Бессточные водоемы Казахстана. Том 1. Гидрохимический режим - Романова София

Гидрологами Главтехуправления ОРГРЭС (Южное отделение) разработана и применена на практике методика составления гидрохимических прогнозов с учетом накипеобразующих свойств охлаждающей воды [56].

1.6.3 Гидробиологические процессы

Прямая связь водного режима водоемов с климатом является хорошо известным фактом. А гидроморфометрические и климатические факторы, в свою очередь, оказывают определенное влияние на развитие и протекание гидробиологических и гидрохимических процессов. Гидробиологическая система аридных озер отличается своей уникальностью и своеобразием от водоемов гумидных зон [1; 57-60]. Основные результаты многолетних трудоемких исследований качественного состава и количественного развития отдельных видов фитопланктона, фитомикробентоза и зоопланктона озер и рек Балкашского бассейна и других бассейнов РК нашли отражение в трудах Н.А. Амиргалиева и его коллег [1; 61-64], С.А. Матмуратова с сотрудниками [65; 66], А.А. Турсунова и его учеников [1; 24; 40; 50]. Одним из главных вопросов в динамике гидробиологических процессов является факт вовлечения в трофическую цепь значительной части привносимых с водосбора в озеро минеральных солей, тем самым, способствуя опреснению его вод. Кроме того, отдельные виды рыб используют в качестве пищи белую глину, насыщенную доломитом и отмершим зоопланктоном. Количественная сторона этого вопроса до настоящего времени не исследована достаточно полно, в связи с чем не учитывается при расчетах солевого баланса озер.

Фитопланктон начинает трофическую цепь, который при своем развитии использует из воды минеральные и органические вещества. Он служит кормовой базой для зоопланктона, которым в свою очередь питаются многочисленные простейшие организмы и моллюски, живущие на дне водоема. Зообентос – кормовая база ихтиофауны, а ихтиофауна – пища для птиц, зверей и людей. Многочисленные водоросли или макрофиты также являются неотъемлемой частью биосистемы любого водоема, они также при развитии используют не только макроэлементы донных отложений, но и микроэлементы химического состава воды (прямое питание через листья).

В силу того, что водные массы аридных водоемов подвергаются частому ветровому перемешиванию и в нем преобладают сильные ветровые течения, многие виды биоценоза не приживаются на средних участках. Они приспосабливаются к жизни и развитию в береговой зоне, как правило, заросшей растительностью. Здесь создаются более благоприятные условия и в отношении солнечной радиации, которая в открытых участках становится проникающей и может убить биоту. Итак, на основании вышеприведенного материала можно выделить несколько отличительных особенностей биосистем аридных водоемов. Во – первых, биомасса по акватории водоема распределена весьма неравномерно: больше всего ее находится в береговой зоне, мелководных заливах, прибрежных озерах и лагунах. Во – вторых, качество и количество биомассы подвержено сезонным колебаниям и обусловлено главным образом климатическими условиями. В пользу этого можно привести следующие данные, полученные Институтом зоологии МОН РК [61; 65; 66]. Весной на акватории озера и в дельте р. Иле число планктона достигает 400 тыс. экз. в 1 м³ воды. В это время они активно развиваются и размножаются. В мелководье идут на нерест промысловые рыбы. Летом из-за нагрева воды и проникающей солнечной радиации большинство видов фито – и зоопланктона, зообентоса отмирает, их число существенно сокращается до нескольких десятков в единице объема воды. Биота продолжает свое существование только у берегов, в тени камышовых кулис, на дне глубоких плесов и в дельтовых озерах, притоков рек.

Осенью многие виды биоценоза вновь развиваются, т.к. температура воды и интенсивность солнечной радиации снижается. Здесь из–за частых штормов водные массы с биотой, донными организмами интенсивно перемешиваются. Тем не менее, численность некоторых видов планктона может достигать нескольких тысяч экземпляров. В зимнее время вода озера сильно охлаждается, акватория покрывается льдом, и жизнь снова замирает, многие виды рыб впадают в анабиоз, находясь в глубоких участках.

В – третьих, приведенная выше сезонность жизни в аридных водоемах обусловливает двукратное за год обновление и отмирание водных растений и животных, поэтому им не свойственен процесс евтрофикации. По этой причине аридные водоемы не зависимо от размера не зарастают водорослями и в прибрежных зонах не образуют болота, как это отмечается в озерах гумидных зон. По удачному выражению профессора А.А. Турсунова «здесь кроется секрет исключительной долговечности крупных бессточных водоемов, таких как: Аральское море, оз. Балкаш, Алаколь, Эбиноор (КНР) и др. В перечисленных выше отличительных особенностях аридных водоемов, вернее, в неучете их, мы видим причины многих «ошибок» и «парадоксов» [24].

Роль гидробиологических процессов в эмерджентности аридных водоемов на примере оз. Балкаш изучалась авторами [67-69]. Изменение биологических показателей озера в многолетнем (1963–1999 гг.) цикле выявлено в монографии [61]. Показано, что ход численности фито – и зоопланктона в течение последних 40 лет хорошо согласуется между собой, за исключением периодов качественных изменений среды, приводящих к перестройке структур водных биоценозов. Такие изменения, согласующиеся с ходом уровня воды, наблюдались в оз. Балкаш в 1974–1975, 1979–1980 гг. В последующие 12 лет биомасса фито – и зоопланктона изменялась относительно синхронно. В 1993–1995 гг. согласованность, не связанная с изменением уровня и минерализации воды, нарушается. С 1994 г. зоопланктон несколько стабилизировался, а в последующие 4 года вновь отмечается некоторое его возрастание. Проявляется заметная тенденция повышения биомассы зоопланктона в озере с середины 70– х годов. С того времени межгодовая средняя биомасса возросла примерно в 3,4 раза, а биомасса фитопланктона снизилась (с середины 90-х годов) в 3 раза. Важно подчеркнуть, что колебания фито – и зоопланктона пока не выходят за пределы среднемноголетних значений.

Бентосные организмы находятся в несколько ином положении. С 1986 по 1995 гг. происходило некоторое снижение их биомассы, обусловленное, вероятно, влиянием повышения солености воды. С 1996 г. биомасса бентоса резко увеличивается, по-видимому, из-за снижения улова рыбы. Как показали исследования КазНИИРХ, рост биомассы бентоса увеличился за счет моллюска гипания. Кроме того, коэффициент использования бентосных организмов рыбами в настоящее время остался на прежнем уровне, а значит, рыбное население в целом уменьшилось несущественно.

В Казахстане гидробиологические исследования водохранилищ – охладителей проводили с 1978 г. только на водоеме-охладителе Ермаковской ГРЭС [70; 71], где система охлаждения является прямоточной. Ввод в эксплуатацию ЭГРЭС-1 с оборотной системой охлаждения дал возможность сотрудникам Института зоологии МОН РК, кафедры неорганической химии КазНУ им. аль-Фараби, лаборатории водной микробиологии и вирусологии АН СССР (1982 г.) провести гидробиологические исследования на уникальных ВО ЭГРЭС-1, 2, КЕК и близлежащем Экибастузском резервном водохранилище [72; 73]. Основные результаты сводятся к следующему.

Численность бактериопланктона в воде ВО ЭГРЭС -1 в мае 1982 г. колебалась в пределах 0,55-1,85 млн.кл/мл, а летом возрастала до 2,1 млн. Максимальное количество бактериопланктона отмечается на участках, прилегающих к району сброса теплых вод. Сапрофитных бактерий летом больше, чем весной. Среднее их число в мае составляло 310 кл/мл, а в августе – 3082 кл/мл. Обычно в придонном слое показатели были выше, чем у поверхности. Количество олигокарбофильных бактерий часто на порядок было больше по сравнению с количеством сапрофитных бактерий. Среднее число их весной составляло 2130 кл/мл, а летом – 8202 кл/мл. Это указывает на то, что большинство микроорганизмов, обитающих в водоеме, способны в процессе жизнедеятельности довольствоваться небольшим количеством органического вещества. Кроме того, здесь в искусственном водоеме отмечены такие же сезонные колебания численности микроорганизмов, которые были выявлены для оз. Балкаш.