Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЦЕЛЬ РАБОТЫ 8
1.1. Природные условия и характеристика основных ландшафтов бассейна 8
1.1.1. Физико-географическая характеристика бассейна 8
1.1.2. Почвы и почвообразующие породы бассейна 15
1.1.3. Гидрография бассейна и грунтовые воды 18
1.1.4. Растительность 21
1.1.5. Животный мир 29
1.1.6. Основные экологические проблемы бассейна 32
1.2. Цели и задачи работы 36
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
2.1. Климатические условия территории бассейна 38
2.2. Методические аспекты исследований 43
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 50
3.1. Характеристика основных ландшафтов бассейна реки Бейсуг 50
3.1.1. Растительность 50
3.1.2. Животный мир 66
3.1.3. Микробиологическая оценка состояния почв 68
3.2. Почвенный покров 74
3.2.1. Гранулометрический состав 74
3.2.2. Плотность твердой фазы почвы 77
3.2.3. Кислотность почв 79
3.2.4. Содержание гумуса 81
3.2.5. Содержание азота, фосфора и калия 83
3.2.6. Загрязнение почв бассейна реки Бейсуг 91
3.2.6.1. Загрязнение тяжелыми металлами 92
3.2.6.2. Загрязнение хлорорганическими пестицидами 95
3.2.6.3. Загрязнение нефтепродуктами 101
3.3. Поверхностные воды 103
3.3.1. Мезофауна (гидробиология) воды 103
3.3.2. Микробиологическая оценка качества воды 104
3.3.3. Химический состав воды 106
3.3.4. Содержание загрязнителей в водах реки 108
3.3.4.1. Содержание органических соединений и биогенных элементов 109
3.3.4.2. Содержание тяжелых металлов 111
3.3.4.3. Содержание хлорорганических пестицидов 114
3.3.4.4. Содержание нефтепродуктов 115
3.3.4.5. Содержание фенолов, катионных и анионных ПАВ 115
3.4. Донные отложения 117
3.4.1. Микробиологическая оценка донных отложений 117
3.4.2. Оценка состояния фауны донных отложений 118
3.4.3. Гранулометрический состав 119
3.4.4. Органическое вещество 120
3.4.5. Водородный показатель 120
3.4.6. Содержание азота, фосфора и калия 121
3.4.7. Содержание загрязнителей в донных отложениях 122
3.4.7.1. Содержание углеводородов нефти 123
3.4.7.2. Содержание тяжелых металлов 123
3.4.7.3. Содержание хлорорганических пестицидов 125
3.5. Общая экологическая характеристика ландшафтов бассейна реки Бейсуг 126
3.6. Мероприятия по улучшению экологической ситуации бассейна реки Бейсуг 133
ВЫВОДЫ 137
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 141
ПРИЛОЖЕНИЯ 155
- Физико-географическая характеристика бассейна
- Климатические условия территории бассейна
- Растительность
Введение к работе
* Экологическая ситуация в России с речными системами требует разра
ботки принципиально новых подходов к водной политике. В этом контексте
в последние годы возрос интерес к малым и средним рекам, что обусловлено
их особой ландшафтообразующей ролью. Эти реки составляют основу гидро
графической сети степных районов, а их водосборы являются специфически
ми природными системами. Сложившиеся методы природопользования в ос-
новном негативно влияют на природные системы, включая и речные бассей
ны. Интенсификация использования ресурсов водных систем и усиливаю
щееся загрязнение поверхностных вод во всем мире свидетельствуют об уг
лублении водохозяйственного кризиса. Его преодоление является сложной
задачей, решение которой лежит в интеграции научных направлений, актив-
* ном развитии фундаментальных исследований в области наук о земле и воде,
о разработке и широком внедрении в практику хозяйствования рекомендаций
по экологически безопасному водопользованию.
Главная особенность формирования стока малых рек - их тесная связь с ландшафтами бассейна, который весьма уязвим при чрезмерном давлении не только водные ресурсы, но и на их водосборы. Степные реки выполняют функции регулятора водного режима степных ландшафтов.
Степные реки северной части Краснодарского края находятся в состоянии глубокой деградации, что проявляется в их заилении, обмелении и загрязнении. Деградация степных рек интенсивно происходила в последние 40-50 лет, что связано со сплошной распашкой степных ландшафтов и не редко
* до уреза воды, а также размывом плотин и других перегораживающих со
оружений. Результатом такого хозяйствования стали исчезать ручейки и род
ники, подпитывающие реки, что в свою очередь привело к заиливанию рек,
зарастанию их болотной растительностью, заболачиванию и засолению степ
ных земель, уменьшению стока и ухудшению качества воды. В условиях по-
лузасушливого климата на севере края с малоснежной зимой и продолжи-
7 тельным жарким летом их экологическое состояние приобретает жизненно-важное значение.
Сельскохозяйственные угодья, приближенные к водотокам, размещены на террасах речных долин, местами - на заливной пойме, особенно в устьевой (нижней) части. Многие из них охвачены осушительными и оросительными мелиоративными системами, сброс вод по которым ведет в активные водотоки (ручьи, реки, протоки). Такое размещение угодий при неправильном использовании и необеспеченности их экологическим контролем несет экологическую опасность не только для реки Бейсуг, но и для Азовского моря. Несмотря на то, что степные реки края относятся к федеральной собственности, решение проблемы их сохранения и восстановления - одно из направлений, которому в последнее время следует уделять много внимания как одному из важнейших экологических, экономических и социальных факторов жизни населения. Одним из необходимых условий эффективной защиты наземных и водных экосистем является регулярное получение надежной, достаточной по объему и содержанию информации о пространственно-временном распределении в них полютантов, в том числе канцерогенов.
В связи с этим мы выбрали для изучения бассейн степной реки Бейсуг, и на этом примере проанализировать экологическое состояние его различных систем, а также разработать предложения, внедрение которых будет способствовать стабилизации функционирования основных составляющих природных и антропогенных ландшафтов.
Физико-географическая характеристика бассейна
В нижнем плейстоцене широкая долина реки Кубань уже отделяла северную Прикубан-скую равнину от южной и, тем самым, отрезала ее от влияния геологических процессов, происходящих в горах Кавказа. На Прикубанской равнине в конце нижнего плейстоцена заложилась самостоятельная речная сеть (Бейсуг, Чел-бас, Ея и др.) (Чередниченко, 1988). Приустьевая зона бассейна реки, как в голоцене, так и на современном этапе переживает инверсию движений. На месте вала заложен Бейсугский лиман, зона плавней и разливов Челбаса, Бейсуга и других степных рек, которым соответствуют современные опускания до 1-2 мм/год; к югу, в сторону Тимашевска, структурная ступень испытывает современные поднятия до 1,5 мм/год (Лилиенберг, Ширинов, 1977; Лилиенберг, 1979; Сафронов, 1983).
В нижней части бассейна реки (плавневая зона) выделяется рельеф, созданный озерно-лиманной аккумуляцией, представленный заболоченной равниной. Его формирование происходило в условиях преобладающих новейших погружений. На поверхности выделяются озерно-лиманные формы рельефа, представленные существующими и зарастающими лиманами и озерами и слабо выпуклыми межлиманными возвышенностями. В целом плавневый район характеризуется плоско-равнинным рельефом (Регион, геоморф. Кавказа, 1979; Чупахин, 1974). Совершенно не имеющие уклона, плоские не-дренированные лиманные заболоченности имеют отметки поверхности 0,2-0,9 м. Межлиманные возвышенности (гряды) представляют собой узкие 50-100 м полого-выпуклые незатопляемые участки продолговатой или неправильной формы (Борисов, 1978).
Верхнечетвертичная сурожская терраса развита в виде отдельных узких полос в нижнем течении реки Бейсуг (Приморско-Ахтарский район). Высота террасы колеблется от 0,6 до 2,0 м. Сверху, до глубины 2-3 м, эта терраса сложена детритусом, ниже следует песчано-глинистая толща. Поверхность террасы в долине реки Бейсуг переходит в поверхность первой надпойменной террасы, впадающих в эту долину балок (Чередниченко, 1979, 1990).
Река Бейсуг третья по длине река Азово-Кубанской равнины (в перево де с татарского - «княжеская река»), является типичной степной рекой, имею щей свыше 20 крупных и малых притоков, и относится к бассейну Азовского моря. Она берет начало в 9 км на северо-запад от города Кропоткина и, про делав путь длиной 243 км, впадает в районе станицы Бриньковской в Бейсуг ский лиман, который соединяется с Ясенским заливом Азовского моря. Река имеет два крупных притока первого порядка: Левый Бейсужёк, Правый Бей сужёк, а также ряд малых притоков и балок (рис. 1). В бассейне свыше 300 прудов, суммарная площадь их зеркальной поверхности около 0,2 тыс. км2, а . суммарный объем воды в прудах около 128000 тыс. м 3 (Мельникова, 2003; Нагалевский, 1992; Ресурсы поверх, вод..., 1973). Бейсугский лиман образо І." вался в результате затопления морем устьевого пространства р. Бейсуг. От Азовского моря лиман отделен Ясенской косой, в которой с обеих сторон расположены гирла Ясенское и Бугаское, соединяющие его с морем (Борисов, 1978).
Бассейн реки Бейсуг целиком расположен в пределах Краснодарского края и по своей конфигурации напоминает овал, повёрнутый длинной осью с востока на запад. Длина бассейна, считая по прямой линии, составляет 153 км, а наибольшая ширина составляет 61 км. Площадь водосборного бассейна составляет 5190 км . Границами бассейна служат: на юге - бассейн степной реки Кирпили, на севере - бассейн реки Челбас. Водораздельные пространства имеют высоту от 60 до 150 метров.
Верховья реки представляют крутые овраги и балки, которые становятся более пологими к среднему течению и совсем выровненными к устью. В среднем и нижнем течении река сильно извилистая, образует широкие плёсы, заливы и старицы.
Климатические условия территории бассейна
Климатические условия района Кубанских степей формируются под влиянием комплекса физико-географических факторов, из которых наиболее важными являются солнечная радиация, система атмосферной циркуляции и рельеф (Алисов, 1947). В географическом отношении территория бассейна реки Бей-суг относится к зоне умеренно-континентального климата, характеризующегося мягкой короткой зимой и продолжительным жарким летом. Средняя годовая температура воздуха 9,4-10,0 С. Самый холодный месяц - январь со среднемесячной температурой от -3,5С до -4,3С. Самый теплый - июль (от 22,1 С до23,2С). Абсолютный минимум температуры -41 С, абсолютный максимум +42С (Агроклиматические ресурсы..., 1975).
Продолжительность вегетационного периода 180-228 дней. Период активной вегетации с температурой выше 15С колеблется от 137 до 141 дня, с 5 мая по 24 сентября. Сумма температур за этот период 2881 С. Максимальная глубина промерзания почвы у ст. Брюховецкой 84 см, у ст. Выселки
По карте агроклиматического районирования Краснодарского края по увлажнению территория бассейна реки Бейсуг относится к району неустойчивого увлажнения с КУ (коэффициент увлажнения) 0,30. Среднее многолетнее годовое количество осадков колеблется от 577 до 793 мм. Осадки выпадают неравномерно, в летнее время выпадает около 58% количества осадков от годовой величины. Снежный покров бывает ежегодно, но отличается не устойчивостью. Наибольшая высота снежного покрова - 48 см, число дней со снежным покровом от 30 до 56 (Агроклиматический справочник, 1961).
Средняя годовая скорость ветра 3,6 м/сек, которая усиливается в зимне-весенний период. Иногда ветры достигают большой силы и могут доходить до 15м/сек и более. Преобладающие ветры восточных и северо-восточных направлений (рис. 3). В зимнее время в отдельные годы вызывают вымерзание посевов, а при большой скорости - пыльные бури, которые наблюдаются 16-18 дней в году (Атлас Краснодарского края..., 1996). Весной и летом эти ветры носят характер суховеев, которые снижают урожай полевых культур и вызывают эрозию почвы. Наиболее продолжительные суховеи наблюдаются в июле-августе.
Растительность
В геоботаническом отношении район бассейна реки Бейсуг принадлежит к Евроазиатской области степей Восточно-европейской провинции. Бейсугский лиман и нижнее течение реки входят в состав Приазовского округа Бейсугского района, среднее и верхнее течение реки и притоки - в состав Азово-Кубанского округа Цен-трального степного и Бейсугско-Кирпильского районов. В отношении растительности исследуемый регион представлен болотно-солончаковыми и солончаковыми лугами в нижнем течении, в окрестностях Бейсугского лимана и озера Ханского, а также распаханными пространствами из-под разнотравно-злаковых степей в остальной его части (Атлас.Краснодарский край. Рес « публика Адыгея, 1996). Фактически растительность долин на землях, кото рые не заняты под сельскохозяйственные культуры и не засолены, представлена вторичными группировками залежной растительности, среди них изредка встречаются останцы лугов - пойменных и остепненных.
По данным экспедиционного обследования в формировании растительного покрова района исследования принимает участие 215 видов, из них 214 - высшие сосудистые растения из 58 семейств и 1 вид, принадлежащий под-царству настоящие водоросли (Chara sp. из семейства Characeae) (прил. 2). Спектр ведущих семейств (табл. 4) образуют Asteraceae, Роасеае, Fabaceae, Cyperaceae, Chenopodiaceae, Lamiaceae, насчитывающие более половины (55,8 %) всех отмеченных в ходе экспедиций растений (исследования охва-тывали период с июля по сентябрь 2004-2005 годов). Наиболее высокий показатель у семейств Asteraceae, Роасеае и Fabaceae. Растения семейства Роасеае составляют ядро залежных и луговых травостоев. Широкое распространение Роасеае и Asteraceae, включающих большое количество синан-тропных растений, связано с нарушениями естественных местообитаний в бассейне реки.
Существенная доля семейств Chenopodiaceae и Сурегасеае обусловлена наличием в районе исследований заболоченных и засоленных земель. Семейства Apiaceae, Rosaceae, Malvaceae являются средними по количеству видов, их представители - растения различных по экологическим условиям местообитаний (как и семейство Lamiaceae), что объясняет несколько более высокий уровень по сравнению с большинством зарегистрированных семейств. В составе семейств Brassicaceae, Potamogetonaceae, Ranunculaceae было отмечено по 4 вида. Остальные семейства включали не более 3 видов.
По принадлежности к жизненным формам растения бассейна реки Бейсуг представлены преимущественно многолетними травами (136 видов, что составляет 63,2%). К однолетним относится 58 видов -27,0% соответственно, двулетним - 10 видов (4,7%). Деревья и кустарники, сосредоточенные в основном в полезащитных лесонасаждениях, отмечены в количестве 8 видов (3,7%), полукустарники и полукустарнички -3 видов (1,4 %).
Флористическая насыщенность разных участков бассейна реки существенно колеблется. На учетных площадях (200 м2) она изменялась от 8,9% (13 видов) на эродированных участках (техногенные ландшафты, районы мостов, сбитые пастбища) до 24,0% (35 видов) на старых залежах.
