CC BY
49
УДК 574.5 + 556.114
К ВОПРОСУ О ГИДРОХИМИИ И БИОЛОГИИ ОЗЕРА ДУС-ХОЛЬ (ТУВА)
Н.А. Кирова, О.И. Кальная, О.Д. Аюнова
Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, Кызыл (Республика Тува)
E-mail: [email protected], [email protected]
Публикация подготовлена по результатам сборов артемии, выполненных на озере Дус-Холь (Сватиково), расположенном в республике Тува, в 2018 г. Сравнение с ретроспективными данными за 1966 г. выявило тенденцию к сокращению плотности популяции рачка, которая в период 2000-2004 гг. уменьшилась почти в четыре раза, а к 2017 г. - в восемь раз. В 2018 году показатель плотности артемии составил 17,8 тыс.
3 ^
экз/м . Гидрохимические показатели воды озера относительно стабильны и являются оптимальными для жизнедеятельности рачка. Минерализация рапы колеблется в пределах 127,5 - 298,7г/л, гидрохимический состав постоянный - хлоридный магниево-натриевый. Жизнедеятельность артемии способствует формированию лечебных грязей и во многом определяет качество рапы, уменьшение её численности может привести к нарушению баланса экосистемы и утрате целебных свойств озера.
Ключевые слова: озеро Дус-Холь, зоопланктон, артемия, плотность популяции, гидрохимия, минерализация.
DOI 10.24411/2410-1192-2018-10007
Дата поступления 20.11.2018
Уникальное по своим целебным свойствам соленое озеро Дус-Холь (Сватиково) расположено в республике Тува, в центральной части Улуг-Хемской котловины (рис. 1). Оно издавна используется населением для от-
дыха и лечения и представляет значительный интерес в бальнеологическом отношении, в связи с чем его изучение проводилось многими научными и производственными организациями [1 -4].
Рис. 1. Схема расположения озера Дус-Холь (Сватиково)
Высокие значения минерализации определяют «облик» зоопланктона озера, который представлен единственным обитателем - артемией. Возможность существования артемии при высоких показателях солености обусловлена её исключительной осморегулирующей способностью, разнообразием физиологических и биохимических свойств. Несмотря на изученность озера в гидрохимическом отношении, данные об артемии носят эпизодический характер и имеют большой временной разрыв. Первые сведения приводятся в публикации В.Н. Гундризера и М.Б. Ивановой за 1966 г. [5], в 2000 и 2004 гг. установлена генетическая близость к виду ЛМвт1а sinica Yaneng 1989, имеющему распространение в Центральной Азии и Китае [6]. Ретроспективной анализ и современные исследования показали, что за последние годы наблюдается тенденция к сокращению численности артемии.
Цель и задачи исследования
Оценить современное состояние популяции артемии озера и гидрохимический состав рапы. Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:
- осуществить отбор проб зоопланктона в различных зонах озера для определения плотности популяции артемии;
- определить минерализацию, гидрохимический макрокомпонентный состав рапы озера и содержание микроэлементов в период отбора проб зоопланктона.
Объект исследования
Озеро расположено в степной зоне, в бессточной впадине, берега его относительно пологие, местами песчаные и лишены древесной растительности. В северо-западной части водоема отмечается небольшая заболоченность. Форма озера овальная, площадь акватории -0,55 км , наибольшая глубина отмечается в северо-западной части - 3,4 м, ми-
нимальная - в юго-восточной его половине (не более 2 м) [2].
В питании озера участвуют атмосферные осадки и подземные воды юрского водоносного угленосно-терригенного комплекса. Их разгрузка осуществляется как подземным путем, так и в виде двух солоноватых источников (2,4-2,6 г/л), располагающихся на южном и восточном берегах. По данным [2] источники являются главными восполнителями озерной рапы.
Озеро солено-грязевое, с мощностью отложений грязей до 2,0 м [2-3]. В летний период водоем хорошо прогревается, температура воды увеличивается с глубиной (гелиотермия) [4]. Минерализация в озере изменяется, что является следствием комплекса климатических и гидрологических процессов. Е.В. Пиннекер (1968) отмечал, что диапазон колебаний минерализации находится в пределах 100-280 г/л.
Методы исследования
Для определения современного гидрохимического состояния озера в августе 2018 г. сотрудниками ТувИКОПР СО РАН была отобрана проба воды в соответствии с [7] и одновременно собраны пробы зоопланктона, согласно стандартным методикам [8]. Всего было отобрано 33 пробы, схема точек отбора проб артемии и водной пробы представлена на рисунке 2.
Анализ воды проводился в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Национального исследовательского Томского политехнического университета (аттестат аккредитации № РОСС ЯИ. 0001.511901 от 09.09.2013 г.). Определялись содержание растворенного кислорода, водородный показатель рН, общая жесткость, аммоний-ион, нитрит-ион, нитрат-ион, двуокись углерода, карбонат-ион, сульфат-ион, хлорид-ион, кальций, магний, натрий, калий, железо общее, минерализация, тяжелые металлы (хром, марганец, кобальт, никель, медь,
цинк, кадмий, свинец), мышьяк, ртуть, йод, бром.
Результаты и обсуждение
По данным лабораторных исследований минерализация (М) в озере составила 153,79 г/л, рН=7,84 (водная среда -слабощелочная). Вода очень жесткая (1104 мг-экв/л), по химическому составу - хлоридная магниево-натриевая, формула солевого состава имеет вид:
М 159,79
С193£04 6ИСОъ 1
(Ш + К )62Mg 37Са1 Содержание основных анионов и катионов в абсолютных величинах следующее: С1- - 95396,90 мг/л, БО^- -8969,92, Са2+ - 320,08, М§2+ - 13277,16, К+ - 503,67 мг/л. Тяжелые металлы содержатся в количестве: Сг - 0,007 мг/л, N1 - 0,036, Си - 0,08025, 2п - 0,091, РЬ -0,0053 мг/л. Кроме этого, в воде отмечается содержание: В (НВО2) - 0,011 г/л, Ы - до 0,0003, Бг - 0,01, С2 - 0,005, Р -0,002, Лб - 0,053, I - 0,045, Вг -397,7 мг/л.
В таблице 1 приведена сравнительная характеристика минерализации и химического состава рапы озера в разные периоды исследования, а также колебания плотности популяции артемии. Из таблицы следует, что минерализация воды изменяется в пределах 127,5 -298,7 г/л, химический состав постоянный, содержание макрокомпонентов варьирует в незначительных пределах.
Динамика численности артемии зависит от комплекса факторов, под воздействием которых проходит жизнедеятельность и развитие рачка. Среди них минерализация и температура являются определяющими [6; 9]. Минерализация (127,5 - 298,7 г/л) и ионный состав рапы озера Дус-Холь (табл. 1) укладываются в оптимальные параметры для развития артемии - наращивания биомассы (М -100-200 г/л), образования цист (М - 50270 г/л) и др. Температурные условия в озере также благоприятны [6; 9-10].
Рис. 2. Расположение точек отбора проб артемии и пробы воды на оз. Дус-Холь, 2018 г.
Таблица 1
Сравнительная характеристика минерализации, химического состава рапы и плотности
популяции артемии оз. Дус-Холь
исследований Минерализация, г/л Формула ионного состава рапы Плотность артемии, тыс. экз/м3
Е.В. Пиннекер (1966) Томский НИИ курортологии (2001-2003) ТРГЭ, Л.Н. Высотина (2007) ТувИКОПР СО РАН, О.И. Кальная (2018) 127,5 г/л 169-298,7 192,8 153,79 „ С/86£04 13 М127,5 4 Na62Mg 37 М С1 (91 - 93)5»4(7 - 9) М169-298,7 (т + К )(62 - 84)Mg (16 - 38) С194504 6 М192,8 , „ (Ыа + К )62Mg 37Са1 л, С193£04 6ИС03 1 М153,79 (Ш + К )62Mg 37Са1 65,0 14,0 17,8
Примечание: * - гидрохимический состав рапы - хлоридный магниево-натриевый.
Наши исследования 2018 г. показали, что плотность артемии по акватории имеет значительный разброс - от 0,6 до 110,0 тыс. экз/м . Наименьшие её показатели отмечены в зоне отдыха - близ юго-восточного и южного берегов (4,4810,1 тыс. экз/м3), ее минимальное значение приурочено к юго-восточной части озера - 0,6 тыс. экз/м3, причем большая часть проб была представлена полуразложившимися рачками. С продвижением вглубь плотность увеличивалась до 15,9-18,07 тыс. экз/м3, ближе центру и в северо-восточной части достигала 30,5 тыс. экз/м3. Северовосточная часть озера определена как зона покоя птиц, в связи с чем закрыта для отдыха людей. Здесь, на мелководье, отмечена максимальная плотность - 110,0 тыс. экз/м .
Несомненно, на распределение гид-робионтов в озере оказывает влияние ветровое перемешивание, особенно в мелководной зоне. Согласно информации Тувинского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды преобладающим направлением ветров в Улуг-Хемской котловине является северо-западное, т.е. направленное к мелководью юго-восточной части озера. Но, по нашим данным, там наблюдалась наименьшая плотность артемии.
Считаем, что в данном случае, в мелководной юго-восточной зоне озера над влиянием ветрового перемешивания превалирует антропогенное, т.к. юго-восточный берег озера является местом массового отдыха и купания.
Высокие показатели биомассы артемии в середине прошлого века (150 г/м3, запас оценивался в 3,4 ц/га) позволяли рассматривать рачка в качестве перспективного источника белка в народном хозяйстве [5], в период 20002004 гг. озеро характеризовалось как среднепродуктивное [6; 11]. Отталкиваясь от литературных данных, мы можем говорить о сокращении плотности популяции артемии, которая в 1966 г. составляла 65 тыс. экз/м3 [5], в 2000 и
3 3
2004 гг. - 14 тыс. экз/м и 13 тыс. экз/м соответственно [6], а по нашим данным - в августе 2017 г. - всего 7,24 тыс.
3 3
экз/м , в 2018 г. - 17,8 тыс. экз/м .
Тува является южной границей сибирского ареала артемии, для которого характерны партеногенетические популяции, обоеполые встречаются по восточной его окраине - в Туве, Хакасии и некоторых озерах Алтая [6; 11-12]. В структуре выдерживается порог в 30 % доли самцов, что характерно для сибирского ареала обоеполых популяций [6]. По исследованиям [6] доля самцов со-
ставляла 58 % (2000), 36 % (2004), по нашим данным - от 49 % (2017) до 57 % (2018). Особенностью артемии озера Дус-Холь являются более крупные размеры самок по сравнению с другими озерами Сибири [6]. От численности самок зависит плотность популяции, поэтому в обоеполой популяции они рассматриваются как ее потенциал, поскольку пополнение происходит за счет живорождения [6; 13-14]. По запасам цист имеются только литературные данные, согласно которым численность планктонных и бентосных цист состав-
3 3
ляла 13 тыс. экз/м и 1392 тыс. экз/м , соответственно [6].
Учитывая малую площадь озера и его мелководность, считаем, что в настоящее время на состояние популяции артемии в значительной степени влияет антропогенный фактор. Полагаем, что именно с ним связано уменьшение плотности артемии, поскольку в последние годы увеличилось количество отдыхающих на озере, которые, в большинстве, не соблюдают правила поведения в водоохранной зоне и в акватории. Огромный урон озеру наносит масштабный бесконтрольный вывоз лечебных грязей с цистами рачка, продолжающийся много десятков лет. Принимая во внимание, что жизнедеятельность артемии способствует формированию лечебных грязей и во многом определяет качество рапы, сокращение
популяции может привести к нарушению баланса в экосистеме со всеми вытекающими последствиями [15].
Выводы
В наши дни отсутствуют статистические сведения о количестве отдыхающих, поскольку, кроме имеющихся стационарных пансионатов, устраиваются обширные стихийные палаточные поселения, и число отдыхающих, по неофициальным данным, достигает тридцати тысяч человек за один летний сезон. Возросшая популярность озера имеет обратную сторону - прослеживается тенденция к сокращению численности артемии, которая за период около пятидесяти лет существенно уменьшилась с 65 тыс. экз/м3 (1966 г.) до 13-14 тыс. экз/м3 (2000 и 2004 гг.) наименьшие показатели 2017 г. - 7,24 тыс. экз/м3. Это привести к серьезным нарушениям баланса экосистемы озера, несмотря на стабильность гидрохимического состава рапы. Уместно поднять вопрос как об ограничении использования озера Дус-Холь (Сватиково) в рекреационных целях, так и о запрете вывоза лечебной грязи, поскольку оно не в состоянии выдержать современную антропогенную нагрузку. В противном случае озеру Дус-Холь грозит гибель, как это произошло со многими лечебными водоёмами, например, в Крыму [16].
ее
отмечались в 3 может
Список литературы
1. Фомичева В.Н., Леонова Н.Л., Горин Н.В. Отчет о комплексном обследовании гидроминеральных и грязевых ресурсов Тувинской АССР / Минздрав СССР. Центральный НИИ курортологии и физиотерапии. Контора «Геокаптажминвод». - М., 1966. - 288 с.
2. Пиннекер Е.В. Минеральные воды Тувы. - Кызыл: Тув. кн. изд-во, 1968. - 106 с.
3. Высотина Л.Н. Оценка запасов лечебных грязей в районе озер Хадын и Дус-Холь Республики Тыва: Отч. Гидрогеологической партии по работам за 2007-2008 гг. с подсч. запасов лечебных грязей Хадынского и Дус-Хольского месторождений по состоянию на 01.01.2009 г. - Кызыл, 2008. - 157 с.
4. Аюнов Д.Е., Рычкова К.М., Дучков А.Д. Температурные исследования оз. Дус-Холь (Сватиково) // Вест. ТувГУ. Вып. 2. Естественные и с.-х. науки. - 2014. - № 2. -С. 104-108.
5. Гундризер А.Н., Иванова М.А. Безрыбные озера Тувы и возможное их рыбохо-зяйственное использование // Вопр. зоологии. - Томск. - 1966. - С. 48-49.
6. Литвиненко Л.И., Литвиненко А.И., Бойко Е.Г. Артемия в озерах Западной Сибири. - Новосибирск, 2009. - 304 с.
7. ГОСТ 51592-2000: Вода. Общие требования к отбору проб. - М., 2000.
8. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. - М.: Наука, 1975. -240 с.
9. Радченко Л.А. Влияние температур и солености на развитие и выживаемость артемий в экспериментальных условиях // Экология моря. - 1982. - Т. 10. - С. 66-72.
10. Литвиненко Л.И., Гуженко М.В. Влияние некоторых факторов среды на развитие жаброногого рачка артемии - основного галобионта соленых озер // Сиб. вест. с.-х. науки. - 2007. - Вып. 2. - С. 81-85.
11. Литвиненко Л.И. Жаброногие рачки рода Artemia Leach, 1819 в гипергалинных водоемах Западной Сибири (география, биоразнообразие, экология, биология и практическое использование): автореф. дис... докт. биол. наук. - Пермь, 2009. - 50 с.
12.Студеникина Т.Л., Новоселов В.А. О распределении рачка артемии в водоемах // Биологическое разнообразие животных Сибири: матер. науч. конф., посвящ. 110-летию начала регулярных зоологических исследований и зоологического образования в Сибири (28-30.10.1998, Томск). - Томск, 1998. - С. 243-244.
13. Пермякова Г.В. Жаброногий рачок Artemia Leach, 1819 в гипергалинных озерах Алтая (на примере озера Большое Яровое): автореф. дис. канд. биол. наук. - Новосибирск, 2012. - 24 с.
14. Веснина Л.В., Пермякова Г.В. Динамика численности и особенности распределения разновозрастных особей жаброногого рачка Artemia в глубоководном озере Большое Яровое (Алтай) // Вест. Томского ун-та. Сер.: Биология. - 2013. - № 1 (21). -С. 89-102.
15.Stappen V.G., Litvinenko L.I., Litvinenko A.I., Boiko E.G., Marden B., Sorgeloos P.A. Survey of Artemia Resources of Southwest Siberia (Russian Federation) // Reviews in Fisheries Science. - 2009. - № 17 (1). - P. 117-148.
16.Руднева И.И., Шайда В.Г. Антропогенная трансформация Крымских соленых озер // Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды: тез. докл. IV Междунар. конф. (12-17.10.2011, Минск). - Минск: БГУ, 2011. - С. 43.
Peferences
1. Fomicheva V.N., Leonova N.L., Gorin N.V. Otchet o kompleksnom obsledovanii gidromineralnykh i gryazevykh resursov Tuvinskoy ASSR / Minzdrav SSSR. Tsentralny NII kurortologii i fizioterapii. Kontora «Geokaptazhminvod». - M., 1966. - 288 s.
2. Pinneker Ye.V. Mineralnye vody Tuvy. - Kyzyl: Tuv. kn. izd-vo, 1968. - 106 s.
3. Vysotina L.N. Otsenka zapasov lechebnykh gryazey v rayone ozer Khadyn i Dus-Khol Respubliki Tyva: Otch. Gidrogeologicheskoy partii po rabotam za 2007-2008 gg. s podsch. zapasov lechebnykh gryazey Khadynskogo i Dus-Kholskogo mestorozhdeny po sostoyaniyu na 01.01.2009 g. - Kyzyl, 2008. - 157 s.
4. Ayunov D.E., Rychkova K.M., Duchkov A.D. Temperaturnye issledovaniya oz. Dus-Khol (Svatikovo) // Vest. TuvGU. Vyp. 2. Yestestvennye i s.-kh. nauki. - 2014. - № 2. -S. 104-108.
5. Gundrizer A.N., Ivanova M.A. Bezrybnye ozera Tuvy i vozmozhnoye ikh rybokho-zyaystvennoye ispolzovaniye // Vopr. zoologii. - Tomsk. - 1966. - S. 48-49.
6. Litvinenko L.I., Litvinenko A.I., Boyko Ye.G. Artemiya v ozerakh Zapadnoy Sibiri. -Novosibirsk, 2009. - 304 s.
7. GOST 51592-2000: Voda. Obshchiye trebovaniya k otboru prob. - M., 2000.
8. Metodika izucheniya biogeotsenozov vnutrennikh vodoyemov. - M.: Nauka, 1975. -240 s.
9. Radchenko L.A. Vliyaniye temperatur i solenosti na razvitiye i vyzhivayemost artemy v eksperimentalnykh usloviyakh // Ekologiya morya. - 1982. - T. 10. - S. 66-72.
10.Litvinenko L.I., Guzhenko M.V. Vliyaniye nekotorykh faktorov sredy na razvitiye zhabronogogo rachka artemii - osnovnogo galobionta solenykh ozer // Sib. vest. s.-kh. nauki. - 2007. - Vyp. 2. - S. 81-85.
11.Litvinenko L.I. Zhabronogiye rachki roda Artemia Leach, 1819 v gipergalinnykh vodoyemakh Zapadnoy Sibiri (geografiya, bioraznoobraziye, ekologiya, biologiya i praktich-eskoye ispolzovaniye): avtoref. dis... dokt. biol. nauk. - Perm, 2009. - 50 s.
12.Studenikina T.L., Novoselov V.A. O raspredelenii rachka artemii v vodoyemakh // Bi-ologicheskoye raznoobraziye zhivotnykh Sibiri: mater. nauch. konf., posvyashch. 110-letiyu nachala regulyarnykh zoologicheskikh issledovany i zoologicheskogo obrazovaniya v Sibiri (28-30.10.1998, Tomsk). - Tomsk, 1998. - S. 243-244.
13.Permyakova G.V. Zhabronogy rachok Artemia Leach, 1819 v gipergalinnykh ozerakh Altaya (na primere ozera Bolshoye Yarovoye): avtoref. dis. kand. biol. nauk. - Novosibirsk, 2012. - 24 s.
14.Vesnina L.V., Permyakova G.V. Dinamika chislennosti i osobennosti raspredeleniya raznovozrastnykh osobey zhabronogogo rachka Artemia v glubokovodnom ozere Bolshoye Yarovoye (Altay) // Vest. Tomskogo un-ta. Ser.: Biologiya. - 2013. - № 1 (21). - S. 89-102.
15.Stappen V.G., Litvinenko L.I., Litvinenko A.I., Boiko E.G., Marden B., Sorgeloos P.A. Survey of Artemia Resources of Southwest Siberia (Russian Federation) // Reviews in Fisheries Science. - 2009. - № 17 (1). - P. 117-148.
16.Rudneva I.I., Shayda V.G. Antropogennaya transformatsiya Krymskikh solenykh ozer // Ozernye ekosistemy: biologicheskiye protsessy, antropogennaya transformatsiya, kachestvo vody: tez. dokl. IV Mezhdunar. konf. (12-17.10.2011, Minsk). - Minsk: BGU, 2011. - S. 43.
TO THE QUESTION OF HYDROCHEMISTRY AND BIOLOGY OF THE LAKE DUS-KHOL (TUVA)
N.A. Kirova, O.I. Kalnaya, O.D. Ayunova
Tuvinian Institute for Exploration of Natural Resources SB RAS, Kyzyl (Tyva Republic) E-mail: [email protected], [email protected]
The paper is based on the results of Artemia sample collections collected in 2018 from the Dus-Khol (Svatikovo) lake located in Tyva Republic. Comparisons to literature for 1966 demonstrated low tendency of Artemia population intensity, in 2000 and 2004 Artemia population decreased almost four times, and to 2017 - eight times. In 2018, the density indicator of artemia was 17,8 thousand ind/m . Hydrochemical parameters of lake water are relatively stable and are optimal for vital activity of Artemia. Water salinity level is within 127,5 -298,7 g/l, hydrochemical composition is constant - chloride - magnesium-sodium. The vital activity of artemia contributes to the formation of therapeutic mud and in many respects determines the quality of brine, a decrease in its number can lead to an imbalance of the ecosystem and the loss of the healing properties of the lake.
Key words: the Dus-Khol lake, zooplankton, Artemia, population intensity, hydrochemis-try, water salinity level.
DOI 10.24411/2410-1192-2018-10007
Received November 20, 2018
