Драбкова В.Г., Прыткова М.Я., Якушко О.Ф. Восстановление экосистем малых озёр

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 21. Схема оз. Большое Раковое.

а -1857 г. M 1:125

ООО;

б -1968 г. M 1:100

ООО.

оз. Мал. Ракобо

устремились в Ладожское озеро по новому руслу. Уровень р. Вуоксы

к концу 1859 г. понизился примерно на 3.5 м (Кузнецов, 1983). Пло-

щадь и глубина Раковых озер резко уменьшилась, они стали зарас-

тать. Для регулирования уровня озер финнами были построены пло-

тины как выше оз. Большого Ракового, так и на руч. Холодном,

вытекающем из озера. Тростник на участках озера, принадлежавших

отдельным владельцам, выкашивался, что снижало интенсивность

его зарастания. Во время войны плотины были взорваны, но уровень

озер еще несколько лет оставался сравнительно высоким. В 1942 г.

площадь зеркала оз. Большого Ракового была равна 8.9 км

при от-

метке уровня 12.0 м БС. В 1954 г. были частично разобраны завалы от

плотин, мостов, а в 1960 г. был понижен естественный порог на исто-

ке из оз. Глубокого и уровень его упал на 1.5 м. Это еще больше уско-

рило обмеление и зарастание Раковых озер. В 1968 г. площадь зерка-

ла оз. Большого Ракового составила 6.5 км

при отметке уровня

12.9 м БС. В сентябре 1988 г., по данным аэрофотосъемки, площадь

открытой воды на оз. Большом Раковом была равна всего 3.0 км

более 80

площади зеркала было покрыто сплавиной. Глубина озера

не превышала

м.

На водосборе оз. Большого Ракового находятся озера Глубокое,

Вишневское и др. В реки и озера бассейна поступают сточные воды

животноводческих ферм и комплексов, сбросные воды с сельскохо-

зяйственных угодий и хозяйственно-бытовые сточные воды посел-

ков. Хотя на водосборе есть очистные сооружения, но работают они

не эффективно, и сточные воды поступают в водоприемники недоста-

точно очищенными. Поэтому интенсивное зарастание оз. Большого

Ракового обусловлено как понижением уровня воды, так и поступле-

нием в озеро большого количества биогенных элементов.

Результаты исследований оз. Большого Ракового, выполненных

в связи с планируемым его восстановлением, обобщены в моногра-

фии „Экология зарастающего озера и проблема его восстановления"

(1993 г.) и позволяют следующим образом охарактеризовать совре-

менное состояние озера.

Основным источником общего фосфора, как показал годовой ба-

ланс биогенных элементов, является поверхностный сток, на долю

которого в приходной части баланса в 1987-1989 гг. приходилось 58-

64%. С экскрементами птиц ежегодно поступало 28-35

годового

количества фосфора. Небольшое количество фосфора дают атмосфер-

ные осадки (около 2

и грунтовые воды (2-5 %). Озеро характеризу-

ется большой фосфороудерживающей способностью (47-52%), несмот-

ря на значительный водообмен (C/W = 20-25). Этому способствует

высокая зарастаемость его зеркала высшей водной растительностью,

в том числе сплавиной (рис. 18). Годовая фосфорная нагрузка на озе-

ро составляла 1.1-1.2 г/м

и в 3.6 раза превышает предельную

(0.033 г/м

) по Р. Фолленвайдеру (Vollenv

eider, 1975) для мезотрофно-

го состояния.

Вода озера мало минерализована (ZU = 35.4 мг/л) и относится

102

к гидрокарбонатному классу группы кальция. Цветность воды в от-

крытой части озера в течение вегетационного периода (V-X) составля-

ла 62-132° Pt-

шкалы, а в зарослях - 56-144°. Бихроматная окис-

ляемость в зарослях была очень высокой (до 26 мгС/л) против 8-

10 мгС/л в открытой части. Величина BIIK

была минимальной подо

льдом (0.8-2.3 мг0

/л), возрастала в открытой части озера к августу-

сентябрю до 3.8 мг0

/л и вновь уменьшалась к октябрю.

зарослях

эти величины были несколько ниже.

Содержание растворенного кислорода в поверхностном слое во-

ды в течение вегетационного периода составляло 1.3-13.1 мг/л,

а в конце ледостава - 1.7 мг/л. В зарослях насыщение кислородом

было ниже, чем в открытой части. Содержание общего азота в озер-

ной воде за май-октябрь в открытой части составляло 0.7-1.5 мг/л,

а в зарослях - 0.6-1.2 мг/л с максимумами в июле-августе и в фев-

рале-марте подо льдом. Концентрация общего фосфора в открытой

части озера изменялась от 0.025 до 0.090 мг/л, а в зарослях - от 0.025

до 0.050 мг/л с максимумами в те же периоды, что и для обшего азота.

Донные отложения содержат мало фосфора (0.16

), но вели-

ка доля его подвижной фракции (40-

%) благодаря восстановитель-

ным условиям и слабокислой реакции среды (рН = 6.6). Эта доля фос-

фора достаточно мобильна, чтобы включаться в биологический кру-

говорот и обеспечить обильное развитие водных растений.

Заросли в озере занимают 85.9

его площади. Среди площади,

занятой высшей водной растительностью, 28.9

принадлежит над-

водным растениям, 62.9

- плавающим растениям и с плавающими

листьями, 8.2

- погруженным растениям. Продукция макрофитов

равна 88.1 гС/м

. Среднее содержание хлорофилла а в фитопланктоне

озера в открытой части составляло 3.5-8.5 мг/м

, а в зарослях - 1.4-

3.8 мг/м

. Продукция фитопланктона в 1988, 1989 гг. была равна 43-

35 гС/м

, что характерно для слабомезотрофных водоемов. Она со-

ставляла всего лишь 45

продукции макрофитов и 24

общей пер-

вичной продукции озера (161 гС/м

В мелководном зарастающем оз. Большом Раковом первичная

продукция почти всегда была выше интенсивности деструкции, за

исключением кратких периодов в августе-сентябре. Особенно рез-

ким преобладание скорости первичной продукции над деструкцией

органического вещества наблюдалось в открытой части озера в

июне-июле 1988 г. при массовом развитии сине-зеленых. В условиях

низкого уровня и повышенных температур воды (средняя темпера-

тура поверхности воды за июль-август 1988 г. равна 20.6°) озеро в от-

крытой части проявляло себя как эвтрофный водоем. Снижению ин-

тенсивности деструкционных процессов способствует малая глубина

озера, в силу чего водная масса представляет собой освещенную фо-

тическую зону.

Выполненные исследования показали, что для восстановления

озера необходимо прежде всего уменьшить годовое поступление

биогенных элементов в озеро с водосбора, фосфорудерживающую

103

способность водоема, площадь зарастания высшей водной раститель-

ностью. Кроме этого, необходимо, чтобы озеро после его восстановле-

ния имело высокую самоочищающую способность.

Проект восстановления оз. Большого Ракового разработан Инсти-

тутом „Ленгипроводхоз" в 1988 г. и предусматривал решение сле-

дующих задач: уменьшение поступления в водотоки и водоемы бас-

сейна вредных химических веществ и биогенных элементов; замед-

ление процессов, приводящих к чрезмерному зарастанию озер, их

заилению, обмелению; создание более благоприятных условий для

существования уникальной флоры и фауны, в том числе для размно-

жения и свободной миграции рыбы; назначение мероприятий не

должно приводить к чрезмерному отчуждению пахотных земель

и лесных массивов.

На водосборе озера намечено создать водоохранную зону шири-

ной 1 км и прибрежную полосу шириной не менее 100 м от границы

затопления, увеличить мощность очистных сооружений с целью лик-

видации сбросов сточных вод без очистки. Предлагается поднять

уровень воды в озере на 50-

см с его стабилизацией в течение года.

Для этого на руч. Холодном, вытекающем из озера, проектируется

плотина с водосбросом и рыбоходом. Рекомендуется ежегодная

очистка отдельных участков акватории озера от плавающей расти-

тельности для увеличения проточности. Институтом озероведения

РАН даны ориентировочные оценки возможных изменений в экосис-

теме озера.

Подъем уровня до отметки 13.5 м (на 50-60 см) приведет к уси-

лению фильтрации озерной воды в берега и к уменьшению грунтово-

го питания. В связи с этим уменьшатся сброс воды из озера и его

условный водообмен, а это в свою очередь приведет к увеличению

фосфорудерживающей способности озера (рис. 18) и содержания био-

генных элементов в озерной воде. Поэтому главное усилие должно

быть направлено на уменьшение поступления биогенных элементов

с водосбора. Вместе с тем подъем уровня в озере, как показало моде-

лирование сточных и ветровых циркуляций, вызовет возрастание

гидродинамической активности озера, взмучивание донных отложе-

ний и, следовательно, снижение интенсивности зарастания. С повы-

шением уровня в зарослях возможна еще более выраженная, чем

в современный период, термическая стратификация в отдельные без-

ветренные дни; будет отсутствовать эффект прямого нагревания по-

верхности илов от проникающей солнечной радиации, и возможно

некоторое небольшое понижение температуры иловой толщи.

Проектируемый небольшой подъем уровня в озере не вызовет

коренных изменений растительного покрова. Возможны затопление

части зарастающего прибрежья с господствующей на нем надводной

растительностью и отрыв сплавин на отдельных участках, некоторое

сокращение числа видов мягкой надводной растительности, расту-

щей у кромки сплавин (стрелолистов, ежеголовников) и разрежива-

ние зарослей хвоща непосредственно на акватории озера. Можно

104

ожидать затопление отдельных куртин водно-болотных растений,

отрыв их от грунта и перемещение из центральных частей к кромке

сплавин.

Повышение уровня может улучшить условия развития фито-

планктона, если произойдет сокращение зарослей высшей водной

растительности. В этом случае водоросли смогут использовать не-

доступный для них прежде запас биогенов. Однако важно, чтобы не

уменьшилась прозрачность воды. С другой стороны, возможно угне-

тение фитопланктона, особенно в первые годы, из-за затопления

сплавин и поступления большого количества гуминовых веществ.

Реакция перифитона на подъем уровня во многом будет зависеть от

реакции высшей водной растительности. Если часть растений погиб-

нет, то водоросли перифитона лишатся естественного субстрата.

Отрицательно на развитие сообщества будут влиять возможное воз-

растание мутности воды и уменьшение проточности озера.

В современный период достаточное количество органических

субстратов в озере и проточный режим обеспечивают микробному со-

обществу в теплое время года близкие к оптимальным условия су-

ществования. Поэтому вряд ли возможно ожидать положительного

эффекта на рост микроорганизмов изменений гидрологического ре-

жима озера.

Поднятие уровня и увеличение течений приведет к большему

контакту двух, экологически различных районов озера, что будет

способствовать более равномерному распределению состава и чис-

ленности планктонных животных по озеру и более четко выраженной

их сезонной динамике. В первые годы может произойти вспышка как

продуцентов, так и консументов с дальнейшей стабилизацией их на

определенном уровне. Поэтому нет основания ожидать больших от-

рицательных последствий для функционирования сообщества зоо-

планктона в условиях нового водохранилища.

Будущее состояние зообентоса озера будет зависеть прежде все-

го от изменения степени зарастания озера макрофитами, поскольку

основная масса бентоса приурочена к высшей водной растительности.

Если пострадают заросли макрофитов, то впоследствии это может

привести к сокращению фитофильного зообентоса, составляющего

в настоящее время основу населения. Можно ожидать, что общий

уровень количественного развития зообентоса открытой акватории

озера существенно не изменится, но доля Chironomus plumosus вновь

возрастет до 80 %.

Озеро Большое Раковое в настоящее время - водоем макрофит-

ного типа. Таким он останется и после подъема уровня на 50-

см.

Озеро Червоное расположено в Житковичском районе, в центре

Белорусского Полесья. Мелиоративные работы 60-х годов и в после-

дующие годы, интенсивное хозяйственное использование ресурсов

озера вызвали ряд негативных экологических последствий. В значи-

тельном по площади (43.6 км

) мелководном озере (средняя глубина

1.5 м) был понижен среднегодовой уровень на 0.5 м (в отдельные

105

годы до 1 м) в связи с уменьшением площади водосбора, возросшим

водопотреблением на водосборе и из озера. Для озера стали типичны-

ми зимние и летние „заморные" явления; в безледный период наблю-

дается сильнейшее взмучивание донных отложений; летняя биомасса

сине-зеленых водорослей достигает 60-80 г/м

; ухудшилась экология

обитания зоопланктеров, приведшая к снижению биомассы в 4-5 раз.

Следствием подорванности кормовой базы рыб явилось резкое по-

нижение рыбопродуктивности озера (с 50-80 до 10-20 кг с

га).

Дополнительное поступление питательных веществ с осушенного

сельскохозяйственно освоенного водосбора, мелководность котлови-

ны способствуют развитию высшей водной растительности при одно-

временном массовом развитии фитопланктонных организмов. Эти

процессы характеризуют экосистему оз. Червоного как слабоустой-

чивую, которая в течение последних 10-15 лет под влиянием изме-

нившегося качественного состава поступающих с водосбора вод раз-

вивается в направлении высокотрофного и даже гиперэвтрофного

водоема.

В настоящее время экосистема озера нуждается в восстанови-

тельных мероприятиях, которые включают инженерные и природо-

охранные работы на водосборной территории (площадь 353 км

) и ре-

гулирование внутриводоемных процессов. При разработке и обосно-

вании этих мероприятий необходимо в экологически допустимых

пределах обеспечить оптимальное использование природных ресур-

сов озера как потенциально высокопродуктивного рыбохозяйствен-

ного угодия, источника водоснабжения и добычи сапропелевого

сырья, водоприемника дренажных вод.

Первоочередным мероприятием для восстановления экосистемы

оз. Червоного является строительство подпорного сооружения на

Житковичском канале (рис. 22) для регулирования оттока воды из

озера и поддержания уровня на отметке 136.2 м в целях подъема

уровня в межень на 0.5 м. Ограничение стока по Житковичскому ка-

налу окажет существенное воздействие на процесс аккумуляции

воды в озере, поскольку в расходной части водохозяйственного ба-

ланса на данную составляющую приходится около 40 %. При данной

отметке объем водной массы озера будет составлять 57 млн м

, пло-

щадь зеркала - 42 км

. Регулирование водного режима позволит

стабилизировать биопродукционные процессы в прибрежных биото-

пах, уменьшит вероятность зимних „заморов" и процессы взмучива-

ния донных отложений под действием ветра в безледный период.

Планируемое повышение уровня озера целесообразно произво-

дить в границах существующих дамб обвалования с временным под-

топлением восточного берега озера на площади около 2 км

. Времен-

ное подтопление земель бывшей озерной поймы весной будет выпол-

нять функцию ландшафтно-геохимического барьера поступающим

с водосбора веществам. В летнее время утилизация поступающих

с водосбора биогенных веществ производится полосой высшей вод-

ной растительности. Поэтому целесообразно сохранить заросли

106

Рис. 22. Мероприятия по восстановлению экосистемы оз. Червоного.

—

насосная станция, 2

—

прибрежная полоса, 3

—

водоохранная зона, 4

—

сплавина, 5

—

мелиоративные каналы.

высшей водной растительности, в том числе сплавинный берег в вос-

точной части. При современной площади зарастания озера (24.4%)

экологический эффект от развития макрофитов (биофильтр эвтро-

фирующим поступлениям в условиях нарушенной озерной поймы,

угнетение фитопланктона, нерестилище для рыб) является сущест-

венно более значимым в сравнении с помехами для рыболовства при

тралении неводом. Возможным решением по регулированию биопро-

дукционных процессов (т. е. соотношения развития высшей водной

растительности и фитопланктонных организмов) является формиро-

вание сбалансированного видового состава рыбного населения (все-

ление растительноядных рыб).

Дополнительным локальным источником эвтрофирующих поступ-

лений является добыча сапропеля земснарядом в восточной части

озера (ежегодно в объеме около 100 тыс. т). Сбросные воды из сапро-

пелевых отстойников (чеков) поступают в озеро без предварительной

очистки и загрязняют его взвешенными частицами, соединениями

фосфора и железа. Поэтому необходим ввод в действие очистных

сооружений.

Водосборная площадь озера расположена в зоне интенсивного

техногенного преобразования природной среды. Поэтому необходимо

создать природоохранную полосу (ПП) и водоохранную зону (ВЗ)

с соответствующими изменениями структуры землепользования и

ликвидацией точечных источников загрязнения. Ширина природо-

охранной полосы (от уреза воды в меженный период до основания

существующих дамб обвалования) изменяется в пределах 500-600 м

(рис. 22). В восточной части береговой линии озера в пойме р. Демен-

ка ширина ПП должна быть не менее 150 м. В целом площадь земель

в пределах природоохранной полосы оз. Червоного составит око-

ло 9 км

Ширина водоохранной зоны для озера составляет от 500 м до

2 км. В северной части водосбора озера, где находятся крупные

сельскохозяйственные польдеры, граница ВЗ условно проведена на

максимальном расстоянии от уреза воды (2 км). Далее граница ВЗ

располагается по дамбам обвалования торфоучастков, а южная гра-

ница ВЗ совпадает с границей водосборной территории. Площадь

земель в пределах водоохранной полосы составляет около 46 км

(без включения ПП).

Точечные экологически опасные участки в пределах ВЗ требуют

проведения специальных природоохранных и инженерных мероприя-

тий: сооружение прудов-отстойников на полях торфодобычи торфо-

брикетного завода для очистки сбросных вод насосной станции перед

поступлением в оз. Червоное; реконструкция и ввод в действие пру-

да-отстойника на мелиоративном объекте; реконструкция очистных

сооружений на животноводческой ферме; создание лесополос в пре-

делах ПП и ВЗ; изменение структуры землепользования в границах

ВЗ; передача под реконструкцию Гослесфонду выработанных торфя-

ников, расположенных в пределах ВЗ.

108

Значительные капиталовложения в проведение инженерных и

природоохранных мероприятий уникальной озерной экосистемы оз.

Червоного - высокопродуктивного рыбохозяйственного угодия -

требуют ввода в действие экологического мониторинга.

Озеро Миорское расположено в Миорском районе Витебской об-

ласти, относится к системе р. Мерицы (бассейн Западной Двины).

Площадь водосбора озера 63.6 км

, поверхность его почти полностью

распахана, заболоченность водосбора составляет 1.6%, а лесистость -

5 %. На водосборе оз. Миорского расположены другие озера: Осинов-

ка (F

= 1.16 км

), Воронь (0.37 км

) и Катилово (0.45 км

). Условный

водообмен озера равен 0.6, площадь зеркала 1.15 км

, максимальная

глубина 13.2 км. Ложбинная котловина состоит из трех плёсов

(рис. 23). В 60-

70-е

годы в непосредственной близости от озера были

построены льнозавод, молокозавод, автобаза, хлебозавод, баня,

больница, животноводческие фермы. В этот же период на берегах во-

доема велось строительство города. Уровень озера был понижен на

1.2 м, восточный плёс отделен от основной части озера искусствен-

ной дамбой. Уже в 1971 г. озеро было отнесено к эвтрофному типу.

результате интенсивного антропогенного воздействия в состоя-

нии лимносистемы произошли серьезные изменения. Летом 1990 г.

в отделенной дамбой восточной части озера, испытывающей наиболь-

шее отрицательное воздействие, содержание кислорода в поверх-

ностном слое было высокое (131-136% насыщения), но на глубине

4 м кислород исчезает полностью, а в придонном слое (7 м) отмечает-

ся наличие сероводорода. Общая минерализация воды составляет

423 мг/л, содержание хлоридов изменяется в пределах 27-44 мг/л,

а сульфатов - 12-21 мг/л. Концентрация общего фосфора достигает

величины 1.64 мгР/л, аммонийного азота - 4.4 MRN/л. Вместе с тем

при анаэробных условиях содержание нитратов относительно неве-

лико (0.14-0.19 мг/л). В июле отмечено высокое содержание органи-

ческого вещества, выражающегося в следующих показателях: цвет-

ность до 70°, перманганатная окисляемость 30 мгО/л, бихроматная до

60 мгО/л, ВПК

свыше 8 мгО/л. Прозрачность не превышала 0.3 м.

Для озера характерны высокие величины валовой продукции

фитопланктона (до 7.7 г0

/м

•

сут.). В его составе 93

численности

и 15% биомассы образуют сине-зеленые при абсолютных величинах

379 млн кл/л и 57 г/м

соответственно. В составе зоопланктона доми-

нируют коловратки, достигая численности 2720 тыс. экз./м

. Отличи-

тельной чертой развития донных организмов в наиболее загрязнен-

ной части озера является наличие на глубине 4-

м лишь хаоборин,

относящихся к планктобентосу. Ненамного лучше оказалась и обста-

новка в остальной части водоема. Согласно гидрохимическим и гид-

робиологическим показателям, в озере развиваются процессы антро-

погенного эвтрофирования, а водоем находится в гипертрофном

состоянии.

При определении стратегии и тактики восстановления озера

была выбрана концепция, связывающая повышение уровня трофии

109