло­гия внут­рен­них вод» (М., с 1967), «Funda­mental and applied limnology» (Stuttg., c 1905; Гер­ма­ния), «Limnology and Ocea­nography» (Balt., с 1956; США) и др. Боль­шую роль в раз­ви­тии О. иг­ра­ют ме­ж­ду­нар. лим­но­ло­гич. кон­грес­сы и сим­по­зиу­мы, ре­гу­ляр­но со­зы­вае­мые (с 1922) Ме­ж­ду­нар. ас­со­циа­ци­ей тео­ре­тич. и при­клад­ной лим­но­ло­гии (SIL – Societas Inter­natio­na­lis Limnologiae), из ко­то­рых 3-й (1925) и 18-й (1971) кон­грес­сы про­во­ди­лись в СССР, а так­же сим­по­зиу­мы по гид­ро­ло­гии озёр Ме­ж­ду­нар. ас­со­циа­ции гид­ро­ло­гич. на­ук (IAHS – International Association of Hydrological Sciences). Боль­шой вклад в об­мен лим­но­ло­гич. ин­фор­ма­ци­ей внёс Ме­ж­ду­нар. к-т по со­стоя­нию озёр (ILEC – Interna­tional Lake Environment Committee), из­дав в 1987–93 пять то­мов дан­ных эко­ло­гич. ис­сле­до­ва­ния бо­лее 200 озёр и во­до­хра­ни­лищ ми­ра.

Современные направления

В ком­плекс­ном ис­сле­до­ва­нии во­до­ёмов по­лу­чил при­зна­ние ба­лан­со­вый прин­цип изу­че­ния пре­вра­ще­ния ве­ществ и энер­гии, не­об­хо­ди­мый для раз­ра­бот­ки ре­ко­мен­да­ций ра­цио­наль­но­го ис­поль­зо­ва­ния озёр и во­до­хра­ни­лищ, про­гно­за воз­мож­ных из­ме­не­ний гид­ро­ло­гич., гид­ро­хи­мич. и био­ло­гич. ре­жи­мов, вы­зван­ных их экс­плуа­та­ци­ей. Дан­ные стра­ти­гра­фии озёр­ных от­ло­же­ний и на­блю­де­ния за ко­ле­ба­ния­ми уров­ня во­ды в озё­рах ис­поль­зу­ют­ся для изу­че­ния из­ме­не­ния кли­ма­та и вла­го­обо­ро­та ме­ж­ду океа­ном и су­шей в пред­ше­ст­вую­щие эпо­хи и ре­ше­ния др. во­про­сов гео­гра­фии. В свя­зи с за­гряз­не­ни­ем озёр и во­до­хра­ни­лищ и уси­ли­ваю­щей­ся их эв­тро­фи­ка­ци­ей гл. на­прав­ле­ни­ем в О. ста­но­вит­ся ре­ше­ние про­бле­мы оцен­ки, про­гно­за и ох­ра­ны ка­че­ст­ва во­ды в во­до­ёмах. С этой це­лью с 1970-х гг. на­ча­лось раз­ви­тие ма­те­ма­тич. мо­де­ли­ро­ва­ния сна­ча­ла отд. наи­бо­лее слож­ных внут­ри­во­до­ём­ных про­цес­сов и яв­ле­ний (сейш, не­ус­та­но­вив­ших­ся сгон­но-на­гон­ных ко­ле­ба­ний уров­ня и ско­ро­сти те­че­ний, цир­ку­ля­ции плот­но­ст­ных и вет­ро­вых те­че­ний, кру­го­во­ро­та ор­га­нич. и био­ген­ных ве­ществ, про­дук­ци­он­но-де­ст­рук­ци­он­ных про­цес­сов в озёр­ных эко­си­сте­мах). За­тем ста­ли по­яв­лять­ся т. н. боль­шие мо­де­ли озёр, в ко­то­рых вос­про­из­во­дит­ся двух- и трёх­мер­ная струк­ту­ра вод­ной эко­си­сте­мы и взаи­мо­связь фи­зич., хи­мич. и био­ло­гич. внут­ри­во­до­ём­ных про­цес­сов. На ос­но­ве со­пос­тав­ле­ния ре­зуль­та­тов мо­дель­ных рас­чё­тов гид­ро­эко­ло­гич. ре­жи­ма во­до­ёма с дан­ны­ми на­блю­де­ний раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся про­грам­мы оп­ти­ми­за­ции по­ле­вых экс­пе­рим. на­блю­де­ний и мо­ни­то­рин­га для со­вер­шен­ст­во­ва­ния мо­де­лей. Рас­чё­ты по на­дёж­но ве­ри­фи­ци­ро­ван­ным мо­де­лям по­зво­ля­ют: 1) фи­зи­че­ски обос­но­ван­но вос­пол­нить про­бе­лы в зна­ни­ях про­стран­ст­вен­но-вре­менно́й из­мен­чи­во­сти ха­рак­те­ри­стик ре­жи­ма во­до­ёма ме­ж­ду точ­ка­ми по­ле­вых на­блю­де­ний; 2) по­лу­чить зна­че­ния ха­рак­те­ри­стик, не­дос­туп­ных кон­такт­ным из­ме­ре­ни­ям; 3) оп­ре­де­лить оп­ти­маль­ный ре­жим ак­тив­но­го воз­дей­ст­вия на эко­си­сте­му с це­лью со­хра­не­ния наи­луч­ше­го ка­че­ст­ва во­ды при не­об­хо­ди­мой для это­го био­про­дук­тив­но­сти в слу­ча­ях рос­та ан­тро­по­ген­ных на­гру­зок на озе­ро или воз­мож­ных из­ме­не­ний кли­ма­та и хо­зяй­ст­во­ва­ния на его во­до­сбо­ре. Дос­ти­же­ния О. ис­поль­зу­ют­ся в ря­де от­рас­лей хо­зяй­ст­ва: во­до­снаб­же­нии, рыб­ном хо­зяй­ст­ве, вод­ном транс­пор­те, гид­ро­энер­ге­ти­ке, оро­ше­нии, до­бы­че по­лез­ных ис­ко­пае­мых, ме­ди­ци­не и при ор­га­ни­за­ции от­ды­ха на­се­ле­ния и ту­риз­ма.