БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2014, № 1, с. 41-51
ЗООПЛАНКТОН, ЗООБЕНТОС, ^^^^^^^^^^ ЗООПЕРИФИТОН
УДК [574.583(28):579]:551.583
БАКТЕРИО- И ЗООПЛАНКТОН УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ ПРИТОКА РАВНИННОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В АНОМАЛЬНЫЙ ПО КЛИМАТИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ ПЕРИОД
© 2014 г. С. Э. Болотов, А. В. Романенко, А. И. Цветков, Н. Г. Отюкова,
Е. А. Соколова, А. В. Крылов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: alhimikhmu@yandex.ru Поступила в редакцию 11.05.2012 г.
В устьевой области притока равнинного водохранилища по электропроводности воды выделено три зоны: переходная притока, фронтальная, переходная приемника. По наличию краевого эффекта во фронтальной зоне устьевая область определена как экотон. Буферные свойства экотона способствовали ослабленной реакции зоопланктона на увеличение температуры воды в аномально жаркий год.
Ключевые слова: бактериопланктон, зоопланктон, река, водохранилище, устьевая область, краевой эффект, температура воды, аномальные климатические условия.
DOI: 10.7868/S0320965214010057
ВВЕДЕНИЕ
Биологический режим пограничных зон активно изучается в морской гидробиологии [37, 38 и др.]. Аналогичные зоны формируются при контакте разнотипных пресноводных объектов, среди которых наиболее комплексно изучена барьерная зона между р. Селенгой и оз. Байкал [7]. Однако сведения об устьевых областях притоков равнинных водохранилищ ограничены. Исторические участки нижнего течения этих рек исчезли в результате затопления водами водохранилищ, а возникшие устьевые области оказались в подпоре, который выклинивается на расстояние от 2 до >50 км [32]. Так как водохранилища имеют большое количество малых и средних притоков (например, Рыбинское — 61 [32]), формируется обширная площадь пограничных участков.
При исследовании устьевых областей притоков водохранилищ р. Волги выяснено посезонное формирование двух аквальных комплексов — речного и озерного [31], показаны особенности развития фитопланктона [28], зоопланктона [14], описана их роль для нереста и нагула рыб [10, 34]. Изучение устьевой области р. Ильдь позволило провести ее районирование по физико-химическим параметрам водных масс, а также выявить значительное увеличение количества планктонных организмов по сравнению с аналогичными показателями в граничащих экосистемах [3, 15]. Однако часть исследований проводили на ограниченном пространстве, чаще всего вблизи от устьевого створа [20, 36], иногда сборы материала
не носили системного характера, в результате чего данные о развитии зоопланктона этих биотопов противоречивы [18, 23, 24]. О недостаточности знаний свидетельствует определение самих областей слияния притоков и водохранилищ. Один из крупнейших отечественных исследователей устьев рек В.Н. Михайлов [22, стр. 11] пишет: "Устьевая область реки (устье реки) — это особый географический объект, охватывающий район впадения реки в приемный водоем (океан, море, озеро), обладающий специфическим строением, ландшафтом и режимом и формирующийся под воздействием устьевых процессов ... Предлагаемое определение устьевой области (устья) реки рекомендуется применять, во-первых, ко всем рекам, а не только к крупным, а, во-вторых, к случаям впадения рек в любые приемные водоемы (кроме долинных водохранилищ) ... ". К сожалению, в дальнейшем он не возвращается к этому вопросу и не объясняет причин, по которым места впадения рек в долинные водохранилища не подходят под классическое определение, хотя, по мнению авторов, обладают всеми признаками устьевых областей эстуарного типа.
Исследования 2007—2009 гг. [3, 15] проходили в вегетационные периоды, которые по метеорологическим условиям фактически не отличались от среднемноголетних. По данным ГУ "Ярославской ЦГМС" [11] и Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации [5] вегетационный период 2010 г. по многим показателям, например продол-
Схема исследованной акватории и районирование устьевой области р. Ильдь. I — зона свободного течения притока, II — устьевая область: 11а — переходная зона притока, 11б — фронтальная зона, 11в — переходная зона приемника, III — водохранилище; 1, 2 — станции отбора проб воды для определения абиотических параметров (1) и структурно-функциональных показателей бактерио- и зоопланктона (2).
жительной летней жаре, атмосферной и почвенной засухе, характеризовался как аномальный за весь (более чем столетний) ряд наблюдений. Важно определить, насколько столь значительные изменения климатических условий, в первую очередь высокие температуры воздуха и воды, сказались на биологическом режиме водотоков и водоемов.
Цель работы — выделить зоны устьевой области притока Рыбинского водохранилища, определить особенности их абиотических и биотических характеристик относительно граничащих водных объектов и выявить изменения в аномально теплый период.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Принципы районирования устьевой области притока равнинного водохранилища по величи-
нам электропроводности воды (#), определяемой наряду с температурой воды (Т) и содержанием кислорода (02) портативным зондом У8Ь85, описаны ранее [15]. Позднее наименование выделенных зон устьевой области изменилось. В.Н. Михайлов [21] в пределах устьев притоков морей по характеру смешения вод отмечает следующие районы: пресноводный, смешения вод и устьевое взморье. По аналогии с этим в устьевой области притока водохранилища выделены зоны: переходная притока (пресноводный район), фронтальная (район смешения вод), переходная приемника (устьевое взморье) (см. рисунок).
В среднем за исследованный период переходная зона притока имела протяженность ~ 1.7 км, отличалась максимальными в пределах устьевой области показателями электропроводности воды (в среднем 398.7 мкСм/см), но меньшими, чем в зоне свободного течения реки (в среднем
424.6 мкСм/см). Она характеризовалась видимым стоковым течением и малыми глубинами (~1.5—2 м). Преобладающие формы рельефа — русловые.
Фронтальная зона характеризовалась меньшей, чем в переходной зоне притока, электропроводностью воды (в среднем 281.2 мкСм/см), средняя ее протяженность ~3.6 км. Преобладающие формы рельефа — русловые (глубины ~4 м) на верхних участках и долинные (глубины ~4—5 м в русле и 1—2 м на затопленной пойме) — на нижних. Русло тяготеет к правому берегу.
Исторически р. Ильдь была притоком р. Сут-ка, которая затем впадала в р. Волгу. Однако после зарегулирования р. Волги место исторического впадения р. Ильдь в р. Сутка даже при минимальном уровне приемника в течение вегетационного периода находится в подпоре. В результате этого различий по электропроводности воды между участками рек Ильдь и Сутка, как минимум в 200 м выше места их исторического слияния, не обнаруживается. Следовательно, водная масса, расположенная выше и ниже места их исторического слияния, — единая часть зоны выклинивания подпора речных вод. Отличия электропроводности воды (в среднем 229.2 мкСм/см) от таковой, полученной во фронтальной зоне устьевой области, с одной стороны, и в водохранилище — с другой (192.2 мкСм/см), позволили определить ее как переходную зону приемника. Средняя ее протяженность ~6.6 км, преобладающий рельеф — долинный, максимальные глубины в русле — 12 м, на пойме — 3—4 м.
Температура воды Рыбинского водохранилища в 2010 г. была выше, чем в 2009 г., что в наибольшей степени проявилось в третьей декаде мая и в период с третьей декады июня до третьей декады августа (табл. 1). Высокие температуры воды в мае и во второй половине лета зарегистрированы и в изучаемых зонах устьевой области, и в граничащих системах (табл. 2). Повышение температуры в 2010 г. не сказалось на содержании растворенного в воде кислорода, но наблюдались изменения БПК5 по сравнению с данными за 2009 г. (табл. 2). Так, в переходной зоне притока БПК5 в мае и во второй половине лета возрастало в 2.8 раза, во фронтальной зоне — в 1.7 и 1.6, в переходной зоне приемника — в 2.8 и 2.6, в водохранилище — в 2.7 и 1.4 раза соответственно, а в зоне свободного течения реки оно увеличивалось только осенью (в 3.6 раза) (табл. 2).
Гидробиологический материал собирали 2— 4 раза в месяц со второй половины мая до первой половины октября 2009 (фоновый период) и 2010 г. (аномально жаркий период) (см. рисунок), бакте-рио- и зоопланктон — на медиали: на мелководных участках ведром, на глубоководных — планк-тобатометром объемом 5 л в столбе воды от по-
Таблица 1. Температура (Т) и уровень воды Рыбинского водохранилища (среднее по посту Переборы), сумма осадков (по г. Рыбинску) в вегетационные периоды 2009 и 2010 гг.
Месяц Декада Т, °С Уровень воды, м* Сумма осадков, мм**
Апрель 1 2 - - 1 . 6 0 1 2.4
1 0.7
3 1 .8
20.3
Май 1 - 1 01. 62 1 01. 78 0 1 5.0
2 2 1 4.4 16 .6
1 4.7 19 .8
3 1 1 .5 29.6
1 6.8 1 7.7
Июнь 1 1 9.1 1 01. 82 29.5
1 6.9 1 01. 86 60.5
О 2 1 9.3 1 5.7
1 6.2 5 1.3
3 1 8 .6 5 .9
20.6 1 2.9
Июль 1 20.9 22.9 1 01. 61 1 01. 55 2 1.6 0
О 2 22.4 14.5
26.9 0
3 20.7 28 .8 5
26.0 2 4.9
Август 1 1 9 .3 25.5 1 01. 14 1 00. 82 1 5.8 7.4
2 2 1 7 .2 49.7
23.8 59
3 3 1 9 .4 20.2
1 8 .1 84.3
Сентябрь 1 1 6.0 1 3 .2 1 00. 63 1 00. 34 7.6 3 0.6
2 2 1 3 .4 1 2.0
1 3.1 6.9
3 3 1 5.6 27.3
1 1 .4 53.4
Октябрь 1 6 .1 8 . 3 1 00. 22 99.94 2 5.1 1 .9
2 2 4. 7 1 3.6
5 . 8 22.3
Примечание. Здесь и в табл. 2—4: над чертой — 2009 г., под чертой — 2010 г.
* По данным ГМО г. Рыбинска. ** По работе [5].
Таблица 2. Средние показатели абиотических параметров воды исследованных зон устьевой области и граничащих водных объектов
Сезон
Зона д, мкСм/см Т, °С О2, мг/л БПК5, мг О2/л
I 346. 0 3 20. 8 8 .7 18.3 1 0.0 9 .1 1 . 8 1 . 7
11а 3 04. 2 3 01. 2 1 1.1 18.8 8 .6 7 .3 2 . 0 1 . 9
11б 269. 5 251. 6 1 0.1 18.8 8 .4 7 .3 2 . 6 1 . 9
11в 23 0 1 93. 5 9.7 16.5 9 . 3 8 . 7 2 . 9 3 .1
III 1 86. 8 1 67. 3 12.5 14.0 8 .2 8 .9 2 . 0 1 . 7
I 448. 5 280. 4 1 7.1 16.9 8 . 8 8 . 8 0 . 8 1 . 2
На 4 16. 6 263. 7 18.0 17.5 7 .0 7 .4 1 . 2 2 . 0
Пб 269. 5 230. 1 19.8 18.0 7 .2 7 .1 3 . 8
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.