ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2007, том 34, № 6, с. 713-718
КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 639.312:631.8
МНОГОЛЕТНЯЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА И МИНЕРАЛЬНОГО ФОСФОРА В ОЗЕРЕ ДАЛЬНЕМ (КАМЧАТКА)
© 2007 г. Н. М. Вецлер, Т. К. Уколова, В. Д. Свириденко
Камчатский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии 683000 Петропавловск-Камчатский, Набережная, 18 Поступила в редакцию 01.06.2006 г.
Представлены многолетние данные содержания О2 и минерального фосфора в нагульно-нерестовом водоеме тихоокеанского лосося (нерки) и анализ сезонной и межгодовой динамики их концентрации. Установлено, что водная масса озера характеризуется высоким содержанием 02, наиболее аэрирован верхний 20-м слой. Показано, что на межгодовую изменчивость содержания растворенного в воде 02 влияет поступление органического вещества с грунтовым и поверхностным стоками. Рассмотрены особенности кислородного и фосфатного режимов озера при низких и высоких заходах половозрелой нерки на нерест.
Оз. Дальнее - место воспроизводства и нагула небольшого по численности стада нерки (Опсо-АупАш пегка Walb.) находится на юго-востоке Камчатского п-ова в бассейне р. Паратунки, впадающей в Авачинскую губу. Оно расположено на высоте 29.7 м над уровнем моря. Площадь его водосбора составляет 11.3 км2. По морфометриче-ским показателям оз. Дальнее относится к водоемам средней величины. Его длина 2.5, средняя ширина 0.54 км, площадь зеркала 1.36 км2, средняя глубина 31.5 м. Максимальная глубина (60.5 м) находится в центральной части озера. Полный водообмен происходит за 3.6 года. С севера и юга в озеро впадает несколько небольших ручьев. Вытекает из озера р. Дальняя, ширина которой 6-8 м, а глубина не превышает 0.5-0.7 м [5, 6].
Оз. Дальнее является единственным лососевым водоемом в РФ, где более 70 лет ведутся регулярные круглогодичные исследования экосистемы. Комплексное изучение водоема было начато сотрудниками Камчатского отделения ТИНРО Е.М.Крохиным и Ф.В. Крогиус в 30-е гг. прошлого столетия. Первые результаты гидрохимических исследований были рассмотрены в [7]. Данные по гидрохимии озерных вод были использованы при создании модели сообщества пелагических рыб оз. Дальнего [5]. Многолетние наблюдения за биогенным режимом водоема позволили Е.М. Крохину обосновать влияние Р на продуктивность лососевых озер [8, 9, 10]. Сезонные и межгодовые изменения содержания растворенных в воде 02 и Рмин в 1934-1976 гг. были рассмотрены в [6].
В 1930-1940 гг. численность воспроизводящегося в озере стада нерки была максимальной и составляла 22-150 тыс. шт [6]. В конце 1940-х гг. произошло резкое снижение возвратов рыб-произво-
дителей в озеро. В течение 35 лет (1948-1983 гг.) дальнеозерское стадо нерки находилось в депрессивном состоянии (численность подходов половозрелых рыб в среднем не превышала 5 тыс. шт.). Снижение возвратов половозрелой нерки в озеро было обусловлено, в основном, влиянием интенсивного лова японскими рыбаками в Беринговом море.
В 1970-х гг. по уровню первичного продуцирования оз. Дальнее представляло собой мезотроф-ный водоем с некоторыми чертами олиготрофии [13, 15]. В начале 1980-х гг. запас Рмин в озере ввиду малочисленных заходов производителей в течение длительного периода (1948-1983 гг.) был минимальным. Поступление Рмин происходило, в основном, в результате минерализации автохтонного органического вещества (ОВ) [12]. Значительное увеличение численности нерки в середине 1980-х гг. заметно повлияло на фосфатный и кислородный режимы озера и на состояние трофических уровней экосистемы.
Цель работы - обобщение результатов исследований гидрохимического режима озера за 19812004 гг. и проведение сравнительного анализа многолетних изменений содержания Рмин и О2 в воде оз. Дальнего.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Материалом для работы явились данные гидрохимических исследований, выполненных сотрудниками Камчатского отделения ТИНРО Ю.В. Ларионовым и Н.М. Вецлер в 1981 г., В.П. Луферовым и О.Н. Луферовой в 1982-1990 гг., Т.К. Уколовой и В.Д. Свириденко в 1991-2004 гг. Многолетняя дина-
Рр, кг/год РМИН мг/л
200 Г /ч -7 1 0.08
-2
160 / - 0.06
120 / /1
- 0.04
80 /V \ // 1/
40 - ' 1\1 / \ 0.02
0 ггН^Т 1 1 Г1 1 1 1 1111 1 1 \у | | 0
Р
МИН мг/л 0.06 к
1981 1985 1989 1993 1997 2001 1983 1987 1991 1995 1999 2003 Годы
Рис. 1. Межгодовые изменения концентрации Рмин слое 0-55 м 1 и поступления со сненкой Рр 2 оз. Дальнем в 1981-2004 гг.
мика кислородного режима рассмотрена по данным за 1981-1998 гг.
Для гидрохимического анализа использовались пробы воды, отобранные на постоянной станции в центральной части пелагиали озера. Целесообразность отбора проб в одной точке (в центре водоема) была доказана Е.М. Крохиным [7]. Материал собирали круглогодично: один раз в месяц в период ледостава и до трех раз в безледный период. Отбор проб проводили на горизонтах 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40 и 55 м при помощи опрокидывающегося батометра. Определение концентраций растворенных в воде О2 и Рмин проводили стандартными гидрохимическими методами [1]. В 1982-1985 гг. для измерения содержания в воде О2 использовали гидроанализатор НойЬа. Средневзвешенные величины концентрации О2 и Рмин рассчитывали для трофогенного слоя (0-20 м) [13, 15] и слоя 0-55 м. В работе также были использованы архивные данные по пропуску рыб-производителей в оз. Дальнее в 1935-2004 гг.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Фосфатный режим
Источниками Рмин в озере являются поступление его с половозрелой неркой, поверхностный и грунтовый стоки и внутриводоемные процессы [9, 10]. Одним из факторов, определяющих межгодовую динамику фосфатного режима озера, является поступление Р с нерестующей рыбой, которая, разлагаясь после гибели (сненка), обогащает озерные воды биогенными элементами и ОВ [8]. По данным [10] в годы максимальной численности дальнеозер-ского стада нерки (1937-1947 гг.) со сненкой вносилось до 26% общего поступления Р в озеро, при этом размер пропуска производителей влиял на содержание Рмин, если в озеро ежегодно заходило не менее 20-28 тыс. шт. рыб.
0.04 Ь 0.02 0
1981 1985 1989 1993 1997 2001 1983 1987 1991 1995 1999 2003 Годы
Рис. 2. Межгодовые изменения содержания Рмин и их средние значения в оз. Дальнем в 1981-2004 гг. в слое 0-20 м 1 и 2; 0-55 м 3 и 4; в придонном слое (55 м) 5 и 6 соответственно.
В 1981-2004 гг. подходы нерки колебались от 0.6 (1981 г.) до 83.7 тыс. шт. (1988 г.). Учитывая средний вес взрослой нерки (1.9 кг) [14] и соответствующее содержание в ней Р2О5 (5.3 г) [3], была рассчитана величина Рр (количество фосфора, ежегодно поступающего в озеро со сненкой). В 1981-2004 гг. количество Рр колебалось в очень значительных пределах. Максимум был отмечен в 1988 г. и составлял 194.6 кг, минимум в 1981 г. -1.5 кг. Наибольшее поступление Рр было отмечено в 1984-1990 гг. (в среднем 92.7 кг Р/год). Начиная с 1991 г., приток Рр уменьшился более чем в четыре раза (до 19.1 кг Р/год) (рис. 1).
Вопрос о периоде, необходимом для перехода органических соединений Р, содержащихся в сненке, в Рмин до настоящего времени является спорным. По мнению авторов [17] этот процесс требует нескольких лет. По данным [8] минерализация сненки происходит в течение примерно шести месяцев.
Значительное количество Рмин аккумулируется в придонном слое, где его концентрация в 1983-1991 гг. составляла в среднем 0.124, а в 1992-1998 гг. уменьшилась до 0.075 мг Р/л. Минимальное содержание Рмин у дна было отмечено в 1999-2004 гг. (0.042 мг Р/л) (рис. 2). В соответствии с периодом полного водообмена Рр участвует в круговороте в течение трех лет. Среднегодовая концентрация Рмин в придонном слое зависит от суммарного поступления Рр за предшествующие три года (рис. 3).
В 1981-1987 гг. в слоях 0-20 и 0-55 м было отмечено минимальное количество Рмин, составившее в среднем 0.008 и 0.024 мг Р/л соответственно. В 1988-2004 гг. его концентрация в трофогенном слое была выше среднего уровня (0.020 мг Р/л), рассчитанного для 1981-2004 гг. Однако, начиная с 1995 г. межгодовые изменения содержания Рмин в
рмин, мг/л 0.2
0.1
Уровень воды, см
Я2 = 0.6456
10
110
210
310
410 Рр, кг/год
Рис. 3. Связь между содержанием Рмин в придонном слое и суммарным поступлением Рр со сненкой (за предыдущие три года) в 1981-2004 гг.
40
20
0
£2 1 3
1981 1985 1989 1993 1997 2001 1983 1987 1991 1995 1999 2003
Годы
Рис. 4. Межгодовые изменения уровня воды в р. Дальней в 1981-2004 гг. 1 - максимальный, 2 - среднегодовой, 3 - среднемноголетний уровень.
0
верхнем 20-м слое имели тенденцию к постепенному его убыванию (рис. 2).
Наибольшая концентрация Рмин (в среднем 0.053 мг Р/л) в слое 0-55 м была характерна для 1988-1991, 1994-1995 и 1997 гг. Постепенное его накопление в экосистеме происходило в период наиболее многочисленных заходов нерки на нерест (1988-1991 гг.). Начиная с 1992 г., заходы рыб-производителей в озеро резко сократились и количество Р, циркулирующего в экосистеме, постепенно снизилось. В 2000-2004 гг. концентрация Рмин в слое 0-55 м не превышала 0.028 мг Р/л и была ниже среднего значения, рассчитанного для 1981-2004 гг. (0.035 мг Р/л) (рис. 2).
Другим источником поступления Рмин служат поверхностный и грунтовый стоки, о величине которых можно косвенно судить по межгодовым изменениям уровня воды в р. Дальней. По данным [6, 11] в грунтовом стоке содержится 0.044, в поверхностном - 0.022, а в стоке р. Дальней -0.037 мг Р/л.
Максимальный подъем уровня воды в р. Дальней происходил во время весеннего половодья (июнь). Постепенное его снижение обычно продолжалось до конца августа. Перепад уровня воды в разные годы от июня к августу сильно колебался и составлял от 2.5 до 20.4 см. Повышение уровня воды также периодически происходило в период осенних циклонов, сопровождавшихся обильными дождями. Внутригодовая амплитуда колебаний уровня воды в р. Дальней определялась погодными условиями в бассейне озера.
Наиболее полноводными были 1981-1986 гг. Можно предположить, что поступление Рмин со стоком в этот период было максимальным. Как маловодные характеризовались 1987-199
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.