CC BY
161
ЭКОЛОГИЯ ПРИБРЕЖНО-ВОДНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ ОЗЕР ЧАНОВСКОЙ СИСТЕМЫ
Оксана Григорьевна Быкова
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доцент кафедры экологии и природопользования, 8(913)203 84 47, e-mail: okgrig@ mail.ru
В статье рассматривается значение и экологическая роль растений в водных экосистемах, влияние различных факторов на их развитие, а также проблемы рационального использования прибрежно-водной растительности.
Ключевые слова: прибрежно-водная растительность, водная экосистема, биогеоценоз, макрофиты, эвтрофные водоемы.
ECOLOGY OF COASTAL WATER BIOGEOCENOSIS IN CHANY SYSTEM LAKES
Oksana G. Bykova
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Assist.Prof., Department of Ecology and Natural Resources Management, Siberian Educational Scientific-and-analytical Centre for Geodynamics Monitoring, tel. 8(913)203 84 47, e-mail: okgrig@ mail.ru
Ecological role of the plants in water ecosystems is considered. Different factors effect on their development and the problems of coastal water plants protection and rational use are stated.
Key words: coastal water plants, water ecosystem, biogeocenosis, macrovegetation, eutrophic reservoirs.
Чановская озерно-бассейновая система расположена на юге Барабы и включает озера Большие и Малые Чаны и расположенные поблизости водоемы, а также впадающие в них реки, прежде всего Каргат и Чулым.
Чановская геосистема является местом раздела термических поясов - бо-реального с недостаточной теплообеспеченностью при достаточном увлажнении и суббореального, где достаточно тепла при недостатке влаги.
Важнейшая природная особенность, определяющая функционирование всей системы и ее хозяйственное значение, - внутривековая цикличность общего увлажнения и региональных уровней воды. Естественная растительность отличается высокой видовой насыщенностью и сложной многоярусной структурой. Однако в настоящее время основная часть территории преобразована в агрокультурные ландшафты, которые составляют основной фонд пахотных земель. Здесь размещены селитьба, промышленные и сельскохозяйственные объекты.
Озера являются экосистемами, в которых все компоненты взаимосвязаны. При отсутствии внешних воздействий озера достигают некоторого состояния равновесия с окружающей средой, что со временем приводит к более или менее
стабильному положению, когда организмы, обитающие в озерах, приспосабливаются к существующим условиям.
Однако озера редко пребывают в равновесном состоянии. Причины динамики озерных бассейнов различны (рисунок 1), но основными являются колебания климата [1, 3, 4].
Например, озеру Чаны свойственны специфические черты водного режима, своего рода гидрологические пульсации. Каждые 30 - 35 лет в его водном режиме возникают трансгрессии за счет увеличения стока питающих его рек, продолжающиеся 6 - 8 лет. В этот период уровень озера повышается, иногда наблюдается сток из озера в обширную низменность с котловинами небольших солоноватых озер, частично высохших.
внутривековые и многовековые колебания климата
1
увлажненность ландшафтов
рельеф
1
почвы
И
хозяйственная деятельность человека
растительный покров
Рис. 1. Влияние различных факторов на растительный покров озерной системы
В 2010 году была исследована водно-прибрежная растительность окрестностей озера Чаны (таблица 1). Они занимают обособленное положение в растительном мире благодаря своим морфологическим, биологическим и экологическим особенностям. Обитание растений в водной среде или в прибрежьях способствовало появлению у них особых черт организации. Среди водных растений эндемиков сравнительно мало, что объясняется нивелирующими физикохимическими условиями водной среды. Это в основном корневищные растения, отличающиеся широкой экологической амплитудой. Они могут расти в самых разнообразных условиях: как в пресных водах, так и в засоленных, непосредст -венно в водной среде и в виде наземных форм - во влажных местах [2, 6, 7].
Значение и роль прибрежно-водных растений в водных экосистемах трудно переоценить. Они являются пищевым ресурсом и местом обитания для многих рыб, водных и наземных птиц и животных. Водные растения используются в качестве промышленного сырья, корма для сельскохозяйственных животных и домашней птицы. Видовое разнообразие беспозвоночных в зарослях макро-фитов значительно выше, чем в открытой части водоемов, велика численность и биомасса планктонных и бентосных организмов. Заросли прибрежных расте-
ний являются мощным очистительным агентом водоемов от различных органических и минеральных загрязнителей.
Таблица 1
Ценотическое разнообразие макрофитной растительности оз. Чаны
№ Формация Малые Чаны Большие Чаны
1 Класс подводной растительности
1. Руппия морская + +
2. Рдест гребенчатый + +
3. Роголистник полупогруженный + -
4. Хара войлочная - +
2 Класс надводной растительности
5. Рогоз узколистный + +
6. Тростянка овсяницевая + -
7. Тростник южный + +
8. Клубнекамыш приморский + +
Всего формаций 7 6
Несмотря на наличие общих закономерностей распределения растений в водоемах сообщества в пределах каждого водоема имеют свои индивидуальные особенности, - отличаются флористическим составом, обилием, занимаемой площадью и распределением по территории. Большую роль в этом играет температурный и световой режим водоема, гидрологические, гидрохимические, морфометрические показатели водоема и другие факторы. Они определяют тип условий, благоприятных для существования тех или иных сообществ прибрежно-водной растительности.
Водная растительность развивается главным образом в литорали и сублиторали, образуя сплошную или прерывистую полосу различной ширины вдоль берега, вокруг островов и мелей, реже покрывает все ложе озера.
Глубина распространения водных растений зависит от величины прозрачности воды, изменяясь от 2 до 4 метров, а в редких случаях - до 8 метров.
Наиболее заросшими водоемами являются мелководные и прозрачные озера. Они зарастают практически на 100%. В этих озерах доминируют погруженные макрофиты (в основном рдесты).
Высшая водная растительность произрастает в прибрежье всех типов водоемов. Наиболее благоприятным для ее развития является эвтрофный тип водоема с выраженной литоралью, илистым дном, высокой прозрачностью, наличием в толще воды и донных отложениях достаточного количества биогенных элементов. В экологически оптимальных условиях эвтрофных водоемов сообщество прибрежно-водной растительности достигает наибольшего разнообразия и высоких биомасс, чего никогда не наблюдается в иных по трофности водоемах или нарушенных биотопах [2, 6].
Основные сведения о состоянии водной и прибрежно -водной растительности озера Чаны с 1976 - 2003 гг. содержатся в работах В.М. Катанской и Б.Ф. Свиреденко [5, 7].
Максимальное таксономическое разнообразие макроскопических растений отмечено в крупных озерах: Малые Чаны и Большие Чаны (по 37 видов, или по 80,4 % общего видового состава). Они представляют обширные акватории с большим разнообразием отдельных частей по величине минерализации воды, условиям донных грунтов, глубине. Максимальной активностью обладают только 3 вида: тростник южный, рдест гребенчатый, клубнекамыш приморский.
Рассмотрим некоторые ключевые участки оз. Малые и Большие Чаны. Ключевой участок в заливе Золотые Россыпи (устье р. Чулым). Мелководья вдоль берегов на глубине до 1 м имеют илистые грунты, представленные черными тонкодетритными илами, местами перекрытыми грубым растительным детритом. В полосчатом контуре шириной от 50 до 200 м представлена микрокомбинация, сформированная ценозами трех формаций: тростника южного -проективное покрытие ((ПП) 4 - 60 %) с рогозом узколистным (ПП 5 - 10 %), роголистником полупогруженным (ПП 80 %), ряской малой и трехдольной (ПП по 5 - 10 %). В составе таких группировок участвуют постоянные, но не доминирующие виды растений, как: камыш Табернемонтана, риччиокарп плавающий. Высота тростниково-рогозового яруса достигает более 2 м. Местами среди тростниковых группировок отмечены фрагменты фитоценозов рогоза узколистного (ПП 20 - 30 %) с роголистником полупогруженным (ПП 80 %) и группировки роголистника полупогруженного (ПП 100 %) с пузырчаткой обыкновенной (ПП 10 %) и ряской трехдольной (ПП 10 %). На плесах на расстоянии от 1 до 1,5 м сформированы группировки рдеста гребенчатого (ПП 10 %) с роголистником полупогруженным (ПП 5 - 10 %), занимающие темно-серые илистые грунты.
Ключевой участок в заливе оз. Большие Чаны восточнее полуострова Кондаков. Мелководья до 0,6 м заняты группировкой тростника южного (ПП 40 -50 %) с пузырчаткой обыкновенной (ПП 20 - 40 %). Основными грунтами здесь являются грубодетритные илы на заиленном песке. В группировках тростника отмечены камыш Табернемонтана, рогоз узколистный, роголистник полупо-груженный, ряска трехдольная. Ширина полосчатого контура, занятого данной микрокомбинацией, достигает от 50 до 100 м. Высота тростникового яруса до 2,3 м. На глубине от 0,6 - 2 м распространены одновидовые группировки тростника южного (ПП 50 - 80 %). Основными грунтами здесь являются слабо заиленные пески. Ширина полосчатого контура тростниковых ценозов достигает 50 - 70 м. Высота тростникового яруса до 2,6 м. Центральная часть плеса в заливе имеет глубины от 2 до 2,3 м. На темно-серых илах здесь широко распространены группировки рдеста гребенчатого (ПП 40 - 80 %) [2,7].
Многолетняя изменчивость уровенного режима озер оказывает большое влияние на водно-прибрежную растительность.
Периодическое усыхание и наполнение озерных котловин-блюдец приводит к постоянной перестройке структурных комплексов этих водоемов, высокой динамичности структурных элементов и нередко коренной перестройке
вторичной структуры. Так, в годы с высоким стоянием уровня воды заросли водных растений изреживаются, увеличивается площадь свободного водного зеркала. Возрастает роль волнобоя, который начинает угнетающе действовать на заросли, приводит к сокращению нимфейных, изреживанию подводных лугов рдестов. С падением уровня воды происходит новая перестройка структуры водоемов. С обмелением водоема увеличивается прогреваемость водных масс, более интенсивными становятся микробиологические процессы в подводном торфе и прибрежных илах. В результате газоотделения вспучиваются прибрежные илы, участки подводного торфа, которые поднимаются на поверхность водоема. Интенсивно разрастается растения, которые препятствует произрастанию рдестов и др. растений. Как в трансгрессивную фазу водности, так и в регрессивную фазу состав прибрежно-водных биогеоценозов оставался неизменным, но вследствие изменчивости уровня воды и смещения береговой линии наземные и аквальные биогеоценозы замещают друг друга [4].
О наличии антропогенного воздействия на водную экосистему озера свидетельствует пышное развитие роголистника погруженного, а это в свою очередь приводит к зарастанию водоема, и завершается, как правило, их заболачиванием.
Небольшие заросли подводной растительности выполняют положительную роль в водоеме, так как они являются местом нереста фитофильных рыб. Если же водные растения занимают более 25 % площади водоема, то они оказывают отрицательное влияние на ихтиофауну.
В этом случае снижается рыбопродуктивность водоема и ухудшается его гидрохимический режим. В темное время суток растения могут создавать дефицит кислорода в воде и тем самым вызвать замор рыбы в водоеме.
Наиболее эффективным мероприятием по борьбе с зарастанием озер является биологическая мелиорация, предусматривающая зарыбление водоемов семейством карповых (белым амуром), использующие водные растения в качестве пищи. Плотность посадки их молоди в водоем необходимо определить на основе имеющихся данных по биомассе водной растительности, ее видовому составу и принимаемой величине кормового коэффициента, который зависит от ее биологической ценности, температуры воды и возраста карповых.
Анализ развития водной растительности в водоемах, позволяет сделать следующие выводы:
- погруженная растительность достаточно полно характеризует состояние водоемов и происходящие в них изменения;
- прибрежно-водная растительность более консервативна, чем сообщества фито-, зоопланктона и бентоса, поэтому видовой состав макрофитов, их биомасса и проективное покрытие могут являться показателями изменения качества воды.
Таким образом, видовой состав прибрежно-водной растительности позволяет достаточно точно охарактеризовать экологическое состояние экосистемы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Быкова О.Г. Комплексная оценка состояния водных экосистем Чановского региона // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2009. - Т.4. №2.- с. 149 - 152.
2. Быкова О.Г. Адаптация растительных сообществ Барабы к природным циклам // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2011. - Т.4. - с. 249 - 253.
3. Вагина Т.А. Динамика развития растительного покрова Барабинской низменности // Природные циклы Барабы и их хозяйственное значение. Новосибирск: Наука, 1982. - с. 65 - 77.
4. Дурникин Д.А. Влияние природных и антропогенных факторов на гидрофильную флору водных экосистем юга Обь-Иртышского междуречья // Сибирский экологический журнал. - 2010. - Т.4. - с. 533 - 542.
5. Катанская В.М. Высшая водная растительность // Пульсирующее озеро Чаны. - Л.: Наука, 1982. - с. 216 - 234.
6. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности. -М.: НИА-Природа, РЭФИА, 2004. - 220 с.
© О.Г. Быкова, 2013
