CC BY
72
Биологическое загрязнение
пресноводных экосистем Беларуси
Вторжение многочисленных чужеродных видов животных в водные экосистемы стало глобальной проблемой. У этого явления целый ряд негативных экологических, экономических и социальных последствий. По заключениям международных экспертов, инвазии - вторая по значимости (после антропогенного загрязнения среды) причина вымирания аборигенных видов и потери биоразнообразия.
Высокая частота успешных инвазий в пресноводные экосистемы связана с глобальным изменением климата, многочисленными направленными интродукциями чужеродных видов, строительством каналов и водохранилищ, увеличением интенсивности судоходства, а также с тем, что большинство водоемов и водотоков было изменено человеком. Кроме того, пресноводные экосистемы более уязвимы по сравнению с морскими [7].
Приходится признать, что данный процесс будет только усиливаться и должен восприниматься как неизбежное следствие человеческой деятельности [5]. Это означает, что присутствует постоянная угроза существованию аборигенных видов и сообществ, а также связанный с этим экономический и экологический ущерб.
В настоящее время в Беларуси насчитывается 42 чужеродных вида водных животных, из них 25 - беспозвоночные и 17 - рыбы. Большинство происходит из Пон-то-Каспия, однако также имеются выходцы из Северной Америки,
Виталий Семенченко,
завлабораторией гидробиологии НПЦ НАН Беларуси по биоресурсам, член-корреспондент
Виктор Ризевский,
завлабораторией ихтиологии НПЦ НАН Беларуси по биоресурсам, кандидат
биологических наук
Дальнего Востока, Китая и Новой Зеландии. Каким же образом они попали к нам? Насколько велика опасность от наблюдаемых инвазий для аборигенных видов и биоразнообразия в целом?
Анализ путей проникновения чужеродной фауны (рис. 1) показывает, что большая часть видов рыб появилась в водоемах и водотоках республики в результате естественной экспансии с территории Украины, в частности из Киевского водохранилища. Что касается водных беспозвоночных, то их распространение, главным образом, связано с речным транспортом: многие из них прикрепляются к обрастаниям судов и переносятся на большие расстояния.
Моллюск Physella integra и амурский вид рыб Pseudorasbora parva были непреднамеренно занесены на территорию нашей страны при проведении акклиматизационных работ, а моллюск Physella acuta, видимо, попал в водоемы из аквариумов. Выливая из них воду в какой-либо водоем или выпуская туда животное, человек часто не представляет возможных последствий для окружающей среды. Ярким примером этого является широкое распро-
странение по водоемам Европы и Беларуси аквариумного вида растений - элодеи канадской, которая также известна как водяная чума из-за своей способности быстро размножаться и приводить к зарастанию водоемов.
Существенно, что инвазионный процесс разделяется на два этапа. Первый - преодоление чужеродным видом абиотических и биотических барьеров в новом местообитании и его натурализация. На первый взгляд, появление нового вида не должно вызывать тревоги. Однако на втором этапе резко возрастает его численность и происходит экспансия в другие водные объекты. Именно тогда он начинает наносить различного рода ущерб, а его распространение фактически становится неконтролируемым.
С точки зрения воздействия на аборигенные виды инвазивная фауна может:
■ выступать как их конкуренты и способствовать вытеснению;
■ стать хищником по отношению к ним и приводить к снижению численности;
■ существенно изменить их среду обитания;
■ переносить возбудителей их заболеваний.
Экономический ущерб Экологический ущерб
Снижение продуктивности популяций и экосистем Снижение биоразнообразия экосистем
Прямой ущерб предприятиям (энергетика, рыбное хозяйство) Межвидовая гибридизация и трансгенные переносы
Перенос паразитарных и инфекционных заболеваний животных Подавление или вытеснение аборигенных видов
Угроза здоровью населения Трансформация фаунистических комплексов
Таблица 1. Экономический и экологический ущерб, наблюдаемый в результате инвазии
Тема номера
Аквариумистика
Интродукция
Естественная экспансия
Судоходство
0%
Беспозвоночные
80% 100%
Рис. 1.
Основные пути проникновения чужеродной фауны в водные объекты Беларуси [6]
Рыбы
Соответственно, такое вторжение приводит к негативным экономическим и экологическим последствиям в водных экосистемах Беларуси (табл. 1).
Говоря об экономическом ущербе, в первую очередь вспомним о речной дрейссене (Dreissena polymorpha), которую включили в сто наиболее вредоносных инвазивных видов на планете [7]. Этот моллюск (рис. 2) обитает на глубине до 10 м и обрастает камни, сваи и различные гидротехнические сооружения, местами образуя огромные скопления, которые затрудняют водоснабжение и требуют больших затрат на их удаление. В частности, в озере Лукомльское, которое является водоемом - охладителем местной ТЭС, приходится периодически очищать водотоки и трубы. Аналогичная ситуация складывается в водоемах, которые созданы на предприятиях для технического забора воды. В настоящее время речная дрейссена встречается в большинстве водоемов и водотоков республики.
Еще один на первый взгляд безобидный вид, моллюск ли-тоглиф (Lithoglyphus naticoides), также способен нанести экономический ущерб. Литоглиф - промежуточный хозяин в цикле
развития паразитических червей Apophallus muehlingi и Rossicotrema donicum, дополнительными хозяевами которых являются рыбы. Проникновение литоглифа в озеро Лукомльское стало причиной заражения гельминтами карповых и окуневых рыб [4], что весьма опасно, потому что через последних человеку передаются болезни, вызываемые червями.
Вторжение как беспозвоночных, так и рыб приводит к экологическому ущербу - от вытеснения аборигенных видов до изменения целых экосистем. Один из наиболее показательных примеров - вселение в Припять и Днепр понто-каспийского вида ракообразных Dikerogammarus villosus (рис. 3), получившего название рачок-убийца (killer shrimp) ввиду своего хищного поведения. В результате аборигенный вид ракообразных - озерный гаммарус - почти полностью исчез в нижнем и среднем течении Припяти. Кроме того, в местах обитания рачка-убийцы значительно снизилась численность личиночных стадий веснянок и поденок.
Вторым ярким примером является экспансия американского полосатого рака (Orconectes limosus) в бассейн Немана. Этот вид переносит рачью чуму, из-за которой вымирают аборигенные широкопалый и длиннопалый раки. Так, после интродукции американского полосатого рака скорость исчезания десятиногих раков в Европе резко возросла, что отразилось в снижении их промысловых уловов в 2-2,5 раза.
Массовое развитие чужеродных видов может приводить к
перестройке экосистем. Например, в озере Нарочь из-за инвазии речной дрейссены увеличилась прозрачность воды и снизалось развитие фито- и зоопланктона.
Существует множество примеров негативного воздействия инвазивных видов рыб на аборигенную ихтиофауну. В ряде случаев этому способствовала их интродукция в водоемы республики. В частности, акклиматизация карася серебряного привела к значительному снижению численности аборигенного карася золотого, а также может способствовать их гибридизации. Вселение карпа может вызывать ухудшение экологического состояния водоемов. К примеру, его роющая деятельность способствует поступлению растворенного азота и фосфора в толщу воды, что, в свою очередь, приводит к «цветению» водоемов.
Некоторые чужеродные виды рыб являются прямыми конкурентами для аборигенных. Так, черноморский бычок-песочник (Neogobuis fluviatuШs) (рис. 4), который массово встречается в реках Беларуси, соперничает за трофические ресурсы.
В озерах юго-западной части республики поселился американский сомик, или рыба-кошка (Ameiurus nebulosus). Это ночной хищник, прожорливый и неприхотливый в еде. В водоемах, где он достиг высокой численности, аборигенная ихтиофауна находится в угнетенном состоянии.
Широко распространившийся по нашей территории ротан-головешка (Perсcottus glenii) значительно воздействует на аборигенные виды, особенно в тех водоемах, где малочисленны или
Рис. 2. Речная дрейссена
Рис. 3. Рачок-убийца
Рис. 4. Бычок-песочник
Рис. 5. Ротан-головешка (фото И. Лукиной)
26
полностью отсутствуют хищные виды рыб. Ротан (рис. 5) конкурирует за трофические ресурсы, а также поедает икру рыб и лягушек и даже мелких головастиков. Появившийся в середине 1970-х гг. в отдельных прудах Минска, в настоящее время этот вид отмечен в водоемах всех крупных речных бассейнов республики (рис. 6), куда он попал благодаря рыболовам-любителям.
В водоемы и водотоки Беларуси проникло также множество других видов рыб. В бассейнах Днепра и Припяти обитает пять видов черноморских бычков (бычок-песочник, бычок-кругляк, бычок-цуцик, бычок-гонец, пуголовка звездчатая), черноморская тюлька, рыба-игла, чебачок амурский. Большинство чужеродных рыб невелики по размерам и практически не изымаются из водоемов ни промыслом, ни рыболовами-любителями. Все эти виды обладают высокой эффективностью воспроизводства, поэтому с огромной долей вероятности мы можем ожидать увеличения их численности и дальнейшего распространения в новых местах обитания. Этому процессу будет способствовать и строительство каскада водохранилищ на Немане и Западной Двине, а также развитие водного транспорта.
Процесс инвазии может быть охарактеризован как биологическое загрязнение и требует оценки его последствий по аналогии с другими видами антропогенных воздействий. Философия его определения, несмотря на различия между химическим и
Литература
1. Arbaciauskas K., Semenchenko V., Grabowski M., Leuven R., Paunovic M., Son M., Csanyi B., Gumuliauskaite S., Konopacka A., Nehring S., van der Velde G., Vezhnovetz V. and Panov V. 2008. Assessment of biocontamination of benthic macroinvertebrate communities in European inland waterways. Aquatic Invasions 3 (2): 211-230.
2. Elliott M. 2003. Biological pollutants and biological pollution - an increasing cause for concern. Marine Pollution Bulletin 46: 275-280.
3. Lowe S., Browne M., Boudjelas S., De Poorter M. 2000. 100 of the World's Worst Invasive Alien Species A selection from the Global Invasive Species Database. Published by The Invasive Species Specialist Group (ISSG) a specialist group of the Species Survival Commission (SSC) of the World Conservation Union (I UCN).
4. Mastitski S. 2007. First report of parasites in Lithoglyphus naticoides (Gastropoda: Hydrobiidae) from Lake Lukomskoe (Belarus) Aquatic Invasions, 2 (2): 149-151.
5. Moyle P.B. 1996. Effects of invading species on freshwater and estuarine ecosystems. Proc. Norway / UN Conference on alien Species, Trondheim, 86-92.
6. Semenchenko V., Son M., Novitsky R., Panov V. 2013. Non-native macroinvertebrates and fishes of the Dnieper River Basin. Aquatic Invasions (in press).
7. Vila M., Basnou C., Pysek P., Josefsson M., Genovesi P., Gollasch S., Nentwig W., Olenin S., Roques A., Roy D., Hulme P. & DAISIE partners. 2010. How well do we understand the impacts of alien species on ecosystem services? A pan-European cross-taxa assessment. Frontiers in Ecology and the Environment 8: 135-144.
биологическим загрязнением, остается той же [2].
Разработанный нами индекс биологического загрязнения [1] позволил рассчитать его значения для Днепра и Припяти (рис. 7), а также для других крупных водотоков Европы. Было установлено, что максимальные показания наблюдаются в нижней части рек, а также в портах. Это подтверждает ведущую роль судоходства в распространении чужеродных видов беспозвоночных.
Инвазии в пресноводные экосистемы Беларуси необратимы и будут усиливаться в результате интенсификации хозяйственной деятельности, в особенности судоходства и трансформации водных экосистем. Целый ряд агрессивных чужеродных видов (бугская дрейссена, китайский мохнатору-кий краб, американский солнечный окунь и др.) уже проник в водоемы и водотоки соседних государств, и их появление на территории Беларуси только вопрос времени. Существует лишь один путь для минимизации их негативного воздействия на аборигенные сообщества - избежать новых вторжений [5]. Это трудная задача, но знание факторов, способствующих инвазиям, позволяет хотя бы оценивать их возможные последствия.
Отметим, что часто наблюдаются отложенные эффекты от появления чужеродных видов, связанные с тем, что на первом этапе их вторжения не происходит видимых изменений в экосистеме. Однако есть множество примеров, когда внешние
воздействия на нее (загрязнение, увеличение температуры, трансформация гидрологического режима и др.) приводят к резкой вспышке численности чужеродного вида и последующим негативным последствиям.
Нужно развивать систему оценки рисков для биологического разнообразия. Чтобы более точно предсказывать их, необходимо накопление новых данных об уже произошедших и возможных инвазиях, о негативных последствиях этого процесса для пресноводных экосистем, а также о биотических и абиотических факторах, которые ему способствуют.
Рис. 6. Динамика распространения ротана-головешки по водоемам и водотокам Беларуси (по данным И. Лукиной, 2013)
Рис. 7. Уровни биологического загрязнения (зеленый - минимальное, красный - максимальное) и процент чужеродных видов в общей численности макрозообентоса Днепра и Припяти [6]
о
X X
5
X
