ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА Том 9, № 4, 2013, стр. 71-77
= БИОЛОГИЯ
УДК 574.5+628.394.6:57/59
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ БИОЦЕНОЗА МИУССКОГО ЛИМАНА
АЗОВСКОГО МОРЯ
© 2013 г. С.В. Кренева1, К.В. Кренева2, Г.В. Головко3
Поступила 18.06.2013
Проведен анализ многолетней динамики биоценоза Миусского лимана Азовского моря. Показано, что за полвека стремительное развитие антропогенной деструктивной сукцессии (АДС) биоценоза привело его к глубокой деградации. Основные ценозы, составляющие трофическую пирамиду, находятся в стадии экологического и метаболического регресса. Бурное развитие низших гетеротрофов (бактерий и простейших) на фоне угнетения продуцентов, донных ценозов и ихтиофауны доказывает, что основные потоки вещества и энергии биоценоза циркулируют в так называемой микробиальной петле. Рекордно высокие значения индекса антропогенного эвтрофирования Креневой (ИНЭК) вполне соответствуют загрязненности экосистемы и состоянию биоценоза, что в очередной раз подтверждает возможность и эффективность использования его в качестве экспресс-показателя.
Ключевые слова: водная экосистема, загрязнение, антропогенная деструктивная сукцессия.
Миусский лиман Азовского моря издавна славился рыбными богатствами. В настоящее время на его берегу находится одно из крупнейших в Ростовской области рыбоводных хозяйств. Однако продолжающееся, несмотря на все мероприятия, снижение продуктивности его биоресурсов требует глубокого исследования причин этой тенденции. Целью наших исследований было выяснение состояния гидробиоценоза Миусского лимана и прогнозирование дальнейших изменений. Кроме того, исследование причин угнетения фауны и флоры лимана необходимо для оценки его влияния на Азовское море. С этой целью с 1994 г. мы проводили эпизодические наблюдения состояния биоценоза этого крупного лимана и его бассейна.
ИСТОРИЯ ПРОБЛЕМЫ
После зарегулирования в 1972 г. Миусский лиман по сути представляет собой пресноводное водохранилище. Значительные промысловые уловы в лимане, имевшие место в прошлом, уже к началу 1950-х гг. пришли в упадок. Из уловов исчезли ценные виды рыб (судак, тарань, лещ, рыбец), состав-
1 Азовский филиал Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, e-mail: sofia@ssc-ras.ru
2 Институт аридных зон Южного научного центра РАН, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, e-mail: kreneva@ssc-ras.ru.
3 Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, 344002, г. Ростов-на-Дону, ул. Береговая, 21в.
лявшие ранее 68-98% [1]. С 1954 г. промысел рыб в лимане практически прекратился.
Для повышения рыбохозяйственной ценности лимана в 1963 г. был составлен проект его мелиорации, предусматривающий использование его в двух аспектах - как рыбоводно-товарного и нерестово-выростного хозяйств с планом выпуска молоди ценных рыб. В 1972 г. было закончено строительство опытно-рыбоводного товарного хозяйства и плотины на Миусском лимане, что превратило его в замкнутый водоем емкостью 107 млн м3 с площадью зеркала 57,0-61,7 км2. Глубина в лимане в пределах 1-2 м.
Режим работы Миусского лимана как водохранилища характеризуется тем, что большую часть года шандоры плотины закрыты и водообмен с Таганрогским заливом практически не осуществляется. На естественный режим реки Миус существенно влияют шахтные воды, сбросы которых в реку производятся с 1929 г. Антропогенное преобразование стока объясняет характерную особенность водного режима реки: наблюдаемый сток выше естественного. Величина поступления этих вод с 1920 до 1940 г. постепенно возрастала от 10 до 57 млн м3. В период с 1944 по 1962 г. объем сбрасываемых в реку вод из шахт изменялся от 6 до 50 млн м3, а в 1964 г. составлял уже 130 млн м3.
Воды Миусского лимана загрязняются органическими токсическими веществами (нефтепродуктами, фенолами, детергентами, хлор- и фос-форорганическими пестицидами) в среднем на
уровне общей загрязненности водоемов Азовского бассейна. Загрязнение солями тяжелых металлов превышало общий фон, достигая уже в 1970-е гг. десятков ПДК. Наиболее интенсивно загрязняется вода соединениями меди, концентрация которых, по данным еще 1977 г., доходила до 0,063 мг/л, что превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов в 63 раза. Зарегистрированные в тот же период концентрации солей цинка составляли 7-12 ПДК, свинца - около 10 ПДК и т.п. [1].
Но кроме шахтных вод сток реки Миус регулируется девятью водохранилищами, расположенными в основном в верхней части бассейна, а также промышленными и сельскохозяйственными водозаборами и сбросами. Это обогащает Миусское водохранилище биогенными и органическими питательными веществами и в какой-то мере, по-видимому, служит поддержанию видового разнообразия.
Минерализация Миусского лимана колеблется в течение года от 900 до 1830 мг/л. По химическому составу вода в Миусском лимане относится к сульфатному классу, группе натрия второго типа. Сумма ионов изменялась в пределах от 1100 до 1700 мг/л. Минерализация воды р. Миус, как следует из приведенных цифр, довольно высока, что объясняется, с одной стороны, грунтовым питанием реки, а с другой - поступлением в нее значительного количества высокоминерализованных шахтных вод (сульфатного класса группы натрия) [1; 2].
Отработанные шахтные воды, сбрасываемые в р. Миус на территории Донбасса, отличаются высокой концентрацией взвешенных веществ. В связи с этим воды Миусского лимана характеризуются чрезвычайно низкой прозрачностью (0,02-0,30 м). Цвет воды желтовато-бурый. Мелководность лимана и связанное с этим активное ветровое перемешивание водных масс, высокое содержание легко взмучиваемых илистых частиц значительно снижают мощность фотического слоя, что отражается на величине первичной продукции.
АНАЛИЗ МНОГОЛЕТНЕЙ ДИНАМИКИ БИОЦЕНОЗА
Сравнение величин первичной продукции, определенных в Миусском лимане, по данным 1977 г., и в Волжских водохранилищах, показало, что исследуемый водоем, проигрывая последним в толщине слоя фотосинтеза, выигрывает в активности фитопланктона на единицу объема. Так, органический синтез в Рыбинском водохранилище при глубине 7-8 м составлял около 137 гС/м2, а в Миусском лимане при глубине 1,5 м - 126,0 гС/м2 [1; 3]. Как известно, активность метаболических
процессов повышается в ходе эвтрофирования, следовательно, уже в 1970-е гг. Миусский лиман был более эвтрофирован, чем Рыбинское водохранилище. Это подтверждается и тем фактом, что продукция бактериопланктона даже в начале вегетационного периода составляла 304 мгС/м3, что значительно превышало величину, типичную для мезотрофных водоемов, и свидетельствует о наличии уже в то время значительных накоплений органического вещества. Соотношение валовой деструкции к первичной продукции составляло 1,383 гС/м3 : 0,600 гС/м3 = 2,3. Наши данные о чрезвычайно высокой для естественных водоемов плотности цилиопланктона (от 12 200 до 97 550 экз/л, в среднем 26 668 экз/л, табл. 1) также убедительно свидетельствуют об очень высокой степени эвтрофированности вод лимана [4; 5]. Распределение органического вещества по акватории лимана свидетельствует о его аккумулировании в восточной, устьевой зоне, где отмечена более высокая величина окисляемости по сезонам, чем в приплотинной части водоема. В то же время продукция бактерий и фитопланктона в западной части (0,502 мгС/м3) выше, чем в приплотинной (0,147 мгС/м3) [1].
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА
Такое соотношение показателей эвтрофирова-ния и уровня развития ценозов служит признаком того, что степень эвтрофирования вод существенно превышает оптимум для количественного развития даже низкоорганизованных ценозов, что приводит к их угнетению. То есть состояние биоценоза соответствует участку кривой его временной антропогенной деструктивной сукцессии (АДС), следующему после вершины, т.е. предпоследней стадии АДС [6; 7]. Очевидно, что эвтрофирование лимана, накопление в нем органических веществ, а также торможение процессов самоочищения шахтными водами происходит ускоренными темпами на протяжении уже многих лет.
Усугубляет ситуацию и угнетение высшей водной растительности. В 1970-е годы лиман еще зарастал тростником в прибрежной зоне, особенно в устье реки Миус. По-видимому, в тот период еще не закончилась стадия метаболического прогресса его экосистемы [8]. Редкими зарослями на мелководьях был представлен рдест и другая подводная растительность. К 1990-м годам высшая водная растительность сильно деградировала и качественно, и количественно и была угнетена по всей акватории лимана.
Фитопланктон в исследованный нами период (июнь-сентябрь) в 1994 г. был представлен
Таблица 1. Состояние микрозоопланктона в Миусском лимане в 1994 г.
Сезон № станции Численность инфузорий, экз/л С Число видов инфузорий Мелкие формы инфузории, % Численность коловраток, экз/л R Число видов коловраток ИНЭК C/(R + 1)
1 16600 13 78 0 0 16600
2 25600 7 84 0 0 25600
л н 3 18000 3 67 0 0 18000
2 4 14400 7 47 0 0 14400
И 5 21800 14 58 0 0 21800
X 19280 10 67 0 0 19280
1 26200 10 12 0 0 26200
т с 2 15800 10 50 200 1 78,6
вгу 3 49400 10 11 0 0 49400
Ав 4 97550 9 5 35 3 2710
X 47238 10 20 59 1 19597
1 12200 8 60 0 0 12200
2 23200 11 14 200 1 115,4
а 3 17600 7 39 0 0 17600
ю ят 4 17700 9 50 0 0 17700
н е 5 17400 11 40 200 1 86,6
С
X 17600 9 43 80 0,4 9540
Таблица 2. Динамика численности (млн экз/м3, в верхней строке) и биомассы (г/м3, в нижней строке ) фитопланктона
в Миусском лимане в 1994 г.
Группа организмов Июнь Август Сентябрь X
1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 5
Протококковые 0,22 0,39 0,22 0 0,13 0,19 0,26 0,15 1,38 0 0,03 0,03 0,03 0,06 0,22
0,02 0,03 0,02 0 0,01 0,0 0,0 0,02 0,03 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,01
Вольвоксовые 0,10 0,40 0,61 0,06 0 0,05 0,04 0,07 0,13 0,06 0,26 0,03 0 0 0,13
0,0 0,0 0,01 0,0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,02 0,0 0 0 0,07
Диатомовые 0,13 0,08 0,13 0,06 0 0,03 0,02 0,02 0,13 0,17 0,22 0,29 0,03 0,10 0,10
0,1 0,0 0,01 0,0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,03 0,02 0,02 0,0 0,02 0,01
Эвгленовые 0,06 0,03 0 0 0 0 0 0,02 0,13 0,03 0,03 0 0,10 0,03 0,03
0,03 0
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.