[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям




Скачать 107.89 Kb.
Название[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям
Дата публикации09.06.2013
Размер107.89 Kb.
ТипДокументы
www.vbibl.ru > География > Документы
[26] Тальских В.Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям. Труды конференции. Главгидромет, САНИГМИ, Ташкент,1995, с.87-95.

Изъятие речного стока и сброс минерализованных коллекторно-дренажных вод (КДВ) с сельхозугодий, гидротехническое и мелиоративное строительство привели к количественному и качественному изменению гидрографической сети в среднем и нижнем течении Амударьи, изменению гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов связанных с ней водоемов. Таким образом, причины экологических изменений водных экосистем Приаралья в общих чертах известны. Суть экологических последствий этих изменений до сих пор трактуется весьма расплывчато, а прямая оценка экологического состояния водных объектов вообще не проводится из-за отсутствия полных данных по биологическим сообществам.

Сейчас уже общепринято, что интегральным отражением общего благополучия или неблагополучия водных экосистем и связанных с ними ландшафтных комплексов являются водные биоценозы, видовой состав и структура которых неразрывно связаны с качеством окружающей среды [1, 2]. К сожалению, приходится констатировать крайне слабую изученность биоценозов поверхностных вод этого региона, особенно в аспекте их изменений и деградации по сравнению с исходным региональным генофондом, который является активным биологическим компонентом водных экосистем и одновременно прямым индикатором их экологического состояния.

Практически не изучен в этом отношении перифитон – сообщества, образующие на поверхности подводных субстратов (живых и неживых) различные типы обрастаний. Перифитон водных объектов Приаралья – это практически «белое пятно», что является парадоксальным фактором, если учесть повсеместную распространенность этого сообщества в поверхностных водах Среднеазиатского региона.

В предлагаемой методике мы рассматриваем видовой состав и структуру перифитона как приоритетную характеристику состояния генофонда и, как индикатор экологического состояния водных объектов Приаралья при сравнении с другими водными объектами региона, по которым уже имеется аналогичная информация. С научной и практической точек зрения важно понять: в каком направлении происходят изменения и деградация генофонда биоценозов перифитона в поверхностных водах Приаралья на фоне общерегиональных гидробиологических процессов, основные направления изменения которых отражены в разработанной нами ранее [1] санитарно-экологической классификации. Эта классификация водных объектов позволила построить региональную рабочую гипотезу об основных трендах изменения генофонда перифитонных сообществ с точки зрения их экологического отклика на антропогенное загрязнение поверхностных вод. На ее основе был разработан региональный индикаторный показатель – биотический перифитонных индекс (БПИ), позволяющий оценивать по изменению видового состава и структуры перифитона качество воды и непосредственно экологическое состояние водных объектов [2,3].

При построении региональной классификации все водные объекты, обследованные в бассейне Сырдарьи и Амударьи, были ранжированы в санитарно-экологический ряд с возрастающим уровнем загрязнения, в котором каждой ступени ряда соответствует перифитон с определенными структурно-функциональными характеристиками и состоянием генофонда. Всего было выделено шесть основных санитарно-экологических групп (типов) водных объектов, внутри которых определены подгруппы. Начинают этот ряд чистые фоновые водные объекты альпийского, субальпийского и лесного поясов горной зоны (1-я группа). Затем идут слабо загрязненные водные объекты предгорной зоны (2-я группа) и умеренно загрязненные водные объекты равнинного пояса антропогенной зоны (3-я группа). Завершают этот ряд водные объекты равнинного пояса антропогенной зоны с сильно измененными экосистемами: загрязненные водные объекты 4-й, грязные водные объекты 5-й, очень грязные водные объекты 6-й группы. От 1-й ко 2-й группе водных объектов с падением абсолютной высоты в них создается естественный градиент экологических условий: увеличивается летний прогрев водной массы (от 6-16 до 19-26°С) и минерализация воды (от 97 до 330 мг/дм3), повышаются средние концентрации минеральных биогенных элементов и растворенных органических веществ (БПК5, ХПК). Это закономерно стимулирует естественное повышение уровня трофности с падением абсолютной высоты и более обильное и разнообразное развитие перифитона. В течение года в перифитоне водных объектов 1-й группы обычно развивается довольно постоянный комплекс стенобионтных, североальпийских и криофильных видов водорослей из родов Meridion, Tetracyclus, Ceratoneis, Diatoma, Cymbella, Eucocconeis, Didymosphenia, Achnanthes, Prasiolа, Hydrurus. В мелководных горных ручьях и реках лесной зоны, в которые поступает аллохтонная органика с листовым опадом от прибрежной древесно-кустарниковой растительности, а также в горных озерах с хорошо развитой и заросшей водной растительностью литоралью, в перифетоне заметно развиваются нитчатые красные и зеленые водоросли из родов Batrachospermum, Chantransia, Haetophora, Zygnema, Spirogyra, диатомовые водоросли из рода Rhopalodia, Epithemia, Amphiplеura, Fragilaria, Synedra, Cymbella, тяготеющие к биотопам со скоплением растительного детрита. Изменение экологических условий от 1-й к 2-й группе водных объектов хорошо отражает изменения индекса БПИ, значения которого снижается от 10-9 до 8-7 баллов. Ксено-олигосапробные условия сменяются олиго- и олиго-бетамезосапробными условиями, а класс качества воды переходит из I (очень чистые воды) во II класс (чистые воды). Экологическое состояние этого градиента оценивается как фоновое – АБ (Ф). Это означает, что биоценозы перифитона находятся в состоянии метаболического (А) и экологического (Б) прогресса, а видовой состав организмов отражает фоновое (Ф) исходное состояние генофонда. При этом экологическая структура перифитона в 1-ой группе водных объектов очень стабильна и эти водные объекты можно принять за глобальный или биосферный фон – Фб. Водные объекты 2-ой группы, с более широкой вариацией экологической структуры перифитона, можно принять за региональный фон – Фр. Итак, фоновые водные объекты 1-й и 2-й групп характеризуются стабильно высоким или хорошим качеством воды и своеобразной экологической структурой перифитонных сообществ, характерной для пресноводных экосистем региона в зоне формирования поверхностного стока. Наиболее яркой их особенностью является абсолютной доминирование автотрофных пресноводных организмов из группы продуцентов и среди них диатомовых водорослей, при одновременном слабом развитии диатомей из родов Navicula и Nitzschia.

В водных объектах 3-й группы умеренное загрязнение растворенными органическими и минеральными биогенными веществами оказывает своеобразный «удобряющий» эффект, что, наряду с высокой прогреваемостью водной массы, способствует дальнейшему повышению уровня трофности и при благоприятных гидрологических факторов более интенсивному развитию перифитона, чья экологическая структура закономерно изменяется. Отражением этого процесса является закономерное снижение значений индекса БПИ до 6-5 баллов, смена олиго- и олиго-бетамезосапробных условий на бетамезосапробные условия и переход качества воды в III класс (умеренно загрязненные воды). По сравнению с Фр в 3-й группе водных объектов средние значения БПК5 выше в 2,5 раза, ХПК – 2,1, минерализации – 1,5, минерального фосфора и аммонийного азота – 7,0, нитридного и нитратного азота – 2,0 – 2,7.

В фоновых водных объектах 1-й и 2-й групп изменение перифитонных сообществ происходит в направлении их естественной эволюции, аналогично природной автотрофной сукцессии с выходом на зрелое климаксное состояние, которое имеет место в 3-й группе водных объектов. Перифитон здесь характеризуется активным метаболизмом и сложной экологической структурой, что можно рассматривать как удовлетворительное экологическое состояние – АБ. Это состояние характерно для большинства водных объектов равнинного пояса в зоне активного рассеивания поверхностного стока и может быть принято за региональный фон внутри антропогенной зоны – Фаз.

Дальнейшее повышение уровня загрязнения поверхностного стока и соответственно деградации исходного генофонда перифитона, в зависимости от характера и мощности антропогенного загрязнения может, идти в четырех основных направлениях. Наиболее ярко деградация перифитонных сообществ выражена в водных экосистемах 5-й и особенно 6-й группы, в которых имеет место их сильное органическое или токсическое загрязнение.

В первом случае содержание растворенных органических веществ возрастает по сравнению с Фр в 12-79 раз, а по сравнению с фаз – в 5-30 раз, соответственно концентрации минерального фосфора – в 164-300 и 23-41, а концентрации различных форм минерального азота – 13-1405 и 5-194. Изменение биоценозов перифитона происходит по типу гетеротрофной сукцессии, при которой автотрофный компонент подавлен и преобладают процессы минерализации и гниения избыточной аллохтонной органики с помощью гетеротрофных организмов из группы консументов и редуцентов, обладающих высокой метаболической активностью. В зависимости от интенсивности органической нагрузки на экосистему значения индекса БПИ изменяются от 3 до 1 балла, преобладают альфамезо- или полисапробные условия, качество воды соответствует V классу (грязные воды) или VI (очень грязные воды). Экологическое состояние водного объекта квалифицируется как неудовлетворительное или плохое, с ярко выраженной деградацией экологической структуры и исходного генофонда биоценозов и обозначается Аб.

Во втором случае, при токсическом стрессе, имеет место полная деградация биоценозов перифитона, подавление всех функциональных групп организмов, т.е. одновременный метаболический и экологический регресс аб. Индекс БПИ принимает нулевое значение, а экологическое состояние квалифицируется как абсолютно недопустимое.

Третье направление антропогенного изменения водных экосистем имеет в 4.1-й подгруппе водных объектов, которые испытывают повышенную, по сравнению с Фаз, нагрузку смешанным хозбытовым и особенно промышленным биогенным загрязнением, а именно минеральными соединениями азота и фосфора. Их средние концентрации превышают Фр в 20-171 раза, а Фаз – 5,5 -23,7. В перифитоне развивается своеобразный комплекс гетеротрофных, но в большей мере автотрофных организмов, среди которых наиболее характерны нитчатые сине-зеленые водоросли из семейства Oscillatatoriaceae зеленые нитчатые, протококковые и вольвоксовые водоросли из родов Stigeoclonium, Cladophora, Oedogonium, Scenedesmus, Chlamidomonas, диатомовые водоросли с выраженным доминированием среди них видов из родов Navicula и Nitzschia. Значение индекса БПИ 4 балла, преобладают альфа-бетамезасапробные условия, интенсивно протекают процессы эвтрофирования и вторичного загрязнения, качество воды соответствует IV классу (загрязненные воды), а экологическое состояние квалифицируется как переходное-неустойчивое (АБ-Аб) или неудовлетворительное (Аб) с выраженной перестройкой экологической структуры и деградацией исходного генофонда перифитона по сравнению с Фаз.

Четвертое направление антропогенного изменения водных экосистем и биоценозов перифитона связано с загрязнением их высокоминерализованными КДВ с сельхозугодий. По нашей классификации к ним относятся устьевые участки рек (подгруппа 4.2), а также коллекторно дренажная сеть и связанные с ней водоемы (подгруппа 4.3). В 4.2 – й подгруппе средние значения минерализации воды в разных водных объектах, охваченных сетью ОГСНК Главгидромета, изменяются в диапазоне 0,862-1,264 г/дм3, что превышает Фр в 3,4-5,1 раз, а Фаз – 2,3-3,4. Состав генофонда перифитона характеризуется как наличием обычных видов, характерных для фаз, так и галофильных солоновато-водно-пресноводных форм. Значение индекса БПИ переходное – 4,5 балла, класс качества воды (III-IV) и экологическое состояние (АБ-Аб) также переходные.

В 4.3 подгруппе водных объектов (например, в коллекторах, дренах и озерах Сардобинского понижения Голодной степи) средние значения минерализации воды (по данным А.Э. Эргашева, 1968) в разных водных объектах изменяются в диапозоне 4,4-6,6 г/дм3, что превышает Фр в 17,6-26,4 раз, а Фаз – 11,8-17,0. Вода в озерах грязно-зеленого цвета, сильно прогревается летом (до 30°), на дне отложения темного или с растительным детритом и запахом сероводорода. В 4.3 подгруппе водных объектов обильно развивается характерный комплекс солоновато-водных и солоновато-водно-морских видов водорослей из родов Оscillatoria, Lyngbya, Spirulina, Synedra, Mastogloia, Navicula, Diploneis, Nitzschia, Bacillaria, Amphоra, Gyrosigma, Pleurosigma, Tropidoneis, Amphiprora, Coscinodiscus, Campylodiscum, Enteromorpha. Об интенсивно протекающих процессах эвтрофирования и вторичного загрязнения свидетельствует обильное развитие зеленых нитчатых, протококковых и десмидиевых водорослей, пленок сине-зеленых водорослей из семейства Oscillatoriaceae, планктонных сине-зеленых водорослей из семейства Сhroococcales. Об интенсивном процессе детритообразования свидетельствует постоянное присутствие в перифитоне литоральной зоны диатомей из рода Amphipleura, Rhopalodia, Epithemia и др. Таким образом, перифитон загрязненных водных объектов 4.3 подгруппы характеризуется активным метаболизмом автотрофного компонента, что выражается в хорошем и часто обильном развитии обрастаний и одновременно ярко выраженной деградацией исходного регионального генофонда, отражением чего является смена олиготрофно-мезотрофной пресноводной альгофлоры на эвтрофную солоновато-водную альгофлору. Качество воды соответствует IV преобладают бета-альфамезосапробные условия, значение индекса БПИ - 4 балла, экологическое состояние неудовлетворительное – Аб.

При рекогносцировочном обследовании приустьевой зоны Амударьи нами было установлено, что в экологическом ряду водных объектов Тюямуюнский гидроузел – Междуречье – Сарбас – Муйнакский залив видовое разнообразие перифитонных сообществ увеличивается почти в два раза ( от 120 до 231 таксона), возрастают значения планктонных сине-зеленых водорослей из порядка Chroococcales, из семейства Anabaenaceae, Oscillatoriaceae, зеленых нитчатых и протококковых водорослей, диатомовых водорослей из родов Rhopalodia, Epithemia, Amphipleure, Synedra, Fragilaria, Navicula, Cymbella.

В водохранилищах Тюямуюнского гидроузла, имеющих значительное таксономическое сходство перифитонных сообществ с перифитоном водных объектов Фаз, начинает формироваться, в отличие от последних, специфический комплекс солоновато-водных видов водорослей из родов Сoscinodiscus, Mastogloia, Amphora, Amphiprora. Далее, в экологическом ряду Междуречье – Сарбас – Муйнакский залив эта тенденция усиливается, что подтверждается прогрессирующим развитием указанных таксонов, а также других галофильных видов из родов Synedra, Navicula, Nitzschia, Bacillaria, Campylodiscus, Tropidoneis, Pleurosigma. Последние четыре таксона, характерные для засоленных и морских вод, в нашем случае не образовали руководящих комплексов, но практически постоянно обнаруживались в пробах перифитона. Значение индекса БПИ в водохранилищах Тюямуюнского гидроузла оценивается в основном 5 баллами, качество воды соответствует Ш классу, экологическое состояние удовлетворительное – АБ. Среди диатомовых водорослей 26% составляют солоновато-водные галофильные виды, что почти в три раза превышают процент галофильных диатомей в водных объектах Фаз. В ряду водохранилищ Междуречье – Сарбас _ Муйнакский залив процент галофильных видов диатомей на разных участках возрастает по сравнению с Фаз в 3,8-5,4 раз, а по сравнению с водохранилищами Тюямуюнского гидроузла – в 1,5-2,5 раз и в среднем составляет соответственно 33,9, 36,8 и 48,2%, значение индекса БПИ – 4,5, 4,0 балла, класс качества воды – Ш-IV, IV и IV, экологическое состояние – АБ –Аб, Аб и Аб.

Таким образом, полученные нами биологические данные однозначно указывают на прогрессирующие тенденции процессов минерализации, эвтрофирования и вторичного загрязнения в экологическом ряду водных объектов: Тюямуюнский гидроузел –Междуречье – Сарбас – Муйнакский залив. Отражением этих процессов являются пространственные сукцессии и изменения таксономического состава и структуры и, в целом, деградация исходного генофонда биоценозов перифитона по сравнению с водными объектами, принятыми нами за региональный фон антропогенной зоны Фаз. Отсутствие обширных сведений по пространственному распределению генофонда перифитона и других биоценозов гидрографической сети Приаралья не позволяет на данном этапе достоверно проследить экологический генезис этой сети и оценить экологический статус обследованных нами водных объектов. Можно лишь с уверенностью сказать, что Водохранилища Тюямуюнского гидроузла по составу перифитона и экологическому состоянию приближаются к объектам Фаз – санитарно-экологической группе 3. Водохранилища междуречье, Сарбас, Муйнакский залив в этом смысле занимают промежуточное положение между Тюямуюном и засоленными озерами и коллекторно-дренажной сетью, относящимися по нашей классификации к водным объектам 4.3-й подгруппы.

На наш взгляд, дальнейшие этапы исследований поверхностных вод Приаралья обязательно должны предусматривать согласованные и параллельные обследования водных объектов на фоновом и импактном уровнях. В качестве «локального фона» целесообразно принять водохранилища Тюямуюнского гидроузла и нижерасположенный участок Амударьи.
^ Список литературы

1.Тальских В.Н. Использование концепции инвариантных состояний биоценозов в экологическом мониторинге и нормировании загрязнения рек Средней Азии // Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Тр. Международного симпозиума. – Л.:Гидрометеоиздат. – 1991,-С,1963-1984.

2. Тальских В.Н. Мониторинг перифитона // Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат. – 1992,- Глава 2, - С.32-63.

3. Тальских В.Н. Оценка состояния перифитонного сообщества по биотическому перифитонному индексу // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. – Л.: Гидрометеоиздат. -1989,-Вып.2.-С.51-59.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconКонцепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А
Современные системы экологического мониторинга, в том числе водных объектов, очень часто представляют собой крупномасштабные системы...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconОценка экологического состояния
Первостепенное значении в водных экосистемах принадлежит фитопланктону создающему энергетическую базу всех последующих звеньев трофической...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям icon[47] Н. Е. Горелкин, Н. И. Горшков, Д. Д. Нурбаев, В. Н. Тальских...
Н. Е. Горелкин, Н. И. Горшков, Д. Д. Нурбаев, В. Н. Тальских Оценка состояния коллекторов и озер правобережья Амударьи. //Проблемы...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconОт мониторинга к управлению качеством вод водотоков и водоемов
Предлагаемая авторами методология управления качеством вод направлена на совершенствование системы охраны водных объектов от загрязнения...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconОценка ресурсного потенциала водных объектов
Решить эту проблему можно путём оценки ресурсного потенциала территории водосбора водного объекта

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconО некоторых вопросах министерства сельского хозяйства российской
Министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации методические указания по разработке нормативов качества воды водных...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconАспирантка отдела аграрного, экологического и природоресурсного права изисп при Правительстве РФ
«груз» многочисленных норм экологического и природоресурсного права. Это отражается в специфике набора нормативно-правовых актов,...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconИсточники информации по показателям оценки имущественного положения организации

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconЭкоаналитический контроль очистных сооружений при транспортировке нефти в крну
Правительства рф, а также внутренними стандартами предприятии регламентом системы экологического менеджмента «Мониторинг и измерение»...

[26] Тальских В. Н. Методология оценки экологического состояния водных объектов Приаралья по гидробиологическим показателям iconОбзор практики экологического аудита
В то время как вступление России в вто, наряду с решением других проблем, требует срочного введения в практику природоохранной деятельности...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.vbibl.ru
Главная страница