CC BY
17
ЭКОЛОГИЯ (ПО ОТРАСЛЯМ)
DOI - 10.32743/UniChem.2022.99.9.14193
ЭКOЛOГИЧECКИE УОЛЭВИЯ ФУНКЦИOНИPOВAНИЯ ВСДНЫ^ ЭКOCИCТEМ XOPEЗМCКOЙ OБЛACТИ УЗБEКИCТAНA
Джуманиязова Шахноза Ишанкулиевна
ст. пpeпoдaвaтeль, YpseuHcKuU socydapcmeenubrn ynueepcumem, Pecпубликa Y36eKucmaH, г. YpsenH E-mail: shohnozadjumaniyazova@ggmail.com
Мамбетуллаева Светлана Мирзамуратовна
д-p бшл. HayK, пpoф.,
Кapaкaлпaкcкий нaуннo-иccлeдoвameльcкий ижтитут ecmecmeeHHux HayK,
Республика Узбекисmан, г. Нукус
Комилжонова Севинч Хамидбек кизи
cmydeHm бaкaлaвpиama, Уpгeннcкий гocyдapcmвeнный yHueepcumem, Pecпyбликa Узбeкиcmaн, г. Уpгeнн
Розметова Бону Ойбек кизи
сmyдeнm бaкaлaвpиama, Уpгeннcкий гocyдapcmвeнный yHueepcumem, Республика Узбекистан, г. Ургенч
ECOLOGICAL CONDITIONS FOR THE FUNCTIONING OF AQUATIC ECOSYSTEMS IN THE KHOREZM REGION OF UZBEKISTAN
Shakhnoza Jumaniyazova
Senior Lecturer
Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
Svetlana Mambetullaeva
doctor of biological sciences, professor, Karakalpak Research Institute of Natural Sciences, Republic of Uzbekistan, Nukus
Sevinch Komiljonova
Student
Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
Bonu Ro^zmetova
Student
Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются вопросы формирования водных экосистем в новых условиях существования, что является важной научно-практической задачей. Исследования проводились на озерах Шуркуль, Гаукколь, Аджаликуль, имеющих важное народнохозяйственное значение в Хорезмской области Узбекистана. Выявлено, что с увеличением глубины воды содержание фосфора и аммонийного азота возрастает, содержание нитратного азота в поверхностном горизонте (0-70 см) больше, чем в нижнем горизонте. Устойчивость кислородного режима и его дефицит, имеются значительные суточные и сезонные колебания. Установлено, что в водоемах идут активно деструкционные процессы, несмотря на значительную биогенную нагрузку.
Библиографическое описание: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ХОРЕЗМСКОЙ ОБЛАСТИ УЗБЕКИСТАНА // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Джуманиязова Ш.И. [и др.]. 2022. 9(99). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14193
ABSTRACT
The article deals with the formation of aquatic ecosystems in the new conditions of existence, which is an important scientific and practical task. The studies were carried out on the lakes Shurkul, Gaukkol, Adzhalikul, which have an important national economic value in the Khorezm region of Uzbekistan. It was found that with an increase in water depth, the content of phosphorus and ammonium nitrogen increases, the content of nitrate nitrogen in the surface horizon (0-70 cm) is greater than in the lower horizon. The stability of the oxygen regime and its deficiency, there are significant daily and seasonal fluctuations. It has been established that active destruction processes are going on in the reservoirs, despite the significant biogenic load.
Ключевые слова: вoдныe экocиcтeмы, Xopeзмcкaя oблacть, мoнитopинг, дитами^, экoлoгия.
Keywords: water ecosystems, Khorezm region, monitoring, dynamics, ecology.
Введение
Xopeзмcкий oaзиc pacпoлoжeн в низoвьяx Aмудapьи в ceвepo-зaпaднoй чacти Узбeкиcтaнa. Eгo oбщaя плoщaдь cocтaвляeт 6 100 000 квaдpaтныx килoмeтpoв, что cocтaвляeт 1,4% тeppитopии Уз-бeкиcтaнa. Xopeзмcкaя oблacть гpaничит c Pecпубликoй Кapaкaлпaкcтaн, Туpкмeниcтaнoм та югe и Буxapcкoй oблacтью Узбекистана на северо-востоке [19].
В настоящее время земельные и водные ресурсы Хорезмской области Узбекистана составляют 608,2 тыс. Из них орошаемая сельскохозяйственная площадь - 265,9 тыс. гектаров. Площадь пастбищ для животноводства - 109,4 тыс. гектаров. Климат в Xopeзмcкoй области является резко континентальным, с жарким и сухим летом при достаточно холодной зиме. В зимний период температура воздуха может быть в среднем ниже на 5-8 °С, чем в остальной южной и восточной части Узбекистана. Среднегодовая температура составляет +12,0 °С. Абсолютный минимум температуры составил -32 °С, абсолютный температурный максимум - +45 °С. В среднем на территории района выпадает 78-79 мм осадков за год (основная часть осадков приходится на весну и осень), вегетационный период длится 200-210 дней.
Глобальные тенденции ухудшения экологической обстановки характерны и для территории
cpeднeaзиaтcкиx республик. На территории республик Центральной Азии процессы деградации природной среды достигли региональных масштабов и в ряде мест проявились в виде кризисных ситуаций для человека. Изменение гидрологического режима водных экосистем приводит к ухудшению их санитарно-экологических показателей, что, в свою очередь, ухудшает общую экологическую обстановку в регионе [5; 16; 17]. Изучение закономерности формирования лимнических экосистем дельты Амударьи в новых условиях существования и проблем их устойчивости является важной научно-практической задачей, поскольку позволяет оценить и спрогнозировать экологические изменения при создании водоемов с управляемым водным режимом [6; 9].
^ль иccлeдoвaния - исследование функционирования водных экосистем Хорезмской области Республики Узбекистан.
Мaтepиaлы и мeтoды
Предметом нашего исследования являются водные экосистемы, имеющие важное народно-xoзяйcтвeннoe значение в Хорезмской области Узбекистана - озера Аджаликуль, Гауккуль и Шурколь, с различным водным режимом и особенностями питания. Схема расположения озер представлена на рис. 1.
Рисунок 1. Схема расположения озера: 1 - Гауккуль, 2 - Аджаликуль, 3 - Шуркуль в Хорезмской области Узбекистана
Оз. Шуркуль расположено в юго-западной части Хорезмской области в Кошкупирском районе. Озеро разделено на 2 части, вокруг него протекают небольшие ручьи. Общая площадь земель Шуркуль составляет 144 га. По информации научных исследователей ЮНЕСКО установлено, что возраст
оз. Шуркуль немногим превышает 100 лет, а осадочная порода составляет 0,5 см в год. Возраст оз. Гауккуль и Аджаликуль - более 100 лет. Исследования кернов озер показывают увеличение органического вещества с течением времени. По данным 2007-2008 гг., с 1963 г., когда концентрации
№ 9 (99)
органического вещества в озере были максимальными, эти концентрации стабилизировались, но не вернулись к пиковым значениям.
Озера в Хорезме регулируются в основном оросительным стоком и небольшим количеством испарения из подземных вод [19]. Все три озера получают поверхностные воды как минимум из одного дренажного водосбора, а также сезонный прямой сток с соседних полей. Почвы Хорезма, как правило, малоплодородны, в связи с чем широко используются удобрения. Однако, несмотря на выщелачивание внесенных азотных удобрений в грунтовые воды [13; 14], поступление азота в озеро Шуркуль в большинстве сезонов невелико, и местное сельскохозяйственное использование не связано с этим [18].
Пробы воды отбирались в разных глубинах, с интервалом (в см): 0-30; 50-70; 80-110; 140-160 и у дна водоема. Для измерения температуры воды использовали аппарат «ЭС 300». Также были определены показатели, характеризующие содержание органического веществ в воде - по биохимическому потреблению кислорода за пять суток (БП^), содержание растворенного кислорода - О2 и отношение продукции (А) к деструкции (Д) - А/Д [2; 6].
Peзультaты и обсуждения
Вновь полученные материалы 2019-2020 гг. сравнивались с результатами, полученными в 20072008 гг. Изучено экологическое состояние различных водоемов. Хотя многие из озер, возможно, суще -ствовали до строительства крупных оросительных и дренажных каналов в Хорезмской области, в настоящее время показатели глубины, режим течения, соленость и уровень питательных веществ в этих озерах в основном контролируются источниками оросительного стока [19].
В наших исследованиях 2019-2021 гг. мы наблюдали, что концентрация органических веществ в озере была самой высокой и стабилизировалась. Причина увеличения продуктивности озера (производства органического вещества) неизвестна, но есть сходство с другими озерами. 41% земель в пределах 0,5 км используются в сельскохозяйственных целях.
Во время засухи вегетационного периода в 2008 г. жители населенных пунктов вокруг озера пострадали от сокращения ирригационного и хозяйственно-бытового водоснабжения. Большинство озер Хорезма мелкие, со средней глубиной 1-3 м. Поэтому они
сентябрь, 2022 г.
испытывают большие сезонные сдвиги температуры воды.
Во время половодья озер максимальная глубина равнялась ~ 3 м. Сезонная температура воды может колебаться от 2 до 30 °С, нейтральные значения рН колеблются от 7,5 до 8,1, а концентрация растворенного кислорода, как правило, обратно пропорциональна температуре воды. В 2006 и 2007 гг. соленость в озере в среднем составляла 2 г/л, но во время засухи 2008 г. она утроилась и достигла почти 6 г/л.
В период 2019-2021 гг. этот показатель значительно снизился, т.е. уровень минерализации составил около 3 г/л в оз. Шурккуле, 2 г/л в оз. Аджаликуль и 4 г/л в оз. Гауккуле. Несмотря на предыдущее интенсивное применение полярных пестицидов, таких как ДДТ, в толще воды озера были измерены очень низкие уровни таких загрязнителей [17].
Характерными особенностями гидрологического и гидрохимического режима в нижнем течении Амударьи являются развитие орошаемого земледелия, зарегулирование стока, поступление в русла реки сильноминерализованных возвратных вод и сокращение стока реки. Одновременно происходит ухудшение качества поступающего водного стока [1; 2; 4; 7].
Проведенные исследования показали, что содержание кислорода очень изменчиво, зависит от множества факторов и определяется сезонами года.
В период весенней и осенней гомотермии и полного перемешивания водных масс растворенный кислород распределяется в водной толще неравномерно. Во всех озерах содержание растворенного кислорода в поверхностных слоях воды выше, но с глубиной снижается [2; 4; 7; 9].
В водоемах распределение его весьма специфично и определяется совокупностью многочисленных факторов внешней среды. К ним относятся температура, а именно в маловодных озерах более выражена температурная стратификация, в более глубоких озерах - слабее [12; 16]. В мелководных водоемах размах колебаний резче, т.е больше максимумы, меньше минимумы, что очень неблагоприятно для различных гидробионтов.
Сведения о сезонной и многолетней динамике содержания биогенов в изучаемых водоемах (оз. Гауккуль, Аджаликуль и Шуркуль) за 20142020 гг. приведены в табл. 1. Как известно, содержание отдельных форм азота в водоемах сильно меняется по сезонам года и зависит от развития планктона и соотношения интенсивности внутриводоемных биохимических процессов, регулирующих превращение азота [6; 10; 11].
Таблица 1.
Сезонная биолимнологическая динамика изученных водоемов
Название водоемов, сезоны года Общая минерализация, г/л Сред. температура, С рН БПК5, мгО/л Биогенные элементы, мг/л
PO4 NH4 NOз NO2
оз. Гауккуль 0,8-2,7
Весна 14 7,2 1,29 0,052 0,034 1,37 0,019
Лето 29 8,3 1,98 0,017 0,024 1,06 0,006
Осень 14 7,5 3,35 0,031 0,041 1,55 0
Зима 5 6,3 3,09 0,072 0,027 0,62 0
оз. Аджаликуль 1,2-3,1
Весна 14 7,4 3,09 0,246 0,091 0,39 0,036
Лето 33 7,9 4,42 0,110 0,071 0,53 0,075
Осень 16 8,2 4,46 0,292 1,232 0,22 0,009
Зима 4 7,8 3,38 0,270 1,148 0,35 0,059
оз. Шуркуль 1,8-4,5
Весна 13 6,5 2,38 0,240 0,195 1,56 0,035
Лето 32 6,7 5,93 0,207 0,078 0,68 0,048
Осень 18 7,7 3,71 0,242 0,616 1,43 0,037
Зима 5 7,5 3,27 0,170 0,241 0,36 0,053
Изменения содержания биогенов по глубине водоемов изучались на озерах Гауккуль, Аджаликуль, Шуркуль. Выявлено, что с увеличением глубины воды содержание фосфора и аммонийного азота возрастает, содержание нитратного азота в поверхностном горизонте (0-70 см) больше, чем в нижнем горизонте. Содержание нитритного азота больше в средних горизонтах.
Во всех рассматриваемых водоемах был изучен режим растворенного кислорода - O2 мг02/л. Получено, что во всех водоемах наблюдается оптимальное содержание кислорода (5,5-12,3 мг02/л) [20].
Величины первичной продукции и деструкции обладают высокой динамичностью, зависят от внутри-водоемных процессов многих других факторов. Справедливость этого положения хорошо иллюстрируется проводимыми нами исследованиями
Сравнительная характеристика сте1
на водоемах различной трофности (табл. 2). Как показали исследования, интенсивность продуцирования органического вещества в разнотипных водоемах довольно велика и колеблется от 0,7 до 4,2 г с/м2.
В озере Аджаликуль уровень продуцирования органического вещества различен, несмотря на одинаковый источник питания: имеет неодинаковую прозрачность. Деструкция органического вещества протекает с различной интенсивностью (от 3,2 до 1,1 г с/м). Но в общем величины ее довольно значительны, особенно если учесть, что деструкция идет по всей толще озер. Максимальное разрушение органического вещества отмечено в озере Шуркуль (3,2 г с/м2), питающемся сбросами ирригационной сети.
Таблица 2.
эвтрофирования важнейших водоемов
Название водоемов Годы Площадь (га) Прозрачность (м) O2 мг/л БПК5 мгО2/л A Д А:Д Тип водоема по степени трофности
оз. Гауккуль 2014-2020 421128 406020 0,8 0,7 7,0 6,8 1,3 1,9 0,7 1,7 1,0 2,5 0,75 0,68 олиготроф- ный олиготроф-ный
оз. Аджали куль 2014-2020 466542 456843 0,4 0,8 8,9 7,7 2,3 3,3 1,8 4,9 2.7 4.8 0,67 1,02 олиготроф-ный мезотрофный
оз. Шуркуль 2014-2020 426097 403889 1,2 0,8 7.3 7.4 4,4 5,9 5,2 1,5 3,9 1,4 1,37 1,07 эвтрофный мезотрофный
0тношение первичной продукции к деструкции органического вещества тесно увязывается с характером питания водоемов. В оз. Шуркуль поступает избыток биогенных элементов с коллекторно-
дренажными водами, поэтому продуценты первичной продукции хорошо обеспечены ими и соотношение А/Д >1 [1; 2; 6].
№ 9 (99)
Исследования разнотипных водоемов, проведенные за ряд лет, показали, что по таким показателям, как устойчивость кислородного режима и его дефицит, имеются значительные колебания - как суточные, так и сезонные. Весьма существенное различие в содержании кислорода в трофогенном слое и придонных слоях [6; 8; 10; 15; 16].
По повышенному содержанию биогенных элементов в водной массе можно судить о сильно выраженном антропогенном воздействии на водоемы [15; 16]. Накопления биогенных элементов, поступающих в водные экосистемы с сельскохозяйственным стоком, способствуют аккумуляции биогенных элементов, что приводит к формированию определенного режима, присущего эвтрофным озерам.
Оценка качества озерных вод по индексу само -очищения позволяет утверждать, что в водоемах идут активно деструкционные процессы, несмотря на значительную биогенную нагрузку. Во многих озерах невысокие значения А/Д >1 свидетельствуют об интенсивности процессов самоочищения. Однако отмечены и полярные варианты А/Д=1 (Аджаликуль), где идет накопление органического вещества и происходит ухудшение качества вод и А/Д >1 (оз. Шуркуль), где система справляется с самоочищением.
сентябрь, 2022 г.
Вывoды
Хорезмская область Узбекистана, расположенная в бассейне Аральского моря, сталкивается с серьезными проблемами, связанными с экологией и здоровьем человека, из-за неустойчивого управления земельными и водными ресурсами на протяжении десятилетий. На землях Хорезма преобладает сельское хозяйство, а сельскохозяйственные стоки повлияли на многие небольшие озера. В этом маловодном регионе эти озера могут быть источником воды для орошения или разведения рыбы.
Таким образом, в современных условиях нестабильного состояния водных экосистем данного региона установлено, что наблюдается устойчивость кислородного режима и его дефицит, имеются значительные суточные и сезонные колебания. В исследуемых водоемах активно идут деструк-ционные процессы, несмотря на значительную биогенную нагрузку. Рассматриваемые водные экосистемы являются одними из наиболее благополучных и перспективных в хозяйственном отношении водоемами. В связи с этим основным мероприятием для данных рассматриваемых водных объектов должно быть регулярное поступление речных вод.
^и^к литepaтуpы:
1. Атаназаров К.М. Экологическая роль биогенных элементов поверхностных вод низовьев Амударьи в условиях антропогенного пресса: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Ташкент, 1999. - 23 с.
2. Винберг Г.Г. Общегидробиологическая основа санитарно-гидробиологических исследований // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. - М. : Наука, 1975. - C. 5-9.
3. Гидроэкологическое состояние бассейна Амударьи / Э.И. Чембарисов, К.М. Атаназаров, Т.Ю. Лесник, М.В. Раннева // Вестник ККО АН РУз. - Нукус, 2001. - № 5. - C. 3-5.
4. Ешимбаев Д. Гидрохимическое состояние водоемов Каракалпакии в условиях водохозяйственных мероприятий в бассейне Амударьи. - Ташкент : ФАН, 1975. - 88 с.
5. Ильинский И.И., Искандарова Ш.Т. Основные направления мониторинга местных планов действий по гигиене окружающей среды и охрана здоровья населения // Актуальные проблемы гигиены, санитарные и экологии: Материалы науч.-прак. конф. - Ташкент, 2004. - C. 23-24.
6. Константинова Л.Г. Антропогенная евтрофикация поверхностных вод низовьев Амударьи // Биологические ресурсы Приаралья. - Ташкент : ФАН, 1986. - C. 61-90.
7. Мамбетуллаева С.М. Оценка антропогенного воздействия на водоемы Южного Приаралья (имитационное моделирование) // Доклады АН РУз. - Ташкент, 2004. - № 1. - C. 111-114.
8. Мамбетуллаева С.М., Туреева К. К вопросу антропогенной деградации водных экосистем в Южном Приаралье // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности». - Тамбов, 2013. - C. 136-138.
9. Разаков Р.М., Рахмонов Б.А., Косназаров К.А. Экотоксикологическая оценка источников питьевого водоснабжения в Приаралье // Экологическое образование и устойчивое развитие: материалы Междунар. науч.-прак. конф. - Нукус, 2004. - C. 112-113.
10. Россолимо Л.Л. Изменение лимнических систем под воздействием антропогенного фактора. - Л. : Наука, 1977. - 144 с.
11. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. - М., 1977. - 233 с.
12. Чембарисов Э.И. Бассейновая оценка экологического состояния территории Узбекистана // Водные ресурсы, проблема Арала и окружающая среда. - Ташкент : Университет, 2000. - C. 285-296.
13. Эдельштейн К.К. Лимнология : учебн. пособие для академического бакалавриата. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2018. - 398 с. // Образовательная платформа Юрайт / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.litres.ru/konstantin-konstantinovich-edelshteyn/.
14. Jumaniyazova Sh.I., Amatjanova Z. Monitoring of conservation of natural lakes // International Symposium on Ekological Restoration and Management of the Aral Sea Virtual sym'osium 24-25 November. - 2020. - Б. 25.
15. Jumaniyazova Sh.I., Mambetullaeva S.M. Xiva tumanidagi gauk ko'li maydonining yillar davomida o'zgarib borishini monitoring qilish // Вестник Хорезмской Академии Маъмуна. - 2021. - № 3. - Б. 24-27 / [Элeктpoнный ресурс]. -Режим доступа: http://www.mamun.uz/bulletin?language=ru.
16. Mambetullaeva S.M. Assessment of anthropogenic impact on the reservoirs of the southern Aral sea (simulation) // Reports of the Academy of Sciences of Uzbekistan. - Tashkent, 2004. - № 1. - P. 111-114.
17. Oberkircher L., Hornidge A.-K. 'Water is life' - farmer rationales and water saving in Khorezm, Uzbekistan: a life-world analysis // Rural Sociology. - 2011. - № 76 (3). - P. 394-421.
18. Organochlorine pesticides residue in lakes of Khorezm, Uzbekistan / B. Nishonov, M.R. Rosen, D. Fayzieva, L. Saito [et al.] // 10th International HCH and pesticide forum book of papers: how many obsolete pesticides have been disposed of 8 years after signature of Stockholm Convention, 6-10 September, 2009, Brno, Czech Ecology and Society 16 (4) / [Элeктpoнный ресурс]. - Режим доступа: www.ecologyandsociety.org/vol16/iss4/art20/.
19. O'zDSt 950:2011 - Гocстaндapт Узбeкиcтaнa. Вoдa питьeвaя. Гигиeничecкиe тpeбoвaния и шн^ль 3a кaчecтвoм. - Тaшкeнт, 2011.
20. O'zDSt 951:2011 - Гocстaндapт Узбeкиcтaнa. Иcтoчники цeнтpaлизoвaннoгo xoзяйcтвeннo-питьeвoгo вoдocнaбжeния. Гигиeничecкиe, тexничecкиe тpeбoвaния и npaB^a Bbi6opa. - Тaшкeнт, 2011.
21. The influence of irrigation water on the hydrology and lake water budgets of two small arid-climate lakes in Khorezm, Uzbekistan / J. Scott, M.R. Rosen, L. Saito, D.L. Decker // Journal of Hydrology. - 2011. - № 410. - P. 114-125.
