ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2015, том 42, № 5, с. 522-535
КАЧЕСТВО И ОХРАНА ВОД, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УДК 551.465.7
МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОДЕРЖАНИЕ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ГОРНЫХ ОЗЕР ПРИРОДНОГО ПАРКА "ЕРГАКИ" (ЗАПАДНЫЙ САЯН)1
© 2015 г. О. В. Анищенко***, Л. А. Глушенко**, О. П. Дубовская*, **, И. В. Зуев*, А. В. Агеев*, **, Е. А. Иванова*, **
*Институт биофизики Сибирского отделения РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50/50 **Сибирский федеральный университет 660041 Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: hydrakr@rambler.ru Поступила в редакцию 08.08.2013 г.
Определено содержание биогенных веществ в воде, валовое содержание металлов в воде и донных отложениях четырех озер, отличающихся по географическим, морфометрическим и гидрофизическим показателям, горного хребта Ергаки. По содержанию всех исследованных металлов в воде и донных отложениях озера делятся на две группы. В первую входят озера Ойское и Светлое, отличающиеся большими размером и глубиной, во вторую — Радужное и Каровое, небольшие и мелководные. Проведено сравнение концентраций металлов с данными, полученными для разных озер других горных районов и с установленными нормативами их содержаний в воде и осадках. Содержание /п и Си в осадках оз. Светлого по некоторым международным стандартам незначительно превышает порог, ниже которого не наблюдается воздействие на биоту.
Ключевые слова: горные озера, морфометрия, гидрохимия, донные отложения, тяжелые металлы.
DOI: 10.7868/S032105961505003X
Несмотря на то, что горные озера расположены в труднодоступных районах, удаленных от непосредственного антропогенного воздействия, известно, что они подвержены загрязнению тяжелыми металлами (ТМ), органическими веществами (ОВ), воздействию кислотных дождей и поступлению биогенных веществ (БВ), что связано с высокой чувствительностью горных озер к загрязнению. В качестве основных причин уязвимости экосистем горных озер рассматривают особенности климата, например холодный и влажный воздух способствует конденсации, а осадки и ветер усиливают осаждение загрязняющих веществ (ЗВ). Многие ЗВ могут длительное время находиться в атмосфере, что позволяет им перемещаться даже в самые удаленные высокогорные районы. Глобальное потепление способствует та-
1 Работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации Сибирскому федеральному университету на 2014—2016 гг. (проект № 6.1089.2014/К "Продукция в пресноводных экосистемах полиненасыщенных жирных кислот — протекторов сердечно-сосудистых заболеваний").
янию ледников в горах, усилению выветривания горных склонов, что приводит к высвобождению ЗВ и увеличивает их поступление в водоемы. Горные озера характеризуются низким видовым разнообразием сообществ гидробионтов, они более чувствительны к евтрофированию, так как их воды содержат мало БВ, часто имеют низкую способность к нейтрализации кислотных осадков [22]. Следует отметить, что исследования, посвященные оценке загрязнения экосистем горных озер по ТМ, в России единичны [26].
В центральной части Западного Саяна (юг Красноярского края) расположен уникальный природный парк "Ергаки", в территорию которого входит горный хребет Ергаки. Антропогенная нагрузка на его горные экосистемы возрастает, так как этот район становится популярным и удобным для туризма и кемпингового отдыха, ведется строительство турбаз у подножия хребта вдоль трассы М-54 (Красноярск—Кызыл) по берегам водотоков. В настоящее время за туристический сезон (с июня по сентябрь) "Ергаки" посещают тысячи туристов из Красноярского края и
Рис. 1. Карта-схема расположения озер природного парка "Ергаки".
других регионов России, что способствует увеличению антропогенного пресса на экосистемы. Между тем водные экосистемы многочисленных озер горного хребта Ергаки практически не изучены. Таким образом, в связи с активным освоением территории природного парка, с развитием инфраструктуры для отдыха и с увеличением потока туристов представляется актуальной оценка состояния экосистем озер природного парка "Ергаки" с целью прогнозирования их изменений под влиянием антропогенных факторов. Морфо-
метрические исследования котловин озер природного парка "Ергаки" ранее не проводились.
Для исследований были выбраны четыре озера: Ойское, Нижнее Буйбинское (местное название Каровое), Малое Буйбинское (Радужное) и Большое (Светлое) (рис. 1). По материалам первой гидробиологической экспедиции в природный парк "Ергаки" (сентябрь 2008 г.) появилась первая публикация о таксономическом составе и количественных показателях сообществ гидро-бионтов этих озер [4]. В конце августа — сентябре 2009—2010 гг. были продолжены их комплексные
исследования, а изучение экосистемы оз. Ойско-го позволило обобщить информацию о трофическом статусе и потенциальной рыбопродуктивности [44].
В настоящей работе обобщена информация о содержании ТМ и других компонентов в воде и донных отложениях (ДО) исследуемых озер, которые собраны в июне, августе 2011—2012 гг. Цель работы — определение основных морфометриче-ских характеристик, оценка содержания БВ в воде, валового содержания ТМ в воде и ДО озер, сравнение содержания ионов и ТМ в этих озерах с данными, полученными для озер других горных районов, и с установленными нормативами для воды и ДО.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Район исследования
У южной границы Красноярского края и Иркутской области, севернее Тувинской котловины, в бассейне верхнего Енисея расположен огромный горный массив Саяны, включающий в себя две горные системы на юге Сибири: Восточный и Западный Саяны. Относящиеся к Западному Са-яну хребты Кулумыс, Ойский и Араданский сходятся почти в одной точке — в районе истоков р. Большая Оя (из Ойского оз.), далее к востоку горы называются Ергаки [1, 31]. Протяженность горного комплекса Ергаки с запада на восток ~80 км, ширина ~60 км. Он очень сильно изрезан древними ледниками, имеется много крутых скальных стен, глубоких речных долин и озер. Местность горно-таежная с густой речной сетью. Рельеф — среднегорный, преобладают высоты 1300—2100 м, высшая точка Ергак имеет отметку 2221 м [3, 32]. Выделяются четыре высотных пояса растительности: горно-черневой (кедровники, пихтарники до 900 м н.у.м.), горно-таежный (ельники, пихтарники до 1100—1500 м), субальпийский (кедрово-пихтовые редколесья и луга) и альпийский (луга и тундры). Климат резко континентальный с продолжительной и суровой зимой (до —41°С в январе) и коротким жарким (до 32°С в июле) летом. Летняя среднесуточная температура 9.2—12.3°С, среднегодовое количество осадков 1000—1500 мм, устойчивый снежный покров — с первой декады октября до последней декады мая [10].
Хотя крупных озер в Западном Саяне нет, в альпийском рельефе и в пределах горной тайги, в истоках почти всех рек встречаются озера в основном ледникового происхождения: каровые, моренно-подпрудные или образованные горными обвалами. В числе наиболее крупных озер —
Ойское в истоках р. Ои [31]. На территории парка "Ергаки" находятся более 20 озер горного типа, некоторые имеют потенциальное рыбопромысловое значение [10].
Изучаемые озера горного хребта Ергаки — горные, умеренной зоны, ледникового происхождения, котловинного типа, по водному балансу — стоковые [2]. По термической классификации они относятся к умеренно-холодным (средняя температура воды не превышает 10—15°С) (табл. 1). По морфологии озерных котловин по С.П. Китаеву [8] все четыре озера классифицируются как овальные, отношение длины озера к ширине ~2.0—2.5. Из этих озер самое высокогорное (1632 м), находящееся на границе леса и горных лугов, горной тундры, — безрыбное оз. Каровое. Ниже на 121 м в редколесье (кедр, пихта) расположено оз. Светлое, еще ниже на 21 м — населенное хариусом оз. Радужное. Самое низко расположенное (1418 м) из исследуемых озер — заселенное рыбой Ойское, окруженное лесом, лугами, болотами [5, 10].
Методы исследований
Исследования на озерах проводили в форме маршрутной биосъемки в июне и августе 2011, 2012 гг. На каждом озере географические координаты определяли с помощью GPS-навигатора (фирма "Garmin", марка eTrex Vista HCx). Глубину на водоеме измеряли с помощью эхолота Fish-finder 535 (Humminbird, США) с однолучевым датчиком (по транссектам), содержание растворенного кислорода регистрировали кислородо-мером Mo-128 (Mettler Toledo, Швейцария), рН — портативным рН-метром HI 98103 (Hanna Instruments, Маврикий), температуру — электронным термометром Long-Stem Thermometer, F/C, 8 (фирма Cole-Parmer), прозрачность S измеряли диском Секки. Площадь водного зеркала и длину береговой линии озер рассчитывали по спутниковым снимкам Google Earth c использованием программы ImageJ 1.46. Площадь литорали рассчитывали как долю (%) площади водного зеркала, занятую глубинами <2.5S (S — средняя прозрачность по диску Секки) (табл. 1).
Для определения содержания ТМ и БВ отбирали интегральные пробы воды от поверхности до дна с интервалом 1 м в озерах Каровом и Радужном, с поверхности и горизонтов 0.5S, S, 0.5h, h (h — глубина озера, м) в озерах Светлом и Ойском на центральных станциях. Для получения интегральной пробы воду зачерпывали батометром типа Руттнера (объемом 6 л), затем порции воды 0.5—1.0 л с каждого горизонта сливали в ведро. Этой водой, предварительно профильтрованной
Таблица 1. Некоторые морфометрические, гидрофизические и гидрохимические характеристики озер природного парка "Ергаки" в июне и августе 2011—2012 гг. (здесь и в табл. 7, 8 прочерк — отсутствие данных)
Характеристики Озера
Ойское Светлое Каровое Радужное
Координаты централь- 52°50'28.30" С 52°48'02.22" С 52°49'57.38" С 52°50'08.40" С
ной станции 93°14'46.02" В 93°25'05.42" В 93°21'41.64" В 93°20'44.52" В
Высота над уровнем 1418 1511 1632 1490
моря Н, м
Площадь зеркала, м2* 522122 479968 89995 29857
Длина береговой линии Ь, м Глубина максимальная к м 3370 3055 1270 670
21 24 7 4
Глубина средняя, м* 8.3 - - -
Прозрачность по диску Секи S, м** 4 . 1 ± 0 .26 ( п = 3 - 5 10 ) 8 . 1 ± 0 .84 (п = 6 -1 2 8) До дна До дна
Площадь
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.