Научная статья на тему 'Антропогенная эвтрофикация пресноводных озер средней полосы России'

Антропогенная эвтрофикация пресноводных озер средней полосы России Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
646
154
Поделиться
Область наук
Ключевые слова
АНТРОПОГЕННАЯ ЭВТРОФИКАЦИЯ / ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ / БИОПРОДУКТИВНОСТЬ / ЗООПЛАНЛТОН / ЗООБЕНТОС / ИХТИОФАУНА

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Розумная Л. А.

В статье рассматриваются основные проблемы, связанные с антропогенной эвтрофикацией пресноводных водоемов России. На основании показателей биопродуктивности водоемов (качественный и количественный состав зоопланктона, зообентоса, ихтиофауны) определен трофический статус озер Плещеево и Бисерово. Установлено, что озеро Плещеево можно отнести к мезотрофному типу с наметившейся тенденцией к эвтрофикации, озеро Бисерово к высокоэвтрофным водоемам.

ANTHROPOGENIC EUTROPHICATION OF THE FRESH-WATER LAKES IN CENTRAL RUSSIA

The basic problems, connected with the anthropogenic eutrophication of the fresh-water reservoirs of Russia, are examined in the article. The trophic status of Pleshcheevo and Biserovo lakes is determined on the basis of the bioproductivity of reservoirs (qualitative and quantitative composition of Zooplankton, zoobenthos, ichthyfauna).

Текст научной работы на тему «Антропогенная эвтрофикация пресноводных озер средней полосы России»

УДК 574.632

АНТРОПОГЕННАЯ ЭВТРОФИКАЦИЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ОЗЕР СРЕДНЕЙ ПОЛОСЫ РОССИИ

Л.А. РОЗУМНАЯ, кандидат биологических наук, доцент

Российский государственный социальный университет

E-mail: rozumnaya65@mail.ru

Резюме. В статье рассматриваются основные проблемы, связанные с антропогенной эвтрофикацией пресноводных водоемов России. На основании показателей биопродуктивности водоемов (качественный и количественный состав зоопланктона, зообентоса, ихтиофауны) определен трофический статус озер Плещеево и Бисерово. Установлено, что озеро Плещеево можно отнести к мезотрофному типу с наметившейся тенденцией к эвтрофикации, озеро Бисерово - к высокоэвтрофным водоемам. Ключевые слова: антропогенная эвтрофикация, трофический уровень, биопродуктивность, зоопланл-тон, зообентос, ихтиофауна.

В последние годы все чаще говорят о глобальных масштабах эвтрофикации, которой особенно сильно подвержены пресноводные водоемы в урбанизированных и сельскохозяйственных районах. Эвтрофикация (евтрофирование) - это процесс повышения биологической продуктивности водоема в результате накопления биогенных веществ под действием естественных и антропогенных факторов.

Естественная эволюция небольших по размеру озер в условиях умеренного климата происходит по следующей схеме: олиготрофные ^ мезотрофные ^ эвтрофные ^ дистрофные ^ болота. Этот процесс в природных условиях длится тысячи лет. Однако антропогенная деятельность приводит к его сокращению до нескольких десятилетий. Поэтому сейчас принято говорить об антропогенной эвтрофикации, которую противопоставляют естественной [5,10].

Причина антропогенной эвтрофикации - сброс загрязненных вод, богатых соединениями фосфора и азота, в результате нерационального ведения сельского хозяйства и увеличения объема бытовых и промышленных стоков. Это ведет к увеличению трофического статуса водоемов (при малом содержании биогенных элементов, прежде всего фосфора они считаются олиготрофными, при большом - эвтрофными; расположение любого водоёма на этой шкале называется его трофическим состоянием [6]).

Среди антропогенных нарушений эвтрофикация - наиболее сильный негативный фактор, воздействующий на экосистему малых пресноводных водоемов, избыточное поступление биогенных веществ не менее опасно, чем токсическое загрязнение. В процессе эвтрофирования меняются структурнофункциональные характеристики биологических сообществ водоемов, происходят принципиальные изменения в трофической структуре экосистем, начиная с планктона и заканчивая рыбами, замещение крупных и долгоживущих форм на мелкие и раносозревающие, сокращается биологическое разнообразие. На обогащение биогенными и органическими веществами водные экосистемы отвечают, прежде всего, уве-

личением скорости первичного продуцирования, которое переводит избыток питательных элементов в биомассу, что вызывает «цветение» воды. В результате усиленного развития растений и микроорганизмов, а затем их гибели ухудшается качество воды, уменьшается ее прозрачность, возникает дефицит кислорода (вплоть до заморов), происходит заиление грунтов водоемов и накопление токсичных органических соединений [12].

Показатели биомассы зоопланктона хорошо отражают трофический статус водоема, так как при переходе из олиготрофного в эвтрофное состояние она резко сокращается из-за значительных изменений в таксономической и размерной структуре сообщества, приводящей к развитию мелких форм, в основном, коловраток, с низкой индивидуальной массой.

Сообщество донных животных (бентос) - наиболее консервативная часть биоты водоема, поскольку она в первую очередь зависит от характеристики грунтов, которая служит интегральным показателем многих биотических и абиотических условий, действующих в течение длительного периода. Для эв-трофирующихся водоёмов, как правило, характерен процесс «олигохетизации» [1], то есть увеличение доли малощетинковых червей (олигохет) в кормовом зообентосе.

Кроме того, при увеличении трофического статуса водоема ценные промысловые рыбы с длинным жизненным циклом заменяются «сорными» видами с высоким уровнем воспроизводства и прироста продукции. Это происходит, как правило, в следующей последовательности: лососевые ^ сиговые ^корюш-ковые ^-окуневые ^-карповые.

Цель наших исследований - изучить процесс эвтрофикации и определить трофический статус пресноводных озер Плещеево и Бисерово.

Условия, материалы и методы. Работа основана на материалах, полученных в ходе изучения экологического состояния и биопродукционных особенностей водоемов в условиях городских агломераций и прилегающих территорий Московской и Ярославской областей. Основное внимание уделялось изменениям в структуре зоопланктона, бентоса и ихтиофауны.

Для оценки трофности водоемов и выявления состояния кормовой базы рыб собирали и обрабатывали по стандартным методам пробы бентоса и зоопланктона [1,9]. Ихтиологические исследования включали проведение контрольных ловов для получения материалов по оценке состава, структуры и состояния ихтиофауны. Контрольный лов вели согласно графику совместно с сотрудниками инспекции рыбоохраны. Регистрацию уловов рыболовов-любителей осуществляли с помощью карточки рыболова, в которую заносили результаты анализа каждого улова: видовой состав, общая масса, количество.

Озеро Плещеево, леднико-карстового происхождения, расположено в южной части Ярославской области между Нерльской низиной и северными склонами Клинско-Дмитровской гряды. Водоем имеет овальную форму, его площадь составляет 5098 га. Озеро Бисерово, ледникового происхождения, расположено в 33 км к востоку от Москвы в бассейне реки

Клязьмы, вытянуто с севера на юг, площадь - 99 га. Это типичный эвтрофный водоем с хорошей прогреваемостью воды, интенсивным обменом и высококалорийными иловыми отложениями.

Результаты и обсуждение. По существующей классификации озеро Плещеево относится к мезо-трофному типу с четко наметившимися в отдельных прибрежных частях признаками эвтрофирования (западная и северо-западная акватории), а 60...80 лет назад оно имело статус мезотрофного с чертами олиготрофного водоема. Быстрое (в течение одного столетия) изменение трофности озера свидетельствует о значительном влиянии антропогенных факторов на его экосистему. В результате биогенного и химического загрязнения водоема в нем существенно возросли разнообразие и биомасса фитопланктона, высшей водной растительности, зоопланктона, увеличились площади, занятые малопродуктивными черными илами, и доля олигохет в бентосе. С 1974 г. наблюдается регулярное «цветение» воды и появление анаэробного гиполимнио-на (иногда до 4-х месяцев в году), заражение сероводородом. Эти процессы самым негативным образом сказались на состоянии запасов и соотношении видов в ихтиофауне озера [7, 11]. Зоопланктон озера Плещеево представлен 102 видами организмов, из них наиболее богата группа Rotatoria. Это представители семейств Synchaetidae, Asplanchtidae, Brachionidae, Filinidae. Среди Cladocera насчитывается 37 видов, в том числе 12 пелагических (Sididae, Daphnidae, Bosminidae, Cercopatidae, Leptodoridae). Из Copepoda встречаются 15 видов, 5 из которых обитают в пелагиали (Cyclops, Acanthocyclops, Mesocyclops и Eudiaptomus). Для сезонной динамики численности и биомассы характерны весенне-летний (450 тыс.экз./м3 и 5 г/м3) и летне-осенний максимумы (659 тыс.экз./м3 и 6,5 г/м3), что свойственно для мезотрофных водоемов. По численности и биомассе преобладают группы Bosminidae и Daphnidae.

В зообентосе озера отмечено 37 видов. Учет бентоса, проведенный после массового вылета хирономид, показал, что при средней численности 140 экз./м2 и средней биомассе 25,7 г/м2 доминируют олигохеты (62,8 %) и хирономиды (26,6 %). Видовой состав бентоса характеризует озеро как эвтрофное, а массовое развитие олигохет (в некоторых районах озера до 53,5 тыс. экз./м3) свидетельствует о сильном органическом загрязнении.

Наиболее известна в промысловой ихтиофауне озера Плещеево - переславская ряпушка. По сравнению с 20-ми годами [2], в возрастном составе популяции рыб этого вида произошли глубокие изменения, существенно снизились темпы роста, особенно в первые годы жизни, наметилась тенденция к снижению длины и массы ряпушки. В уловах 7080-х гг. ее размеры не превышали 22...23 см, масса составляла около 100 г, в 90-е годы величины этих показателей снизились до 20 см и 60...80 г (данные ВНИИР и Национального парка). Если раньше ряпушка в озере доживала до 9 лет, а нерестовое стадо состояло из 5...6-илетних особей, доля которых достигла 40...45 % всей популяции [3]. То в последние годы рыба этого вида стала созревать в 2...3-хлетнем возрасте, максимальный возраст редко превышает 6.7 лет, а доля особей в возрасте 5.6 лет составляет всего 6 % от общего количества взрослых рыб [4].

Основной конкурент в питании ряпушки в озере

считается уклея. Постепенно вытесняя и занимая ее трофическую нишу, уклея образует мощные скопления в пелагиали [4]. Растет она довольно медленно, к 4 годам едва достигая длины 10 см. Однако карповые рыбы (уклея, плотва) отличаются коротким периодом развития в весенний период, поэтому они имеют существенные преимущества по выживаемости, по сравнению с сиговыми (ряпушка). Кроме того, по мере старения, зарастания и заболачивания водоема происходит вытеснение плотвой и окунем другого ценного объекта мезотрофных озер - леща [8, 9].

Зоопланктон озера Бисерово насчитывает 26 видов. Коловратки представлены семействами Asplanchtidae, Brachionidae, Filinidae, среди Cladocera наиболее распространены представители Bosminidae и Daphnidae, из Copepoda - Cyclops, Acanthocyclops, Mesocyclops и Microcyclops. Средняя численность зоопланктона составляет 73,6 тыс. экз./м3 и биомасса 6,22 г/м3. В сезонной динамике развития зоопланктона озера два максимума численности и биомассы (весенний и летне-осенний). Весенний определяют коловратки и кладоцеры, летний - в первую очередь кладоцеры, а затем копеподы. Из ветвистоусых рачков в летнем планктоне доминировал Bosmina longirostris. Его наибольшая численность, отмеченная в августе, составляла 391,5 тыс. экз./м3, а биомасса - 24 г/м3. Высокий темп размножения босмин лимитирует развитие других ветвистоусых и свидетельствует об органическом загрязнении озера. Большое количество сапропелевого ила, а также огромная масса отмирающих микроводорослей, обеспечивают довольно сильное развитие бентосных организмов. При небольшом видовом разнообразии (13 видов) их численность и биомасса достигают 228,0 экз./м2 и 25,617 г/м2. По содержанию бентоса озеро Бисерово можно отнести к категории водоемов с кормностью выше средней. Основу его биомассы составляют хирономиды (78 %) и олигохеты (21 %). По качественному составу бентоса озеро можно отнести к высокоэвтрофным водоемам.

В 70-80 х гг. XX столетия ихтиофауна озера была представлена туводными (верховка, плотва, золотой карась, линь, окунь, щука) и акклиматизированными (лещ, серебряный карась) видами.

Анализ результатов контрольных обловов в разных точках водоема и опроса рыболовов-любителей показал, что самый многочисленный вид, обитающий в озере, сегодня - серебряный карась, доля которого превышает 80 %. Этому способствовала его неприхотливость, способность выживать при очень малом содержании в воде растворенного кислорода, высокая плодовитость, благоприятные условия для нагула (отсутствие пищевых конкурентов и пресса хищников). Почти полностью исчезли из уловов такие представители мезотрофных озер как лещ и шука, зато нередок, обитатель дистрофных водоемов - ротан.

Выводы. Таким образом, экосистема исследованных озер испытывает постоянное воздействие со стороны окультуренного ландшафта городов Переславль-Залеский и Старая Купавна и дачных поселков, расположенных в водоохраной зоне озера Бисерово.

На протяжении нескольких десятков лет оба изучаемых водоема находятся в стадии интенсивной эвтрофикации: наблюдается два пика цветения сине-зеленых водорослей, происходит «олигохети-зация» водоемов, в планктоне доминируют виды, ха----------------------------------------- 79

рактеризующие мезосапробное качество их вод, бо- По качественному составу ихтиофауны, зооплан-лее худшее на акватории вдоль городской черты (озе- ктона, бентоса и количественным признакам озеро

ро Плещеево) и дачного поселка (озеро Бисерово). Плещеево можно отнести к мезотрофному типу с на-

В последние годы происходит расширение зоны метившейся тенденцией к эвтрофикации, озеро Би-

черных илов - сапропеля, который характеризуется серово - к высокоэвтрофным водоемам.

неблагоприятными кислородными условиями, выде- Все это может характеризовать нынешнее состо-

лением сероводорода и метана, что не может не ска- яние исследуемых озер, как экологически неблаго-

заться на состоянии бентосного сообщества. получное, требующее более тщательного изучения

В ихтиофауне исследуемых озер ценные промыс- процессов функционирования экосистем для выра-

ловые рыбы вытесняются «сорными» видами. ботки практических природоохранных мероприятий.

Литература.

1. Баканов A.И. Aнтрепегенная сукцессия бентоса озера Плещеево//Сб.науч. тр. «Процессы эвтрофикации озера Плещееве». - Ярославль,1992. - С. 118

2. Дрягин ПЛ. Об акклиматизации переславской ряпушки/УИзвестияBНИОРХ «Проблемы рыбоводства в северных районах СССР. - Т.21. - Л.Д941. - С.273-284.

3. Ласточкин ДЛ. Плещееве озеро (Характеристика водоема и егонаселения)// Труды Переславль-Залесского историкохудожественного и краеведного музея. - 1927. - Bbrn^. - С. 1-25.

4. Лебедев Ю.M. Продукция и пищевые потребности рыб в озере Плещеево // Тр. Bсерос.научи.конф., посвященной 300-летнему юбилеюотечественного флота. - Bb/п.З. - Переславль-Залесский, 1992. - С.89-93.

5. Mихайлов B.H., Добровольский A.Д., Добролюбов С.A. Гидрология. - M.:Bысшая Школа, 2007. - 464 с.

6. Mоисеенко Т.И., Гапеева M.B, Рогов A.B.-Оценка биопродуктивностиводоёмов с помощью ГИС[Электронный ресурс] URL:http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2006/114.pdf (дата обращения12.06.2009).

7. Новоженин Н.П., Розумная Л.A. Рыбохозяйственное значение озераПлещееве в современных условиях// сер. «Aква-культура» BНИЭРХ«Bоспроизводство и пастбищное выращивание гидробионтов». - выпЛ-M., 2002. - С.23-47.

8. Тюрин П.B. Биологические основания реконструкции рыбныхзапасовв северо-западных озерах СССР//Известия BНИ-ОРХ. - 1957. - Т.40 - С. 1-203.

9. Тюрин П.B. Биологические обоснования регулирования рыболовстваво внутренних водоемах. - M.: Пищепромиздат, 1963. - 120 с.

10. Экосистемы пресных водоемов [Электронный ресурс]. URL: http://www.biodat.ru/doc/biodiv/part6b.htm (дата обращения 21.10.2010).

11. Экосистема озера Плещееве. - M.: Наука, 1989. - 284 с.

12. Ekolog [Электронный pecypc].URL: http://ecolog.at.ua/publ(дата обращения 21.10.2010).

ANTHROPOGENIC EUTROPHICATION OF THE FRESH-WATER LAKES IN CENTRAL RUSSIA L.A. Pozumnaya

Summary. The basic problems, connected with the anthropogenic eutrophication of the fresh-water reservoirs of Russia, are examined in the article. The trophic status of Pleshcheevo and Biserovo lakes is determined on the basis of the bioproductivity of reservoirs (qualitative and quantitative composition of zooplankton, zoobenthos, ichthyfauna). Key words: human-induced eutrophication, trophic level, bioefficiency, zooplankton, zoobenthos, ichthyofauna.

О реализации отраслевой программы «Развитие пилотных семейных молочных животноводческих ферм на базе крестьянских (фермерских) хозяйств на 2009-2011 годы».

В результате реализации отраслевой целевой программы «Развитие пилотных семейных молочных животноводческих ферм на базе крестьянских (фермерских) хозяйств на 2009-2011 годы» за последние два года в 41 субъекте Российской Федерации построено и реконструировано 311 животноводческих ферм на 28,6 тыс. гол. крупного рогатого скота.

Ввод этих объектов в эксплуатацию позволил создать 1627 дополнительных рабочих мест, увеличить объем производства молока на 60 тыс. т, поголовье коров молочных пород - на 24 тыс.

В среднем доход на каждого члена семейной фермы составил 25.30 тыс. руб. в месяц.

Кроме того, в соответствии с изменениями, внесенными по поручению Правительства, в рамках программы осуществлялось строительство свиноводческих, овцеводческих, птицеводческих, страусиных, коневодческих и козоводческих ферм.

Суммарно из разных источников финансирования на создание, реконструкцию и модернизацию семейных ферм за 2009-2010 г. было израсходовано порядка 5 млрд рубл.

В долгосрочной перспективе число семейных животноводческих ферм планируется довести до 3 тыс.

Также в рамках программы было введено в эксплуатацию 14 мини-заводов по переработке молока суммарной мощностью около 140 т в сутки.

В связи с востребованностью и успешной реализацией программы решается вопрос о ее пролонгации до 2020 г.

По материалам пресс-службы Министерства сельского хозяйства