Воздействие водохранилищ на водную экосистему

  Главная       Учебники - География      Водохранилища (А.Б.Авакян, В.П.Салтанкин, В.А.Шарапов) - 1987 год

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

 


ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ, ГИДРОХИМИЧЕСКИХ И ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВОДОХРАНИЛИЩАХ

 

 

Воздействие водохранилищ на водную экосистему

 

 

Водохранилища оказывают огромное воздействие на биологические процессы и компоненты водных экосистем. По своим структурно-функциональным характеристикам экосистемы водохранилищ неодинаковы не только в разных природных поясах и зонах, но даже и в той зоне, по которой протекает река. Для всех экосистем характерно довольно бурное развитие биологических процессов в первые 4—7 лет существования водохранилищ, когда в водную среду поступает большое количество биогенов, органики, микроэлементов, наблюдаются вспышки численности популяций различных видов гидробионтов.

Однако эта в общем кратковременная стадия «молодости» водохранилищ сменяется стадией стабилизации, когда биологическая продуктивность, в том числе и хозяйственно полезная, снижается.
 

Если в первые годы жизни водохранилищ резко возрастают число и объем биомассы бактерий, то в дальнейшем эти показатели снижаются до исходных значений. Они становятся ниже тех, которые наблюдались в реке до зарегулирования. Значения численности и биомассы бактерий в крупных водохранилищах разных типов (олиготрофных, мезотрофных и евтрофных) различаются примерно на порядок: численность бактерий — в диапазоне от 0,4 до 6 млн. клеток на миллилитр, а биомасса — в диапазоне от 0,5 до 4,5 г/м3 (Водохранилища мира, 1979). Также на порядок различаются значения численности и биомассы бактерий в пределах одного водохранилища, но разных его биотопов. Различия в показателях бактериального населения в средних и небольших водохранилищах составляют уже два порядка и определяются главным образом факторами антропогенных воздействий.

В последние годы советскими учеными получены новые данные, свидетельствующие о гораздо более важной роли бактерий, чем считалось ранее, в общей системе продукционно-деструкционных процессов в водохранилищах разного трофического типа (Водохранилища мира, 1979). Общие микробиологические исследования субтропических, тропических и субэкваториальных водохранилищ пока не получили должного развития. До сих пор они носили не экосис-темный, а прикладной характер и проводились главным образом в целях оценки санитарно-эпидемиологической ситуации в зонах водозаборов.

При создании водохранилищ, в процессе ряда сукцессионных фаз, формируется комплекс доминирующих видов и, как правило, свой для каждого водохранилища. Достаточно общая тенденция: видовое разнообразие фитопланктона в водохранилищах по сравнению с рекой уменьшается, а его биомасса увеличи-
вается. Это обусловлено замедлением скоростей течения, лучшей прогреваемостью воды, увеличением прозрачности воды и достаточным количеством биогенных веществ. В водохранилищах регистрируют много десятков и сотен видов фитопланктона, но лишь несколько процентов от их числа создают основную биомассу. Характерная особенность водохранилищ: два сезонных максимума развития — весенний и позднелетний: первый обусловлен диатомовыми водорослями, а второй — синезелеными. В связи с развитием комплекса лимни-ческих биогеохимических процессов увеличивается и средняя биомасса фитопланктона в водохранилищах. Избыточное развитие фитопланктона с биомассами, превышающими 5—6 г/м3 (Сирен-ко, Гавриленко, 1978), рассматривается как одно из проявлений евтрофирова-ния водоемов.

Из-за существенного уменьшения скорости течений, поступления большого количества биогенов в результате антропогенных воздействий на ряде водохранилищ и их отдельных участках создаются условия для избыточного развития синезеленых водорослей, происходит так называемое цветение воды. Биомасса водорослей в пятнах цветения и в скоплениях, обусловленных течениями, может достигать сотен граммов и даже десятков килограммов на кубометр воды. «Цветение» воды в первые годы существования водохранилищ наблюдается практически повсеместно, но в последующие годы его интенсивность и повторяемость существенно уменьшается. «Цветение» часто именуют раковой опухолью водоемов планеты, при этом ино1 гда полагают, что виной ему — именно создание водохранилищ. Однако заметим, что «цветут» сейчас и многие реки, и такие некогда чистые олиготрофные горные озера, как Женевское и Боденское. Причина этому — избыточное поступление в водоемы питательных биогенных веществ (в основном соединений азота и фосфора) с очищенными и неочищенными сточными водами, а также изменение термического режима многих озер и водохранилищ из-за тепловых сбросов (подогретые воды) тепловых и атомных станций (Сиренко, Гавриленко, 1978; Денисова, 1979).
 

В пределах любого водохранилища формируется не менее трех-четырех типов биотопов, где существенно различаются комплекс доминирующих видов фитопланктона и его биомасса (на 1—2 порядка), а также распределение его по глубине. Большинство исследователей объясняют это явление неоднородности пространственного (по акватории) распределения фитопланктона морфометрией и гидродинамическими характеристиками.

Флора водохранилищ более разнообразна по сравнению с озерами и реками, что объясняется экологическим разнообразием биотопов в водохранилищах, особенно на мелководьях (рис. 36). Именно специфический уровенный режим обусловливает преобладание в водохранилищах воздушно-водной растительности до глубины 1,5—2 м. Площадь ее в разных водохранилищах занимает до 20—30% акватории. В тропических водохранилищах развивается свободноплавающая растительность — гиацинты и сальвинии, они могут образовывать огромные скопления в виде плавучих островов. Растительный покров на мелководьях продолжает формироваться даже при стабильном режиме эксплуатации не менее 10—15 лет, при этом сукцессии различных видов высшей водной растительности — водных мхов, папоротников, хвощей, цветковых растений (осоковых, злаковых, рогозовых, тростниковых, рдестовых, кувшинковых, лотосовых) — разнообразны по направленности и продолжительности.

В умеренных широтах средняя фитомасса в расчете на единицу площади зарослей изменяется в пределах 0,5—

11,5 т/га в воздушно-сухом весе, а продукция по углероду (волжские и днепровские водохранилища) изменяется в диапазоне 1—30 г/м2 в год (Кореля-кова, 1977). В тропических водохранилищах фитомасса гиацинта в сыром весе может достигать 60 т/га.

Создание водохранилищ привело к изменению видового состава зоопланктона и соотношения его отдельных групп (коловратки, ветвистоусые и веслоногие). По мере уменьшения водообмена значение ракообразных и соответственно их доля в общей биомассе зоопланктона возрастают до 70—95%. Средняя сезонная биомасса зоопланктона в водохранилищах Днепра, Средней Волги, Ангары, Верхнего Енисея возросла почти в 10 раз за счет создания благоприятных условий для развития ракообразных, летняя же биомасса зоопланктона, т. е. в период наиболее интенсивного питания рыб, возросла в пелагиали в 50—100 раз, а в прибрежных зонах — в 300—350 раз, что можно считать положительным фактором, тем более если учесть, как велико кормовое значение планктона для развития рыб планктофагов (Водохранилища мира, 1979).

Для тропических водохранилищ характерны относительно невысокие абсолютные биомассы фито- и зоопланктона, но при постоянных высоких температурах воды интенсивность биологических процессов очень высока. В то же время качественные и количественные показатели зоопланктона тропических водохранилищ, расположенных в саваннах, заболоченных тропических лесах, пустынях и полупустынях и особенно в горных районах, различаются между собой более значительно, чем те же показатели в водохранилищах умеренного пояса.

Угнетающее воздействие на зоопланктон оказывают «цветение» синезеленых водорослей и загрязнение водной среды. Зоопланктон распределяется по акватории водохранилищ неоднородно. Количество его может различаться на порядок по длине водохранилища и на два порядка по его ширине (особенно в умеренно заросших участках литорали и на открытой акватории).

Основу зообентоса, т. е. донной фауны, составляют олигохеты, хирономиды и моллюски. Количество их в водохранилищах по сравнению с рекой в целом возрастает, поскольку увеличиваются площадь биотопов и плотность донного населения. Однако уровень развития зообентоса в водохранилищах зависит не только от этих факторов, поэтому удельные биомассы бентоса для тех или других участков одного и того же водохранилища могут различаться в десятки раз. Зимняя сработка уровня водохранилищ умеренной зоны и промерзание грунтов — причина невысокого развития бентоса в осушной зоне.

Г идрологическая структура водных масс и их режим влияют на развитие

бентоса. В крупнейших водохранилищах Африки и Южной Америки с обширной анаэробной зоной бентос распространен лишь на глубину эпилимниона, т. е. на 3—5 м. Отдельные виды зообентоса — важнейший корм для рыб-бентофагов (большинство пресноводных видов). Биомасса кормового бентоса (без моллюсков) колеблется от 2 г/м2 для волжских водохранилищ (Рыбинское) до 50 г/м2 для днепровских (Кременчугское).

При создании водохранилищ происходит существенная перестройка речных ихтиоценозов, изменяются их структура, количество доминирующих форм, морфологические признаки, условия размножения и нагула особей.

Анализ гидрологических, гидрохимических и гидробиологических особенностей искусственных водоемов показывает, что водохранилища — принципиально иной, чем озера и реки, тип водного объекта, с существенно пространственно неоднородной (по длине, ширине и глубине) структурой абиотических условий, численностью биомассы и продуктивностью основных экологических компонентов.

Другая принципиальная особенность в том, что направленность и интенсивность внутриводоемных процессов неоднозначны, т. е. не могут квалифицироваться только как положительные или только как отрицательные.

И наконец, важно подчеркнуть, что большая часть негативных процессов и явлений, связанных с созданием водохранилищ, может успешно регулироваться и существенно снижаться, соответственно могут многократно усиливаться и положительные эффекты, если правильно проводить комплексные мероприятия.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..