СТАТЬИ
Влияние гидрозатворов на рыбное население малых
водотоков в условиях техногенного загрязнения
Научные интересы: экология рыб, популяционная биология, реакция особей и популяций на изменение средовых факторов, оценка и состояние ресурсов
Научные интересы: популяционная биология рыб
Научные интересы: экология рыб, сообщества и популяции
Научные интересы: оценка и состояние ресурсов Вследствие ряда аварий, произошедших в 1994 г. на нефтепроводе Возей–Головные сооружения, экологическая ситуация в бассейне р. Колва была признана чрезвычайной. Аварийные разливы нефти произошли на водосборах левых притоков р. Колва: Воргаель, Пальник-Шор, Безымянный (правый приток Хатаяхи), Большая и Малая Кенью, Безымянный. С целью локализации нефти и предотвращения распространения ее по водным системам в русло главной реки — Печору в комплексе защитных мер по ликвидации аварийных последствий было осуществлено строительство гидрозатворов на малых водотоках. В сжатые сроки на ручьях и малых реках были построены 102 различного типа гидротехнических сооружений, способствующих накоплению и сбору нефти оставшейся на их берегах (фото 1). К настоящему времени, спустя семь лет после аварий, большинство гидрозатворов свое предназначение выполнили. В ходе реабилитационных мероприятий возникли вопросы о целесообразности поддержания данных сооружений в рабочем режиме, их экологической эффективности и возможном негативном воздействии на рыбные ресурсы р. Колва. В связи с этим, исследования по влиянию гидрозатворов на рыбные запасы р. Колва были включены в «Корпоративную программу работ ОАО "Коминефть" по экологической реабилитации загрязненных территорий и предотвращению аварийных разливов нефти на 2000-2005 гг". В последующих номерах "Вестника" будут освещены особенности реагирования водных беспозвоночных на изменения гидрохимического режима, поэтому в предлагаемой статье приводятся первые краткие результаты исследований, которые дают возможность оценить влияние зарегулирования малых водотоков и их загрязнения нефтеуглеводородами на рыбную часть сообщества. Модельными водотоками были выбраны притоки Колвы: ручей Ниедзъель и ручей Воргаель, который одновременно является и протокой, соединяющей оз. Щучье с р. Колва. Местоположение гидрозатворов приурочено ближе к приустьевым участкам водотоков, на расстоянии 0.5-1.0 км от впадения в р. Колва (рис. 1 и 2). Полевые исследования проводились в летне-осенний период 2001 г. Краткая характеристика экологического состояния водотоков. Экологическую обстановку на водосборах обоих ручьев нельзя охарактеризовать однозначно. С одной стороны, по берегам обоих ручьев и озера наблюдались остаточные следы нефти, в их руслах прослеживались зоны эрозийных наносов, при механическом воздействии на которые на поверхность воды всплывала углеводородная пленка. С другой стороны, не было отмечено "залежей" нефтеуглеводородов, толщина слоя которых после аварии достигала в отдельных местах десятков сантиметров. Растительный покров по берегам практически повсеместно был хорошо развитым, а густота его оказалась сопоставима с естественной. Результаты гидрохимического анализа, представленные ОАО "КомиТЭК" показали, что динамика концентрации взвешенных веществ и нефтеуглеводородов в ручьях Воргаель и Ниедзъель носила сезонный характер — наибольшее содержание этих веществ наблюдалось в конце весны–начале лета и в этот период обусловливалось повышенным смывом их с водосборной площади. Превышение содержания в воде нефтепродуктов по рыбохозяйственной ПДК было незначительным (в 1.8 раза) и отмечалось в 50 % от общего количества проб. Стабильно и значительно в разные периоды превышали рыбохозяйственные ПДК такие вещества, как фенолы, железо, медь, цинк и взвешенные вещества. Качество воды в обоих ручьях ниже гидрозатворов по содержанию растворенного кислорода, кислотности воды и минерализации было вполне благоприятным и отвечало требованиям, предъявляемым к рыбохозяйственным водоемам. Видовой состав и структура ихтиофауны. Видовой состав ихтиофауны притоков Колвы, в том числе и ручьев Воргаель и Ниедзъель, заметно более бедный, чем в ее русловой части (см. таблицу). Это естественное состояние и характерно для большинства речных систем региона. Оно объясняется комплексом причин, важнейшие из которых: наличие или отсутствие нерестовых и нагульных стаций для разных видов рыб, гидрологические и гидрохимические особенности притока, а также биология населяющих рыб. В то же время состав ихтиофауны притоков во многом зависит от базовой реки, а изменения видового состава рыб в притоках наблюдаются в различные периоды года. Эти изменения во многом зависят от температурного и уровневого режимов водотоков и связаны с сезонными и биологическими миграциями рыб. Как показали исследования, устойчивость различных компонентов водной биоты, в том числе и рыбного населения, к загрязнению оказалась даже выше ожидаемой. Несмотря на большое количество нефтеуглеводородов, попавших с водосборов в ручьи, ихтиофауна не была уничтожена и многие виды рыб продолжают обитать в водотоках (см. таблицу). Не составляет исключения и рыбное население ручьев Ниедзъель (Ниедзьель) и Воргаель, в составе ихтиофауны которых было обнаружено семь видов рыб (хариус, щука, колюшка девятииглая, бычок обыкновенный, речной гольян и голец усатый). Необходимо отметить, что, по крайне мере, два вида — европейский хариус и подкаменщик обыкновенный — предъявляют высокие требования к качеству среды, а подкаменщик занесен в "Красную книгу РСФСР" [6] и "Красную книгу Республики Коми" [7]. Рыбное население руч. Ниедзъель и представлено лишь двумя видами: европейским хариусом и речным гольяном. В озерно-ручьевой системе Воргаель, экологическая ниша которой значительно шире за счет особенностей сравнительно крупного оз. Щучье, обитает семь видов рыб (см. таблицу). Это обстоятельство в значительной мере влияет и на распределение рыбного населения в р. Воргаель, где местообитания рыб приурочены к устьевой части водотока и непосредственно к озеру. В целом же, при сохранении экологических и поведенческих «норм» вида, распределение рыб в обоих исследованных ручьях определяется наличием гидрозатворов, которые блокируют миграции рыб вверх и вниз по водотоку. Рыбопропускные сооружения при строительстве гидрозатворов не были предусмотрены, поэтому как активные (европейский хариус), так и пассивные мигранты (гольян, голец усатый, подкаменщик и др.) были обнаружены в ручьях Воргаель и Ниедзъель только на участках, расположенных ниже гидрозатворов. На участках ручьев выше гидрозатворов рыбное население не отмечено, за исключением группировки рыб в оз. Щучье, что, очевидно, объясняется изменениями гидрологического режима ручьев в зимний период (промерзание до дна и т.д.), когда отсутствуют зимние стации рыб. В числе интегральных параметров, используемых для оценки состояния вида или его группировок в зависимости от конкретной цели исследований, рассматриваются численность, возрастной состав, рост и уровень проявления нарушений морфологических структур в отдельных популяциях. Для рыбного населения ручьев Воргаель и Ниедзъель характерна низкая его численность как отдельных видов, так и части сообщества в целом. В зависимости от видовой принадлежности количество особей на гектар акватории в этих ручьях, ниже гидрозатворов, колеблется, например, от 50 до 150 экз. (европейский хариус) и от 80 до 1550 экз. (гольян речной). Обычная плотность для данных видов рыб в водоемах, сохранивших естественные условия, соответственно 1-5 тыс. экз./га и от 10 до 50 тыс. экз./га водотока (данные величины имеют широкий диапазон и приведены лишь для сравнения, так как зависят от многих условий: возрастного состава рыб, стациального распределения, сезона года и т.д.). Относительная низкая численность всех видов рыб в ручьях Воргаель и Ниедзъель, видимо, объясняется комплексом факторов, имеющих техногенную природу: хроническое загрязнение нефтеуглеводородами и металлами, блокирующее миграции рыб действие гидрозатворов и высокий уровень эрозии, сопутствующей очистным работам в пойме ручьев в послеаварийный период, что в конечном итоге привело к сокращению числа и площади стаций, пригодных для обитания рыб. Как уже отмечалось, в результате зарегулирования стока для рыбного населения оказались востребованными лишь небольшие участки ручьев Воргаель и Ниедзъель, расположенные ниже гидрозатворов. Доминирующими видами на этих участках являются европейский хариус и речной гольян. Остальные виды, присутствующие в контрольных уловах: подкаменщик обыкновенный, голец усатый, налим и щука, встречаются единично. Учитывая биологические особенности, всех рыб в обоих водотоках можно разделить на две группы: виды (это европейский хариус, частично и налим), ведущие активный образ жизни и могущие совершать относительно протяженные миграции и виды (обыкновенный подкаменщик, голец усатый, гольян, колюшка), для которых характерен преимущественно оседлый образ жизни и жизненный цикл их ограничен близко расположенными участками водоемов. Общей особенностью для обоих ручьев является то, что в контрольных уловах первая группа (активные мигранты) представлена только неполовозрелыми особями (возраст один и два года). Виды второй группа рыб ("аборигенные") имеют обычную возрастную структуру, в которой присутствуют как младшие, так и старшие возрастные классы. Большая часть (до 100 %) рыб второй группы была представлена взрослыми половозрелыми особями (возраст два-четыре года). Такая структура рыбной части сообщества отражает экологические особенности среды обитания: на участках обоих ручьев, расположенных ниже гидрозатворов, имеются условия, обеспечивающие весь жизненный цикл "аборигенных" видов (воспроизводство, нагул и зимовка рыб). В то же время, вследствие зарегулирования, приустьевые участки ручьев Воргаель и Ниедзъель используются европейским хариусом ограниченно, лишь для нереста и нагула младших возрастных групп, численность которых лимитируется нерестово-выростными площадями. На данных участках водотоков производители европейского хариуса после нереста предпочитают не задерживаться и покидают их. Исследования процессов роста обладают высокой информативностью, а анализ параметров ростовых процессов отражает не только особенности биологии вида, но и зачастую "комфортность" его обитания. Влияние различных средовых факторов на рост рыб в естественных условиях хорошо изучено, а результаты исследований опубликованы в многочисленных отечественных и зарубежных статьях и монографиях [3, 9]. Сравнительный анализ темпов роста модельных видов рыб (щуки, европейского хариуса и речного гольяна) показал, что по данному показателю рыбы, отловленные в ручьях Воргаель и Ниедзъель, не отличаются от рыб, обитающих в р. Колва (рис. 3, 4). Каких-либо видимых отклонений не было обнаружено и темп роста у всех изученных рыб не выходил за «норму» вида. Очевидно, несмотря на техногенное загрязнение ручьев, уровень его в настоящее время, по крайне мере в нагульный период, не является настолько высоким, чтобы угнетающе действовать на рост рыб. Такие выводы вполне согласуются с многочисленными данными о быстром реагировании в сторону снижения темпа роста рыб на экстремальные изменения основных абиотических факторов водной среды или воздействие различных групп токсикантов [1, 8]. Использованные "классические" показатели, характеризующие группировки рыб, обитающих в исследованных водотоках, отражают внешнее сравнительное благополучие рыбного населения: несмотря на загрязнение водной среды, сохраняются нормальное половое соотношение, темп роста в разные периоды онтогенеза, возрастная структура рыб, стациальное распределение, а среди рыбного населения имеются виды, предъявляющие высокие требования к качеству среды (европейский хариус, обыкновенный подкаменщик и налим). Однако, это относится к рыбам, жизненный цикл которых проходит ниже гидрозатворов. Как уже упоминалось, на участках ручьев, находящихся выше гидрозатворов, рыбы не были обнаружены, кроме как в оз. Щучье, где, как показали предварительные исследования, обитают, по крайне мере, щука, гольян и колюшка девятииглая. Последний вид был встречен в питании щуки. Вследствие строительства гидрозатвора на руч. Воргаель рыбное население озера потеряло связь с р. Колва и оказалось в вынужденной изоляции. В последние семь лет в воды водоема с территории водосбора поступали нефть и сопутствующие нефтесодержащей жидкости металлы, такие как медь, свинец, железо и др. Учитывая особенности непроточных водоемов, в озере происходило накопление поллютантов различного типа, что не могло не сказаться на его населении. Оказалось, что для всех отловленных в озере щук характерны морфологические отклонения (уродства), наиболее выраженные в головной части тела (фото 2). Особенно явно выделяются укороченная верхняя челюсть и деформация нижних челюстных костей. Видимых деформаций непосредственно тела рыб не было выявлено, окраска сохранялась приближенной к обычной и чешуйный покров оставался без нарушений, тем не менее у всех щук хвостовые плавники и в ряде случаев грудные и брюшные плавники оказались прижизненно разрушенными. Такая реакция рыб на загрязнение водной среды — достаточно обычное явление и упоминается в различных публикациях. В наиболее полным обзоре опубликованных исследований по данной тематике [5] приведены оригинальные материалы, описывающие сходные изменения костей черепа и деструкции плавников у щуки и окуня, обитающих в водоемах Кольского полуострова в условиях хронического воздействия сублетальных концентраций тяжелых металлов. На основе шкалы [2] предложена диагностика стадий токсикоза для оценки состояния организмов рыб и условий среды обитания. Патологические изменения анатомии рыб, обитавших в условиях сублетальной токсичности, наблюдали не только у хищников или видов эврифагов, например, окуня, но и у более специализированных в питании рыб. Так, в 1996-2000 гг. в контрольных уловах в устье р. Колва отмечается высокая частота встречаемости ряпушки с выраженной асимметрией морфологических структур. В связи этим особый интерес будут представлять специальные экспериментальные исследования, которые позволят ответить на вопрос, закреплены ли подобные морфологические изменения на уровне наследования. Мы больше склоняемся к тому, что эти изменения приобретены в ходе постнатального развития или эмбриогенеза рыб. Оценивая итоги исследований в общих чертах, следует отметить неоднозначность полученных результатов. Ручьи и малые реки играют важную роль в формировании биологических сообществ арктических широт. Специфические условия микроклимата, водного и минерального режима почв в пойме и припойменных землях способствуют расширению экологических ниш и соответственно развитию биоразнообразия и биопродуктивности в регионе. С этой точки зрения загрязнение и зарегулирование малых водотоков играет серьезную негативную роль для бассейнов рек европейского Севера и р. Колва в частности. С другой стороны, исследования показали высокую устойчивость рыбного населения к неблагоприятным изменениям средовых факторов. Несмотря на разностороннее техногенное воздействие, сохранились поведенческие реакции, структура и основные биологические параметры разных видов рыб, а видовой состав ихтиофауны остался типичным для малых водотоков бассейна Колвы, неотъемлемым компонентом которой являются представители лососеобразных рыб. Если рассматривать прикладные аспекты тематики исследований, то современное рыбохозяйственное значение и экологическое состояние ручьев Ниедзьель и Воргаель также нельзя оценить однозначно. Безусловно, экосистемы этих ручьев серьезно изменились вследствие влияния двух основных факторов — загрязнения и вынужденного зарегулирования водотоков. Несмотря на рутинное и аварийное воздействие нефтеуглеводородов и других токсикантов, а также эрозионное повышение взвешенных веществ, основные экологические параметры воды в водотоках в настоящее время находятся в норме. Такие показатели как концентрация растворенного в воде кислорода, кислотность среды, температура, содержание взвешенных веществ, прозрачность и электропроводность соответствуют рыбохозяйственным требованиям. Кроме того, рыбохозяйственное значение определяется такими базовыми положениями, как: состояние кормовой базы рыб, наличие мест нагула, нереста, зимовальных стаций и возможности беспрепятственной миграции. Важнейшее значение имеют видовой состав и численность рыб. Анализ полученных материалов позволяет в общих чертах охарактеризовать современную рыбохозяйственную обстановку ручьев Ниедзьель и Воргаель: – гидробиологический режим водотоков находится в удовлетворительном состоянии; – сохранилось достаточно богатое таксономическое разнообразие водных беспозвоночных бентоса и зоопланктона, численность и биомасса которых сопоставима с другими водотоками, в том числе и с р. Колва [4]; – расселение животных пассивным способом продолжается, что способствует процессам восстановления биоты водоемов [4]; – в структуру сообщества беспозвоночных входят группы, обеспечивающие питание рыб; – ихтиофауна ручьев представлена типичными видами (хариус, гольян, щука), которые характерны для малых водотоков региона; – в число видов-доминантов входит представитель лососеобразных — европейский хариус. В то же время для обоих ручьев характерна низкая численность рыб, а отсутствие рыб на участках ручьев, расположенных выше гидрозатворов, свидетельствует о блокировании как сезонных, так и нерестовых миграций. Снижение рыбопродуктивности водотоков в данном случае логически объясняется воздействием двух факторов антропогенного происхождения: загрязнение среды обитания и искусственное зарегулирование ручьев. Если принять во внимание тот факт, что гидрозатворы установлены на водотоках в приустьевых участках, то необходимо отнести практически все потери ресурса на счет аварийных последствий, к коим относится и обустройство гидрозатворов. Принимая во внимание результаты проведенных исследований, а также современное экологическое состояние водотоков, возможно, экологическая эффективность гидрозатворов в настоящее время уже несущественна и поддержание их в рабочем режиме будет наносить значительный ущерб рыбным запасам р. Колва. При этом необходимо учитывать, что в суммарный ущерб от воздействия 102 гидрозатворов, установленных на многих малых водотоках левобережья Колвы, включается не только невостребованность кормовых ресурсов, но и выпадение из воспроизводства многочисленных нерестово-выростных участков рыб, расположенных выше гидротехнических сооружений. Литература 1. Алабастер Дж., Лллойд Р. Критерии качества воды для пресноводных рыб. М., 1984. 344 с. 2. Аршаница Н.М., Лесников Л.А. Патолого-морфологический анализ состояния рыб в полевых и экспериментальных токсикологических исследованиях // Методы ихтиотоксикологических исследований. Л., 1987. С. 7-9. 3. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1987. Т. 2. 447 с. 4. Изучение влияния гидрозатворов на рыбные запасы р. Колва: Отчет о научно-исследовательской работе / Науч. рук. А.Б. Захаров. Сыктывкар, 2001. С. 96. 5. Кашулин Н.А., Лукин А.А., Амудсен П.-А. Рыбы пресных вод субарктики как биоиндикаторы техногенного загрязнения. Апатиты, 1999. С. 142. 6. Красная книга РСФСР. Животные. М., 1983. 458 с. 7. Красная книга Республики Коми. М., Сыктывкар, 1998. 528 с. 8. Лукьяненко В.И. Экологические аспекты в ихтиотоксикологии. М., 1987. 240 с. 9. Рыжков Л.П. Морфофизиологические закономерности и трансформация вещества и энергии в раннем онтогенезе пресноводных лососевых рыб. Петрозаводск, 1976. 288 с.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3957 посещений с 08.04.2002 |