Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Вследствие неравномерного расположения на поверхности Земли рек, озер и других гидрологических объектов, искусственные водоемы стали общепланетарным явлением. К их числу относятся различные пруды, каналы, водохранилища, фильтрационные водоемы и другие объекты, которые имеют какое-либо уникальное хозяйственное и/или биосферное значение. Основная цель создания водохранилищ заключается в накоплении воды с последующим ее использованием. Кроме того, водохранилище, как искусственно созданный водоем, выполняет стратегически значимую функцию в народнохозяйственных отраслях и в экологическом биосферном плане [1].

Возведение регулирующих водохранилищ предоставляет возможность частично или полностью ликвидировать условия возникновения таких неблагоприятных явлений, как наводнения и паводки. При этом, помимо снижения прямого от них ущерба, также уменьшаются затраты на строительство и реконструкцию капитальных объектов в различных отраслях хозяйства из-за сокращения противопаводковых расходов. Создание водохранилищ решает проблему дефицита воды в тех или иных регионах, а также решается мелиоративная задача подачи воды в соответствии с наиболее оптимальными сроками полива сельскохозяйственных культур. Водохранилища повсеместно являются площадками для организации рыбного хозяйства. Нередко в искусственных резервуарах выращиваются промысловые виды рыб (лещ, судак и др.). Кроме того, здесь проводятся мероприятия по акклиматизации таких ценных видов рыб, как толстолобик, белый амур, радужная форель и других.

Помимо хозяйственного значения водохранилища имеют значение и для биосферы. Например, на их акватории создаются благоприятные условия для гнездования, размножения и зимовки водоплавающих птиц. То же касается и млекопитающих, жизнь которых непосредственно связана с водой. Водохранилища влияют на уровень и баланс внутригрунтовых вод территории. Кроме животного мира, как само водохранилище, так и непосредственно прилегающие к нему территории способствуют развитию водной растительности, а также различных моллюсков и насекомых [2, 3].

Поскольку питание водохранилищ в основном происходит за счет речных сетей, которые, в свою очередь, проходя через крупные промышленные и урбанизированные центры, несут значительное количество загрязнителей [4–6], оценка экологического состояния искусственных резервуаров является актуальным вопросом современной гидроэкологии. При этом более информативными критериями таковой оценки зачастую являются не свойства гидрохимического режима [7], а гидробиологические показатели [8, 9]. В частности, динамика фитопланктона, зоопланктона и бентоса традиционно, считается критерием-индикатором экологического состояния водоема [10, 11].

Цель исследования: изучение гидробиологической характеристики акватории Чебоксарского водохранилища в качестве критериев оценки его экологического состояния.

Материалы и методы исследования

В проекте «Большая Волга» (1931 г.) под руководством профессора А.В. Чаплыгина была выдвинута идея возведения каскада ГЭС и водохранилищ на р. Кама и Волга. Согласно данным проекта была запланирована прокладка пригодного для движения крупногабаритных судов водоходного пути, который должен был соединять Каспийское, Черное, Балтийское и Белое моря, а также возведение на всем его протяжении гидроузлов [3].

Чебоксарское водохранилище является одним из звеньев Волго-Камского каскада искусственных резервуаров и располагается на территории трех субъектов РФ: Нижегородская область, Чувашская Республика и Республика Марий Эл (рисунок). В зону его влияния попадают территории 14 административных районов, среди которых 6 городов и 119 прочих населенных пунктов (в их числе в Нижегородской области – 3 города, 14 сельских населенных пунктов и 7 низин сельскохозяйственного назначения).

Чебоксарский резервуар представляет собой водоем комплексного значения, весьма продолжительное время используемого во многих отраслях народного хозяйства. Вследствие данных обстоятельств в той или иной мере вся территория водохранилища испытывает различной интенсивности и частоты антропогенную нагрузку. В особенности данные явления сосредоточены на правобережном участке, расположенном ниже впадения реки Оки, которая, в свою очередь, несет существенное количество экотоксикантов в бассейн водохранилища [12, 13]. В частности, основными загрязняющими веществами здесь признаны нефтепродукты, органические соединения ароматического ряда, тяжелые металлы, мышьяк, марганец, алюминий, железо и многие другие [3, 14].

Гидробиологические изыскания имеют целью понимание разнообразных экологических процессов водной среды, сопряженных с жизнедеятельностью микроскопических организмов. Экологическая оценка вод Чебоксарского водохранилища проводилась в 2015–2016 гг. на основе общепринятых гидробиологических показателей, проанализированных студентами НГПУ им. К. Минина за периоды прохождения ими производственных практик в Нижегородском отделении ГосНИОРХ – критерии общей численности, биомассы и видового разнообразия фитопланктона, зоопланктона и бентоса.

Ситуационный план русла реки Волга, входящего в Чебоксарское водохранилище с обозначением постоянных точек отбора проб воды

Результаты исследования и их обсуждение

Численность, биомасса и доля водорослей различных отделов в общей численности и биомассе фитопланктона различных участков Чебоксарского водохранилища в 2015–2016 гг. представлены в табл. 1. Фитопланктон в 2015 г. наиболее высокими величинами количественного развития (свойственными для водоемов эвтрофного типа) характеризовался в среднем речном отделе. На остальных участках водохранилища степень трофии соответствовала среднепродуктивному статусу. В речных участках водоема комплекс превалирующих по биомассе видов, как и в прошлые годы исследования, определяли центрические диатомовые водоросли – показатели повышенного органического и биогенного загрязнения: виды родов Stephanodiscus, Cyclotella, Aulacosira, Melosira с присутствием компонентов каспийского планктонного комплекса (Actynocyclus normanii), активно распространяющихся во всей Волге в последнее время.

В озерном и приплотинном участках возрастала роль цианобактерий и различных групп фитофлагеллят. В целом существенных изменений в показателях развития альгоценозов, распределения их по акватории водохранилища отмечено не было. Средняя биомасса фитопланктона для водохранилища в 2015 г. составила 5,61 ± 0,35 г/м3, трофический статус оценивался как эвтрофный; соотношение ведущих систематических групп планктонных водорослей и состав ценозообразующих видов отмечались и в предыдущие годы исследования.

Фитопланктон водохранилища в 2016 г. наиболее высокими величинами количественного развития (свойственными для водоемов эвтрофного типа) характеризовался в среднем речном отделе. На остальных участках водохранилища степень трофии соответствовала мезотрофии. Комплекс превалирующих по биомассе видов, как и в прошлые годы исследования, определяли центрические диатомовые водоросли – показатели повышенного органического и биогенного загрязнения: виды родов Stephanodiscus, Cyclotella, Aulacoseira, Melosira с присутствием компонентов каспийского планктонного комплекса (Actynocyclus normanii). В озерном отделе возрастала роль фитофлагеллят, в приплотинном – цианобактерий (Microcystis aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae).

В целом существенных изменений в показателях развития альгоценозов, распределения их по акватории водохранилища отмечено не было. Средняя биомасса фитопланктона для водохранилища в 2016 г. составила 5,71 ± 1,3 г/м3, трофический статус оценивался как эвтрофный; выявленные соотношения ведущих систематических групп планктонных водорослей и состав ценозообразующих видов отмечались и в предыдущие годы исследования.

Зоопланктон Чебоксарского водохранилища в 2015 г. включал в себя 51 вид, из них 17 видов коловраток, 24 вида ветвистоусых и 10 видов веслоногих ракообразных. Численность, биомасса и доля трех групп в общей численности и биомассе зоопланктона различных участков Чебоксарского водохранилища в 2015 г. представлены в табл. 2.

Зоопланктон водохранилища в летнем сезоне 2015 г. в среднем характеризовался величинами количественного развития, свойственными для водоемов мезотрофного типа. Средняя биомасса зоопланктона для водохранилища в 2015 г. составляла 0,87 ± 0,59 г/м3, что незначительно выше среднемноголетних показателей (0,75 г/м3). Трофический статус оценивался как мезотрофный (среднекормный); выявленные соотношения ведущих систематических групп зоопланктона и состав ценозообразующих видов отмечались и в предыдущие годы исследования.

Таблица 1

Средняя численность (млн кл/л, числитель), биомасса (г/м3, знаменатель) и доля водорослей различных отделов в общей численности (числитель) и биомассе (знаменатель) фитопланктона различных участков Чебоксарского водохранилища в 2015–2016 г.

Таблица 2

Средняя численность (тыс. экз/м3, числитель), биомасса (г/м3, знаменатель) и доля трех групп в общей численности (числитель) и биомассе (знаменатель) зоопланктона различных участков Чебоксарского водохранилища в летний сезон 2015–2016 г.

По уровню индекса сапробности все станции отбора проб относятся к III классу (умеренно загрязненные воды). Практически на всем протяжении преобладали виды родов Bosmina и Daphnia, лишь на отдельных участках доминировали Cyclopoida. По структурным показателям зоопланктона водохранилище в 2015 г. имеет статус мезотрофного водоема, со средней кормовой базой для рыб.

Видовой состав зоопланктона водохранилища в 2016 г. составил 49 видов. В составе зоопланктона преобладали эупланктонные формы. В целом по всему водохранилищу средняя численность составила 50500 экз/м3, средняя биомасса – 1,3 г/м3, что незначительно больше среднемноголетних показателей (0,75). Это характеризует Чебоксарское водохранилище как a-мезотрофный водоем с умеренной кормностью для зоопланктоядных форм рыб и их личинок. В целом, существенных изменений в показателях развития ценозов, распределения их по акватории водохранилища отмечено не было.

По уровню индекса сапробности все станции отбора проб относятся к III классу (умеренно загрязненные воды, только у н.п. Бармино лежит на границе III–IV классов сапробности за счет Moina brachiata. Практически на всем протяжении преобладали виды родов Daphnia, и разновозрастные стадии Cyclopoida. По структурным показателям зоопланктона Чебоксарское водохранилище в 2016 г. имеет статус мезотрофного водоема, со средней кормовой базой для рыб.

Бентос Чебоксарского водохранилища в 2015 г. характеризовался высоким уровнем развития. В его составе насчитывается 108 видов и форм: личинки хирономид – 35 видов и форм, моллюски – 31, олигохеты – 16, ракообразные – 9, пиявки – 7, прочие группы (личинки поденок, жуков, ручейников, бабочек, мокрецов, полихеты) представлены одним-тремя видами. Численность зообентонтов в среднем составляла 1702 экз/м2, биомасса – 43,88 экз/м2. Численность организмов в разных точках колеблется от 40 до 9500 экз/м2, биомасса – от 0,04 до 550,6 г/м2. Доминирующее положение в кормовой биомассе занимают моллюски – 91 %, основная часть которой приходится на Lithoglyphus naticoides и молодые экземпляры р. Dreissena. По уровню биомассы бентоса только верхний речной участок характеризуется как α-мезотрофный (умереннокормный), в этом районе водохранилища мягкий бентос имеет небольшое преимущество в общей биомассе донных сообществ (57 %) по отношению к моллюскам (47 %) Уровень биомассы донных сообществ на участках, расположенные ниже, свойственен для β-эвтрофных и α-политрофных водоемов (высококормных и очень высококормных), основу биомассы в них создают моллюски (88–97 %).

Как и ранее, бентос водохранилища в 2016 г. был разнообразен (65 видов и форм), с доминированием в таксономическом составе моллюсков (22 вида) и личинок хирономид (16 форм); олигохеты и ракообразные имеют по 7 видов, пиявки – 6 видов, полихеты, клопы, личинки ручейников и некоторых двукрылых включают один-два вида. Средняя численность бентосных организмов в водохранилище составляет 2361 экз/м2, биомасса – 52,36 г/м2, что характеризует водоем как политрофный для бентосноядных рыб. Численность в водоеме в основном слагают ракообразные (58 %) (преимущественно в среднем речном районе) и моллюски (19 %), биомасса на 85 % создается моллюсками.

Выводы

За исследуемый период существенных изменений в показателях развития альгоценозов, распределения их по акватории водохранилища отмечено не было. Средняя биомасса фитопланктона для водохранилища оказалась в динамической норме, трофический статус оценивается как эвтрофный; выявленные соотношения ведущих систематических групп планктонных водорослей и состав ценозообразующих видов отмечались и в предыдущие годы исследования. Бентос водохранилища также характеризовался достаточным многообразием с доминированием в таксономическом составе моллюсков и личинок хирономид.

Таким образом, несмотря на наличие определенного антропогенного воздействия на акваторию Чебоксарского водохранилища, его гидробиологическое состояние остается удовлетворительным, что, по-видимому, определяется широким буферным пределом к уровню загрязнения водного объекта.