CC BY
63
1 2 3 4 ©
Дмитриев П.С. , Лысакова Т.Н. , Фомин И.А. , Глинских В.В.
12
Кандидат биологических наук, доцент, кафедра географии и экологии, кандидат
биологических наук, доцент, кафедра географии и экологии; магистр, кафедра географии и экологии, 4 магистрант, кафедра географии и экологии, Северо-Казахстанский государственный университет им. Манаша Козыбаева
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДОЕМОВ СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ В УСЛОВИЯХ ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО И АНТРОПОГЕННОГО
ФАКТОРОВ
Аннотация
В статье рассматривается современное состояние озер находящихся на территории Северо-Казахстанской области. Приведены количественные и качественные показатели, а также возможное использование озер в различных сферах хозяйствования.
Ключевые слова: озера; краеведение; состояние озер; изменения озер; СевероКазахстанская область; водный режим; значение озер; использование озер; экологические проблемы озер.
Keywords: Keywords: lake; the state of lakes; change lakes; North-Kazakhstan oblast; water regime; value of lakes; use of lakes; lakes environmental problems.
В Северо-Казахстанской области остро стоит вопрос о сохранении озерных экосистем. Данная проблема уже многие годы изучается учеными Северо-Казахстанского государственного университета им. М. Козыбаева.
Как показывают проведенные исследования, существование бессточных озер области поддерживается наличием водосборных площадей или водосборов. Вследствие того, что данные площади подвержены антропогенному воздействию (распашка, выпас скота и др.), кроме воды с них, в озерную котловину поступают биогенные вещества в составе удобрений, почв, экскременты животных, что способствует развитию антропогенной эвтрофикации. Наличие данного процесса приводит к зарастанию, заиливанию, к глубокой деградации и даже гибели озер[1].
Существенной проблемой является незавершенный процесс по созданию водоохранных зон и полос на водных объектах, в результате чего ухудшается качество водных ресурсов. В настоящее время разработаны проекты устройства водоохранных зон и полос для реки Ишим и 42 озер области. В целях уменьшения антропогенного воздействия на водные объекты, необходимо дальнейшее проектирование водоохранных зон и полос для других водных объектов, а также перенос их на местность [2].
Однако многие озера деградированы в большой степени, и их самовосстановливающие функции ослаблены. Для таких озер целесообразно использование методов мелиорации. В этом вопросе интересен опыт использования естественного мелиоратора поверхностных вод, эйхорнии плавающей (водного гиацинта), который апробирован в разных регионах мира, в т.ч. в России. Это реликтовое растение субтропических широт разлагает и поглощает как органические, так и неорганические загрязнения, содержащиеся в воде, в т.ч. в сточной. Однако требуются работы по испытанию водного гиацинта в условиях экосистем озер Северного Казахстана, отработка технологии его использования для очистки загрязненных водоемов. Представляется, что этот способ восстановления озер наиболее приемлем вследствие простоты и дешевизны в сравнении с другими[1].
© Дмитриев П.С., Лысакова Т.Н., Фомин И.А., Глинских В.В., 2016 г.
Таким образом, немаловажным является принятие мер по восстановлению нарушенных озерных экосистем.
Состояние водосборов характеризуется высокой степенью распаханности у озер Гайдуково, Зверобойное, Волково, Сергино, Речкино, Глубокое - Старина. Желтое под пашней находится 75 - 87% площади водосборов. От 75 до 30% водосборов занято пашней у 16 озер (Курейное, Дубровное, Коростель, Плоское, Палочное, Чайное, Светлое, Исаково и др.), менее 30% водосбора пашня занимает всего у пяти озер (Глубокое, Демкино, Налобино, Сумное, Б. Пузыриха).
Высокая степень распаханности водосборов - один из неблагоприятных факторов, оказывающих существенное влияние на состояние озер. Если распаханность водосбора озера составляет около 50%, то по сравнению с другим водоемом, где последняя незначительна, антропогенное влияние резко возрастает. Так, годовая нагрузка общим фосфором (г/м2) увеличивается примерно в 20 раз (0,6 - в первом случае и 0,03 - во втором); количество взвешенного в воде вещества оказывается больше примерно в 3 раза (9 мг/л в одном случае и 2,7 - в другом); количество общего фосфора в воде - возрастает в 6 раз (0,12 и 0,02 мг/л), общего азота - в 4 раза (1,6 и 0,4 мг/л); суммарная биомасса планктона увеличивается в 5 раз (соответственно 8,0 и 1,6 мг/л).
Лесистость водосборов, напротив, невелика даже в этом самом лесистом районе области: 25% площади водосбора занято лесом у оз. Налобино, 15%-16% - у озер Зверобойного, Кривого, Притышного, от 1 до 10% - у 19 озер; на водосборах озер Дубровного, Волково, Кизилово, Б. Пузыриха, Хлыново, Сергино, Сумного леса нет совсем [3].
Влияние животноводства практически существует на всех озерах; однако все без исключения (даже питьевые) используются для водопоя животных без специальных для этого устройств, а их водосборы - как пастбища (кроме площадей, занятых пашней). Некоторое подтверждение более существенного влияния на эвтрофирование водоемов животноводства, по сравнению с земледелием, имеется. Сильно опаханные озера - Сергино, Волкове, Зверобойное - испытывающие поэтому меньшие нагрузки биогенными элементами за счет животноводства (ограничен выпас скота), находятся на более низких стадиях эвтрофирования. В наилучшем состоянии находятся лишь несколько озер, имеющие рыбохозяйственное значение - Белое, Полковниково, Сивково, Соленое, Каменное и некоторые другие.
Величины удельных водосборов варьируют от 9,2 - 8,9 до 0,6 - 0,5, причем даже у только что названных озер - Белое, Сивково, Полковниково площади водосборов превышают площади водоемов всего в 1,5-1,8 раз. В то же время озера с относительно большими показателями удельных водосборов: Зарослое (9,2), Чернышево (8,9), Волченок (8,3), Косое (5,4), оказались к настоящему времени совершенно заросшими (соответственно, 95%, 77%, 45%, 81% зарастаемости), фактически превратившимися в болота, равно как и многие другие, с малыми удельными водосборами - Никульское, Новое, Пнево, Стерхово, Кишкибиш, Байкал, Усыхающее и др.[4].
Сравнение состояния озер, в том случае зарастаемости, с морфологией котловин озер и водосборов показывает, что в наилучшем состоянии находятся водоемы со средними глубинами не менее 1,4 м, котловины которых хорошо врезаны - именно они отличаются сравнительно стабильным режимом и хорошим качеством воды, несмотря даже на относительно малые величины удельных водосборов и высокую степень распаханности. К таким озерам относятся Курейное, Гайдуково, Зверобойное, Волково, Налобино, Сумное, Карьково, Дубровное, Сергино, Плоское, Исаково.
Физико-географические и геолого-структурные особенности территории обусловили неблагоприятные условия для формирования значительных ресурсов как поверхностных, так и подземных вод, особенно пресных, пригодных для питьевых целей. Утвержденные запасы подземных вод составляют 22.8 м3/год (63 тыс. м3/сут).
Водные ресурсы отличаются также неравномерностью распределения по площади. Это создало значительные проблемы в обеспечении населения питьевой водой и в свое время обусловило строительство разветвленной длиннейшей в мире системы магистральных групповых водопроводов (СМГВ), обеспечивающей сотни сельских населенных пунктов речной водой, сыгравшей большую роль в развитии региона.
Однако к настоящему времени СМГВ технически устарела, многие ее участки находятся в аварийном состоянии, поэтому вся система водоснабжения области находится в кризисном положении [2].
Преимущественно для обеспеченности населения водой используются ресурсы поверхностных вод - около 2/3 общего водозабора. Примерно одна треть забираемой воды в СКО расходуется на хозяйственно-бытовые нужды, остальной объем - на сельскохозяйственные, а также на промышленные нужды и потери. На каждого жителя СКО в среднем расход воды составляет около 55 л/сутки, в то время как по республике этот показатель равен 140-160 л/сут., в т.ч. для горожан этот показатель - около 200, для сельчан -70-75, т.е. сельское население республики потребляет в три раза меньше воды, чем городское.
Можно предположить, что именно форма котловин имеет решающее значение в режиме озер, оказывая влияние на соотношение испаряющей поверхности, к объему воды, обеспечивающее стабильность уровней, хороший врез котловин - вероятнее всего наличие подземного питания. Быстрое нарастание глубин от берега у таких котловин препятствует продвижению в озеро высшей надводной растительности: последняя занимает глубины, не превышающие 1,5-2,0 м. Мелководные озера зарастают по всей акватории. Таким образом, "выживают" лишь озера с отчетливо выраженными, относительно глубоко врезанными котловинами при современном активном наступлении на них хозяйственной деятельности [3].
По характеру водообмена почти все исследуемые озера являются бессточными, лишь некоторые из них, такие как оз. Чистое р. М. Жумабаева, Оз. Лебяжье р. Кызылжарский, Оз. Старое Мамлютский район, оз. Б. Тарангул - в Есильском районе, являются проточным.
Таким образом, можно выделить следующие основные причины загрязнения и эвтрофирования озер Северо-Казахстанской области:
1) распашка водосборов, способствующая аккумуляции в озерных котловинах частиц почв, снесенных ветром, текучей водой, растворенных веществ (биогенных элементов, остатков гербицидов и др.);
2) использование водосборов под пастбища, что оказывает еще более негативное влияние, многократно ускоряя процессы биологического загрязнения;
3) превращение озерных котловин, побережий озер в свалки бытового и прочего мусора;
4) неполное изъятие биомассы в виде улова рыбы, перегруженность органическими веществами, не успевающими утилизоваться, окислиться, разложиться;
5) отсутствие мер по предупреждению загрязнений, очистке озер, побережий и водосборных площадей;
6) недостаточный уровень экологических знаний руководителей сферы административного управления и предприятий, а также фермеров, рабочих, школьников, других категорий населения [5].
Рациональная организация озерного хозяйства возможна при достаточно устойчивом водном балансе озер и удовлетворительном качестве воды. Особенно это относится к водоемам питьевого назначения и к тем, которые могут быть использованы для рыборазводных целей. Количество и качество воды, в значительной степени зависит от размеров и состояния водосборов, которые активно преобразуются.
Между тем, сохраняя водоемы в хорошем состоянии, общество может получить значительные экономические, морально-эстетические и другие выгоды.
Для поддержания уровня воды озер необходимо проводить соответствующие мелиоративные мероприятия, для чего следует создавать водоохранные зоны радиусом в 500-1000 м с древесно-кустарниковой растительностью с залужением распаханных участков, проводить снегозадержание по акватории озер и на водосборах и другие мероприятия, стимулирующие сток в озера.
Создание водоохранных зон необходимо также и для предотвращения эвтрофирования и гипертрофирования водоемов соблюдением целого ряда условий. Во-первых, необходимо водосборы озер и сами озера содержать в надлежащем санитарном состоянии. Как отмечалось, при современной большой концентрации скота в десятки раз увеличилось поступление в водоемы биогенных элементов (азота и фосфора), что ведет к биологическому загрязнения озер. Для водопоя скот, как правило, загоняется прямо в воду. Даже у питьевых водоемов нередко располагаются животноводческие помещения и загоны [6].
В целях предотвращения загрязнения водоемов необходимо сооружение специальных поилок, копаней, прудов для водопоя скота, изоляция стоков с животноводческих объектов и сел, запрет или, в крайнем случае, ограничение выпаса скота по берегам.
Предотвращение эвтрофирования и гипертрофирования, показателем которых является преобладание сине-зеленых водорослей в составе фитопланктона, важно и для животноводства. Исследования показывают, что в момент массового цветения синезеленых водорослей микроцистис и анабена, которые повсеместно встречаются в наших озерах, выделяют токсические вещества, вызывающие болезни животных, понижение удоев, суточных привесов молодняка, в целом снижение объема и качества животной продукции.
Проводить конкретные работы на каждом водоеме надо в соответствии с основным назначением водоема.
Продлевают жизнь водоемам способности их к самоочищению. Факторы самоочищения многообразны. Их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Среди физических факторов самоочищения водоемов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. К химическим факторам самоочищения водоема относится окисление органических и неорганических веществ. Санитарный режим водоема характеризуется, прежде всего, количеством растворенного в нем кислорода, окисляющего загрязняющие вещества. К биологическим факторам самоочищения водоемов, кроме уже упомянутых групп гидробионтов, относятся полезные микроорганизмы: сапрофитные бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, для которых основными источниками энергии и жизнедеятельности является потребление неживого органического материала.
Таким образом, на определенных этапах эвтрофирования процесса самоочищения не справляются с объемом физического, химического, биологического загрязнения. Становится все очевиднее, что озерные котловины надо принудительно очищать от лишней растительности, от иловых отложений, тем самым повышая их способности к самоочищению, благоустраивать водосборные бассейны [5].
Тем не менее, соленость озер зависит также от того, каким образом вода покидает озеро. Содержание минеральных солей в проточных озерах обычно близко их концентрации в питающем потоке. Озера, в котловинах которых происходит фильтрация воды, как в озеро, так и из него, обычно пресные. Однако некоторые озера имеют приток воды, но не имеют стока, и вода лишь испаряется с их поверхности, в результате чего в водоемах повышается концентрация растворимых солей. В таких бессточных, или «закрытых», озерах (в противоположность «открытым») часто формируются высокоспециализированные сообщества растений и животных, например некоторых ракообразных или насекомых
Северо-Казахстанская область обладает огромным озерным потенциалом, отличающимся качественными и количественными показателями. Это позволяет, в
перспективе, многогранно использовать водоемы в хозяйственной деятельности, в
бальнеологических целях, а также для сохранения биологического разнообразия [2].
Литература
1. Малые озера Северного Казахстана / Н.П. Белецкая, М.В. Христевич, Е.Ю. Щербинина, Н.В. Трошихин. - Петропавловск: Климполиграфия, 2008. - 93 с.
2. Коломин Ю.М. Озера Северо-Казахстанской области. // Петропавловск, 2004. - 106 с.
3. Дмитриев П.С., Бодуновская Н.С., Какпанова А.К. Эвтрофикация и деградация озер СевероКазахстанской области. Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона: материалы IV Международной конференции. Омск, 26-27 апреля 2012, С. 225-229.
4. Дмитриев П. С. Фомин И. А. К вопросу о современном состоянии и значении озер СевероКазахстанской области. Материалы международной научно-практической конференции «Козыбаевские чтения-2013: Казахстан в мировых культурно-цивилизационных процессах» 15 ноября 2013, Петропавловск, СКГУ им. М.Козыбаева, - С. 158-162.
5. Дмитриев П.С., Какпанова А.К. Ретроспектива исследования озер Северо-Казахстанской области. Материалы международной научно-практической конференции "Валихановские чтения - 15". - Кокшетау, КГУ, 2011.
6. Дмитриев П. С. Фомин И. А. Технология мониторинга экологической обстановки озер СевероКазахстанской области посредством программы Mapinfo Professional 7.5. 2 Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки и образования в области естественных и сельскохозяйственных наук», Петропавловск, СКГУ им. М. Козыбаева, 18 апреля 2014, - С.84-89.
