CC BY
63
84
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
УДК 504.455.064
ОЦЕНКА ТРОФИЧЕСКОГО СТАТУСА ВОДОЕМОВ ПРИМОРСКОЙ НИЗМЕННОСТИ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН
©гою Расулова М.М.
Дагестанский государственный университет
Повсеместное ухудшение состояния водоемов является одной из глобальных экологических проблем. Изменения в экосистемах малых водоемов происходят гораздо быстрее, чем аналогичные процессы в больших, глубоких, стратифицированных озерах, и значительно ускоряются при негативном антропогенном влиянии. На данный момент в Дагестане не проводилось исследований по оценке трофического уровня озер.
The widespread deterioration of reservoirs is one of the global ecological problems. Changes in ecosystems of small reservoirs take place much faster than similar processes in large, deep, stratified lakes and they are greatly accelerated under the negative anthropogenic influence. At this point in Dagestan the studies to assess the trophic level of lakes were not carried out.
Ключевые слова: Приморская низменность, Республика Дагестан, водоемы, экологическое состояние, трофический уровень, загрязнение.
Keywords: the Seaside Lowland, the Republic of Dagestan, reservoirs, ecological state, trophic level, pollution.
Водоемы Приморской низменности Дагестана были выбраны в качестве объектов исследования как наиболее активно используемые в хозяйственной жизни республики и находящиеся в непосредственной близости к урбанизированным территориям. Антропогенное воздействие на эти водоемы весьма значительно. Они почти равномерно распределены по всей Приморской низменности Дагестана. Для получения более обширных материалов и удобства их сравнения взяты как природные (озера Ак-Гель, Большое Турали, Малое Турали, Аджи), так и искусственные водоемы (Вузовское озеро).
Повсеместное ухудшение состояния водоемов является одной из глобальных экологических проблем. Практически все озера, расположенные вблизи городов, в той или иной степени подвержены антропогенному прессингу, что негативно отражается на качестве воды, жизнедеятельности гидробионтов и водной растительности, состоянии поверхности водоемов и прибрежной зоны. Такие водоемы,
особенно бессточные и слабопроточные, фактически превращаются в накопители разнообразных отходов, которые существенно влияют на химический состав и процессы, происходящие в экосистемах водных объектов.
Целью настоящих исследований является оценка трофического статуса водоемов Приморской низменности Республики Дагестан с использованием различных методов гидробиологического и гидрохимического анализов, а также выработка рекомендаций по оздоровлению их экосистем.
Согласно ГОСТу 17.1.1.01-77 «эв-трофирование (эвтрофикация, эвтро-фия) вод» - повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или естественных (природных) факторов. Процесс эвтрофирования водоемов неизбежен и закономерен в такой же мере, как старение организмов и их смерть. За время своего существования озеро переходит от стадии водоема с
Естественные и точные науки • • •
85
изрезанными берегами, неровным дном, проточной, чистой водой, богатой кислородом и бедной органической жизнью, к стадии зарастающего водоема с пологими берегами, выровненным дном, бурой, богатой органическими веществами водой.
Особо следует подчеркнуть, что между эвтрофированием и загрязнением имеется существенная разница, заключающаяся прежде всего в том, что загрязнение обусловлено сбросом токсичных веществ, подавляющих биологическую продуктивность водоемов, а эвтрофирование в известной степени повышает продуктивность. Антропогенное воздействие нередко сопровождается стрессовыми изменениями озерных экосистем. Эвтрофирование озер под влиянием такого воздействия идет, как правило, иным путем, чем природное, хотя общая схема развития сохраняется. Вот почему выделяется особая область лимнологии - исследование антропогенного эвтрофиро-вания озер, закономерности которого трудно прогнозировать исходя только из знаний природных процессов эволюции озер.
Изменения в экосистемах малых водоемов происходят гораздо быстрее, чем аналогичные процессы в больших, глубоких, стратифицированных озерах, и значительно ускоряются при негативном антропогенном влиянии. Подобные процессы хорошо изучены по отношению к крупным водным объектам и экстраполируются на малые водоемы. Однако здесь необходимо учитывать, что малые водоемы оказываются гораздо более чувстви-
тельными, в связи с чем необходимо проводить наблюдения с учетом особенностей этих объектов природы.
Так как универсальных методов определения трофического уровня озер не существует, лишь сочетание различных характеристик позволяет дать интегральную оценку и делать более надежные, обоснованные выводы. В этой связи в настоящих исследованиях был подобран целый ряд гидрохимических и гидрофизических показателей. Это, прежде всего, содержание кислорода, его химическое и биологическое потребление, содержание биогенных элементов, pH, цветность, мутность, запах, визуальные характеристики и др. Такой подход, учитывающий почти все характеристики водных экосистем, позволяет делать наиболее полные выводы о современном состоянии исследуемых объектов.
Работа интересна тем, что на данный момент в Дагестане не проводилось исследований по оценке трофического уровня озер. Для определения трофического уровня водоемов Приморской низменности Дагестана в период с ноября по февраль 2009-2010 гг. были проведены визуальные наблюдения и лабораторные исследования в соответствии с Руководящим документом по определению качества поверхностных вод. Также для составления картины, отражающей экологическое состояние изучаемых водных объектов, был проведен сравнительный анализ полученных данных с допустимыми значениями, установленными для водоемов. Результаты представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Результаты анализа проб воды исследуемых водоемов в сравнении с нормативами, предъявляемыми для водоемов рыбохозяйственного и
рекреационного значения (средние данные за зимние месяцы 2009-2010 гг.)
Показатели Нормативы, предъявляемые к водоемам рыбохозяйственного и рекреационного значения Данные, полученные на оз. Ак-Гель Данные, полученные на Вузовском вдхр. Данные, полученные на оз. Большое Турали Данные, полученные на оз. Малое Турали Данные, полученные на оз. Аджи
Ог, % насыщения - 127 139 126 126 100
О (мг/л) Не менее 6 мг/л 10,67 11,68 10,66 10,59 8,47
БПК(мг/л) Не более 6,0 5,22 3,03 2,77 2,7 2,2
NO3 (мг/л) 0,02 0,058 0,018 0,012 0.020 0,007
ИН^мг/л) 0,4 0,242 0,07 0,118 0,094 0,028
РО(мг/л) 0,2 0,082 0,003 0,006 0,004 0,008
86
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
Полифосфаты (мг/л) - 0,016 0,013 0,037 0,019 0,031
Робщ (МГ/Л) - 0,129 0,015 0,091 0,024 0,047
ХПК (мг/л) 15,0 0,015 0,010 0,410 0,029 0,065
Взвеш. вещ-ва (мг/л) Не >0,75 мг/л сверх природного содержания 51,5 46,1 143,9 53,9 228,2
pH 6,5-8,5 7,9 7,5 8,2 8,1 8,3
Запах (балл) Не >2 баллов, обнаруживаемых непосредственно 4 1 1 2 3
Окраска (см) Не должна обнаруживаться в столбике 10 см 6 см 20 см 13 см 9 см 8 см
Таблица 2
Визуальные характеристики водоемов Приморской низменности
Дагестана
Водоем Визуальные характеристики
оз. Аджи Пленка и масляные разводы на поверхности воды у берега, мусор на берегу
оз. Большое Тура-ли Масляная пленка, пена на поверхности воды у берега, бытовой мусор на берегу
оз. Малое Турали Пена на поверхности воды, вода у берега грязно-желтого цвета
оз. Ак-Г ель Пена, масляная пленка на поверхности воды у берега, бытовой мусор на берегу
Вузовское вдхр. Пена у берега, бытовой мусор на берегу со стороны жилого района
Санитарное состояние водоемов близко к критическому. Особенно плачевное положение в этом плане имеет озеро Ак-Гель. Помимо загрязнений прибрежных территорий, здесь было обнаружено три крупных источника поступления бытовых сточных вод.
Как видно из таблицы 1, в целом показатели не превышают нормативов. Наибольшее содержание органических веществ наблюдается на озере Ак-Гель, что ярко демонстрирует влияние на качество природных вод поступления бытовых стоков (рис. 1-9).
max
min
♦ среднее
Рис. 1. Содержание растворенного кислорода в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль
2009-2010 гг.)
Естественные и точные науки
• • •
87
8 1
< ►
ю 4 S с ш max min ♦ среднее
< > < ► < ►
0
Ак-Гель Вузовское Большое Турали Малое Турали Аджи водоемы
Рис. 2. Биологическое потребление кислорода в пробах водоемов Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-
февраль 2009-2010 гг.)
Рис. 3. Содержание нитритов в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль 2009-2010 гг.)
водоемы
max
min
♦ среднее
88
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
Рис. 4. Содержание аммонийного азота в водоемах Приморской низменности
Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль 2009-2010 гг.)
max
min
♦ среднее
Большое Турали водоемы
Рис. 5. Содержание фосфатов в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль 2009-2010 гг.)
водоемы
ф среднее
Рис. 6. Содержание полифосфатов в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль 2009-2010 гг.)
Естественные и точные науки
• • •
89
Рис. 7. Содержание общего фосфора в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль 2009-2010 гг.)
Рис. 8. Химическое потребление кислорода в пробах водоемов Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за январь-
февраль 2010 г.)
90
• • •
Известия ДГПУ, №2, 2010
Рис. 9. Содержание взвешенного вещества в водоемах Приморской низменности Республики Дагестан (средние значения за ноябрь-февраль
2009-2010 гг.)
Существует общепринятая классификация водоемов по классам са-пробности (трофности) (табл. 3). В результате сравнения полученных на исследуемых объектах данных со значениями, указанными в таблице 3, можно отнести все исследуемые водоемы к мезотрофному типу. Почти все исследуемые объекты (озера Ак-Гель, Большое Турали, Аджи) имеют тенденцию изменения трофического уровня от мезотрофного к эвтрофно-
му и даже к гипертрофному. Учитывая зависимость уровня трофии от содержания в воде органических компонентов, можно смело говорить об интенсивном процессе антропогенного эвтрофирования на оз. Ак-Гель, который заключается в поступлении в данный водоем богатых органикой сточных вод. Подобные процессы, но в менее выраженном виде, наблюдаются на Большом и Малом Турали.
Таблица 3
Классификация водоемов по ГОСТ 17.1.2.04-77
Чистые воды Загрязненные воды Грязные воды
Наименование показателей Классы сапробности
Ксено-сапроб-ность (кс) Олиго-сапроб-ность (о) Р-мезо-сапроб-ность (бм) а-мезо- сапробность (ам) Поли- сапробность (п) Гипер-сапроб-ность (гп)
Трофо-сапробные показатели
Растворенный кислород, % насыщения 95-100 80-110 60-125 30-150 0-200 0
Прозрачность воды по диску Секки, м, не менее 3,0 2,0 1,0 0,5 0,1 Менее 0,1
БПК, мгОг/л 0,0-0,5 0,6-1,0 1,1-2,0 2,1-3,0 3,1-10,0 Более 10
Перманганатная окис-ляемость по Кубелю (ХПК), мгОУл 0,0-7,0 7,1-10,0 10,1-20,0 20,1-0,0 40,1-80,0 Более 80
Аммоний солевой, мг/л 0,0-0,05 0,06-0,1 0,11-0,5 0,51-1,0 1,01-3,0 Более 3
Нитриты, мг/л 0,0-0,001 0,002-0,04 0,05-0,08 0,09-1,5 1,6-3,0 Более 3
Фосфаты, мг/л До 0,005 0,006-0,03 0,04-0,1 0,11-0,3 0,31-0,6 Более 0,6
Информация, полученная в ходе первых наблюдений, явилась в какой-то степени достаточной для того, чтобы определить основные причины развития негативных процессов и выявить основные источники загрязнения водоема. Это в основном бытовые стоки и ливневые смывы с прибрежных территорий. Однако для более полного анализа и установления сезонной динамики определяемых показателей необходимо продолжение исследований.
Неудовлетворительное экологическое состояние водоемов оказывает негативное влияние на здоровье населения и может способствовать возникновению неблагоприятной
эпидемиологической обстановки. Поскольку в экосистемах, подверженных антропогенному воздействию, восстановительные процессы происходят при продолжающемся антропогенном прессе, особенности последнего определяют конечное состояние экосистемы. Выбор и активное проведение в жизнь схем, обеспечивающих интенсивное восстановление, являются оптимальной политикой как с природоохранной, так и с социальной точек зрения. Одним из главных тезисов при рациональном водопользовании следует принять следующий: профилактика эвтрофирования более целесообразна, чем его лечение.
Примечания
Естественные и точные науки
• • •
91
1. ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. 2. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов. 3. Науменко М. А. Эвтрофи-рование озер и водохранилищ/Учебное пособие. СПб. : Изд-во РГГМУ, 2007. 100 с.
Статья поступила в редакцию 15.04.2010 г.
Работа выполняется в рамках Госконтракта № П627 Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.
УДК 633.11.632.122
ВЛИЯНИЕ СОЛЕВОГО СТРЕССА НА ПРОДУКТИВНОСТЬТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ
©гою Шихмурадов А.З., Магомедов А.М.*
Институт «Юждаг», г. Дербент *Горный ботанический сад ДНЦ РАН
Изучено влияние солевого стресса на признаки твердой пшеницы. Отмечено наибольшее отрицательное влияние засоленности почвы на массу и число зерен с колоса.
The authors of the article researched the influence of the salt stress on the characteristics of the durum wheat. They show that the greatest negative influence of the soil salinity was noted on the weight and the number of grains per ear.
Ключевые слова: солевой стресс, твердая пшеница, продуктивность.
Keywords: salt stress, durum wheat, productivity.
Введение
Засоленность почв сильно снижает продуктивность сельскохозяйственных культур во всем мире и является одним из основных абиотических факторов, лимитирующих глобальную сельскохозяйственную продуктивность, делающая одну треть ирригационных площадей мира непригодными для выращивания культурных растений, в том числе злаковых.
Системы адаптации на организ-менном уровне имеют очень сложные генетические механизмы, природа которых пока не изучена. Стелющиеся формы деревьев и кустарников, распростертая форма куста озимых и заглубление узла кущения
злаков обеспечивают размещение органов растений в благоприятном микроклимате. Другим примером такой системы может быть изученный В. Ф. Альтерготом [1] физиологический механизм репарации повреждений в процессе закалки, что в итоге ведет к стимуляции жизнедеятельности и повышению продуктивности растений. Адаптация растений к одному фактору требует повышенной устойчивости к другому.
Проблеме адаптации растений к стрессам посвящен ряд работ [2-4, 811].
В связи с этим нами проведено изучение признаков продуктивности у выделившихся солеустойчивых линий и исходных родительских форм
