Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. История рыбохозяйственного изучения водохранилища 9
1.2. Влияние искусственно регулируемого гидрологического режима на состояние запасов рыб 14
1.3. Анализ методов оценки состояния водных экосистем 16
1.4. Микроэволюционные процессы в водохранилищах 21
1.5. Рыбохозяйственное использование водохранилищ 31
1.6. Реконструкция ихтиофауны водохранилищ 41
ГЛАВА 2. БУХТАРМИНСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ, КАК СРЕДА ОБИТАНИЯ ГИДРОБИОНТОВ
2.1. Физико-географическая и морфометрическая характеристика 48
2.2. Гидрологический режим 51
2.3. Гидротермический режим 75
2.4. Гидрохимический режим 79
2.5. Краткая характеристика основных гидробиологических сообществ 87
2.6. Ихтиофауна, в том числе список видов 92
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ 95
3.1. Собранный и использованный материал 95
3.2. Методы сбора материала 96
3.3. Методы обработки материала 98
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 100
4.1. Закономерности формирования ихтиофауны Бухтарминского водохранилища 100
4.2. Динамика биологических показателей популяций рыб 114
4.3. Пространственное и сезонное распределение ихтиофауны по частям водохранилища 140
4.4. Анализ факторов, определяющих состояние запасов рыбы и степень их использования промыслом 147
4.5. Перспективы дальнейшего зарыбления водохранилища 165
ГЛАВА 5. ПУТИ И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЫБНЫХ РЕСУРСОВ ВОДОХРАНИЛИЩА
5.1. Оптимизация рыбодобычи 172
5.2. Нормативы улова на единицу промыслового усилия 174
5.3. Рыбохозяйственная мелиорация водохранилища 175
5.4. Уточнения к правилам рыболовства 177
5.5. Развитие сети особо охраняемых природных территорий для сохранения биоразнообразия рыб
5.6. Предложения по оптимизации использования биоресурсов 180
5.7. Экономическая эффективность предлагаемых мероприятий 183
ВЫВОДЫ 185
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 188
- История рыбохозяйственного изучения водохранилища
- Физико-географическая и морфометрическая характеристика
- Собранный и использованный материал
Введение к работе
Актуальность темы. Бухтарминское водохранилище является одним из крупнейших и главных рыбопромысловых водоемов Республики Казахстан. В последние годы в нем ежегодно вылавливается от 7 до 10 тыс. тонн рыбы.
Основу уловов рыбы в водохранилище составляют акклиматизанты лещ и судак, высока численность еще одного вселенца - рипуса. Лишь эти виды смогли поддерживать свою численность в условиях значительных (до 7 метров) многолетних колебаний уровня воды в водохранилище. В то же время, уловы ценных аборигенных видов - щуки, язя, линя, карася - не превышают 150-200 тонн ежегодно, недоиспользуются запасы окуня и плотвы.
Рыночная экономика привела к дифференциации видового улова по потребительскому спросу. При этом ценные виды - сазан, линь, судак, щука, рипус - отлавливаются целенаправленно, специализированными орудиями лова, а пользующиеся меньшим спросом - окунь, плотва, лещ, язь - недолавливаются, что отрицательно сказывается на биологическом состоянии их популяций, их заболеваемости, состоянии использования кормовых ресурсов водоема. Значительно снизилась с начала 90-х годов доля в промысле неселективных орудий лова (закидные невода), совсем не применяются тралы и ставные невода. Рыбо-добытчики стремятся выловить рыбу только нужного контингента и в наиболее выигрышные сезоны года (март-апрель, октябрь-декабрь). При этом количество рыбодобывающих организаций с середины по конец 90-х годов постоянно увеличивалось, достигнув к 2000 г. двух с лишним сотен. Не имея возможности, при ежегодном тендере, закрепить за собой участок лова более, чем на 1 год, рыбодобытчики не были заинтересованы в проведении каких-либо работ по рыбохозяйственной мелиорации водоема. При действии системы предоплаты за используемые биоресурсы, каждый природопользователь стремился платить за отлов только тех видов рыб, плата за которых является наименьшей, а фактически вылавливал в 2-3 раза большее количество рыбы, чем указывал затем в сводке по вылову, причем более ценных видов.
5 Все это вынудило природоохранные и научные организации принимать
определенные меры по упорядочиванию рыбохозяйственного использования водохранилища. Автором данной работы в 1997-2002 гг. разработан и, при содействии природоохранных организаций Восточно-Казахстанской области, внедрен в практику ряд мероприятий по оптимизации использования рыбных ресурсов Бухтарминского водохранилища. Впервые в Республике при выдаче разрешений на право лова стали использоваться нормативы улова на единицу промусилия, дифференцированные по частям водоема и сезонам лова, что позволяет значительно снизить долю неучтенного вылова. Эта и другие меры позволили снизить долю неучтенного вылова на водохранилище, увеличить поступление финансовых средств в бюджет от платы за биоресурсы. Проводится, хотя и в недостаточном объеме, рыбохозяйственная мелиорация водоема.
Тем не менее, использование биоресурсов Бухтарминского водохранилища далеко не оптимально. Данная тематика исследований и практических разработок особенно актуальна с переходом на рыночный метод хозяйствования, когда еще не отлажены четкие регулирующие механизмы между государством и хозяйствующим субъектом. В научном плане, требовалось проследить закономерности формирования и тенденции в динамике численности промысловой ихтиофауны водохранилища, проанализировать действие факторов, определяющих запасы рыб, и на этой основе разработать пути и способы управления использованием рыбных ресурсов, с учетом опыта проведенных акклиматизационных мероприятий и на основе изучения внутрипопуляционной изменчивости основных промысловых видов рыб. В дальнейшем предполагается активное внедрение полученных результатов исследований в практику рыбного хозяйства. Этим и обоснован выбор темы диссертационной работы. Полученные результаты могут быть полезны при реализации экономических и природоохранных проектов в других регионах Республики Казахстан, и в целом на крупных водохранилищах.
Цель и задачи. Целью настоящей работы является изучение структурной динамики ихтиоценоза Бухтарминского водохранилища - водной макроэкосистемы восточного региона Республики Казахстан.
Для достижения цели решались следующие задачи:
Изучение экологических последствий вселения леща (из Аральского моря), судака (из р. Урал), рипуса (из Ладожского озера).
Экологическая оценка межвидовых взаимоотношений между вселен-цами и аборигенными видами рыб.
Изучение изменчивости биологических и морфологических показателей вселенцев.
Анализ факторов, определяющих состояние рыбных запасов в водохранилище.
Эколого-экономическая оценка эффективности акклиматизационных мероприятий.
6. Разработка предложений по дальнейшей перестройке ихтиоценоза.
Научная новизна. В работе изучена динамика состояния рыбных запасов
Бухтарминского водохранилища за 45 лет существования, биология и экология промысловых рыб за последние 20 лет. В последнее десятилетие XX века произошла смена форм ведения хозяйства, которая привела к значительным изменениям в использовании биоресурсов и, как следствие, в составе и состоянии ихтиоценоза. Несколько изменились и взгляды современной рыбохозяйствен-ной науки на охрану и использование ихтиофаунистического комплекса, на роль ряда акклиматизированных в водоемах Казахстана гидробионтов в формировании биопродуктивности. Если ранее учет численности рыб велся биостатистическим методом, то с начала 90-х годов автор впервые для Бухтарминского водохранилища применил метод прямого учета, впервые разработаны способы регулирования природопользования на водохранилище при новых взаимоотношениях государства и хозяйствующего субъекта. Обоснована необходимость продолжения акклиматизационных мероприятий.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы в том, что в ней доказано, что без проведения акклиматизационных мероприятий имевшийся в исходных водоемах ихтиофаунистический комплекс был бы не способен поддерживать высокую численность и давать высокие уловы. Поэтому в планируемых крупных водохранилищах с неустойчивым гидро-
7 логическим режимом также неизбежно планировать перестройку состава их-тиоценоза.
Практическая значимость работы заключается в разработке схемы дальнейшего зарыбления водохранилища и мероприятий по оптимизации использования рыбных запасов.
Личный вклад автора. Автором выбраны объект и направления исследований, в течение более 20 лет выполнялись работы по сбору полевого материала, в 1984-97 гг. по их первичной обработке. В 1998-2006 гг. обработка материала проводилась сотрудниками Алтайского филиала НПЦ РХ при участии и под руководством автора. Анализ данных, формулировка выводов и разработка рекомендаций проведены автором лично.
Положения, выносимые на защиту.
Формирование ихтиоценоза Бухтарминского водохранилища проходило путем замещения в составе ихтиофауны аборигенных видов рыб более экологически пластичными акклиматизантами.
Главными антропогенными факторами, влияющими на состояние популяций рыб и рыбные запасы в водохранилище, являются искусственно регулируемый гидрологический режим, интенсивность и селективность рыболовства, поступление токсикантов.
С помощью продуманной стратегии ведения рыбного хозяйства, на водохранилище возможно поддержание высоких уловов рыбы и сохранение имеющегося биоразнообразия даже в современных условиях возрастания антропогенной нагрузки на водоем.
Апробация работы и публикации. Материалы исследований доложены на XIX научной конференции по биологическим основам рыбного хозяйства водоемов Средней Азии и Казахстана (Ашхабад, 1986), Всесоюзном семинаре по проблемам прогнозирования уловов рыбы (Алма-Ата, 1989), научно-практической конференции «Актуальные проблемы охраны окружающей среды и природопользования Прииртышья» (Усть-Каменогорск, 1990), семинаре «Выявление приоритетных экологических проблем Восточно-Казахстанской области» (Усть-Каменогорск, 1997), 6-й Международной научно-практической кон-
8 ференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК Казахстана, Кыргызстана, Монголии, России, Таджикистана и Узбекистана» (Павлодар, 2003), 7-й Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК Республики Казахстан, Сибири, Монголии и Кыргызстана» (Улан-Батор, 2004), Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы агропромышленного комплекса» (Алматы, 2004). Опубликовано 20 научных работ, из них по теме диссертации 13.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 219 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 40 рисунками и 44 таблицами. Список литературы включает 304 наименования, из них 20 - на иностранных языках.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю к.б.н. Исмуханову Х.К. за консультации и конструктивные замечания, моей жене Куликовой Е.В. за помощь в оформлении текста и иллюстраций, профессору Амиргалиеву Н.А., к.б.н. Дукравцу Г.М., к.б.н. Мельникову В.А., к.б.н. Федотовой Л.А., д.б.н. Баженовой О.П. - за присланные отзывы, сотрудникам ТюмГУ профессору Цою P.M., д.б.н. Гашеву С.Н., к.б.н. Елифанову А.В., к.б.н. Соромотину А.В. - за ценные советы и дружескую помощь.
История рыбохозяйственного изучения водохранилища
Изучение исходных водоемов (оз. Зайсан и р. Иртыш) началось с образованием Алтайского отделения КазНИИРХ, с 1950-х годов. В начальный период исследования велись, в основном, в зоогеографическом плане. К концу 50-х годов была создана теоретическая база последующих изменений природного комплекса под влиянием гидростроительства. Основной вклад внесли такие ученые, как Ерещенко В.И., Мартехов П.Ф., Вотинов Н.П. (ихтиология и акклиматизационные вопросы); Тютеньков С.К., Пильгук В.И., Киселева В.А. (гидробиология).
Благодаря их разработкам, были уточнены рекомендации проектировщиков - «Укргидрорыбпроекта» - по формированию промыслового стада рыб в водохранилище, охарактеризованы все основные участки водоема и их роль в определении общей рыбопродуктивности, намечены мероприятия по снижению ущерба экосистеме от ее преобразования в результате гидростроительства.
Начиная с 1959 г., проводилось углубленное изучение изменений экосистемы по мере заполнения Бухтарминского водохранилища по следующему кругу вопросов: гидрологическая и гидрохимическая характеристика, видовой состав гидробионтов, биолого-промысловые характеристики рыб, рекомендации по направленному формированию ихтиофауны. Результаты исследований отражены в отчетах о НИР (фонды КазНИИРХ) и печатных работах: Ерещенко В.И. - рыбохозяйственное освоение водохранилища, акклиматизация, влияние загрязнения и гидрологического режима на ихтиофауну (Ерещенко, 1963, 1966, 1967а, 19676; Ерещенко, Федотова, 1967; Ерещенко, 1969а, 19696, 1969в); Пильгук В.И. - зоопланктон, бентос и загрязнение водоема (Пильгук, 1966а, 19666, 1967, 1969, 1973); Мартехов П.Ф. - вопросы акклиматизации и ведения рыбного хозяйства (Мартехов, 1961, 1966); Вакулко (Шендрик) Л.П. - бентос и температурный режим (Вакулко, 1966, 1969; Шендрик, 1968); Чернышев А.П. -промрыболовство (Чернышев, 1966а, 19666, 1967); Вотинова Л.А. - фитопланктон (Вотинова, 1970); Вотинов Н.П. - о задачах рыбоводства (Вотинов, 1966).
Данные исследования в целом сформировали стратегию ведения рыбного хозяйства на водохранилище, учитывающую его особенности, как искусственного водоема. Дано теоретическое обоснование обогащения кормовой базы и увеличения рыбопродуктивности водохранилища путем вселения в него кормовых беспозвоночных и рыб. В этот период по рекомендациям ученых Отделения начаты работы по разработке и внедрению рыбоохранных мер. Так, с 1957 по 1964 годы был полностью запрещен вылов сазана, что позволило восстановить его промысловую численность. В.И. Ерещенко приложил много усилий для внедрения в рыболовство различных методов рыбодобычи, а также ее механизации.
В середине 60-х годов по обоснованиям ученых Отделения начались широкие акклиматизационные работы по вселению новых видов рыб и кормовых организмов. Значительный вклад в обоснование вселения байкальских соровых гаммарид, онежских мизид и других беспозвоночных внесли Тютеньков С.К. (Тютеньков, 1963, 1966а, 19666, 1970а, 19706) и Козляткин А.Л. (Козляткин, 1972, 1974, 1978). В результате беспозвоночные-акклиматизанты заняли свободные экологические ниши и прочное место в рационе питания рыб. Так, лед-никовоморские мизиды в глубоководной части (горной и горно-долинной) водохранилища постепенно стали доминантом по численности и биомассе. Они составляют значительную долю в питании сиговых видов рыб, младшевозраст-ного окуня, сеголетков судака. В рационе питания леща из горной части водохранилища акклиматизанты составляют до 20 %. Вселение кормовых беспозвоночных не нанесло ущерба аборигенной бентофауне и позволило в некоторой степени повысить биопродуктивность водохранилища. В эти же годы вселены новые виды рыб: лещ, судак, пелядь, муксун, чир, омуль и другие, в результате чего лещ и судак натурализовались и стали в начале 70-х годов основой промысловых уловов. Ряд видов рыб - сиговые-бентофаги, буффало, РЯР - в водоеме не прижились по разным причинам. Тем не менее, экономический эффект от акклиматизации леща и судака оказался очень высоким, тем самым оправдав все другие неудачные работы по вселению. С целью наиболее полного освоения запасов рыб рекомендованы к внедрению ставные невода, оказавшиеся высокоэффективными в условиях водохранилища.
В эти же годы специалистами Отделения разработана биотехнология выращивания молоди сазана и пеляди в условиях Бухтарминского нерестово-вырастного хозяйства. Однако, из-за недостаточно эффективного внедрения рекомендаций рыбохозяйственной науки, БНВХ так и не сыграло существенной роли в пополнении рыбных запасов водохранилища.
Изучению ихтиофауны Бухтарминского водохранилища посвящено множество исследований. Об осетре и нельме писали Ерещенко В.И. (Ерещенко, 1966, 1969, 1970) и Вотинов Н.П. (Вотинов, 1965), о щуке и окуне - Солонинова Л.Н. (Солонинова, 1966а, 19666, 1969, 1970, 1972, 1973), о сазане - Федотова Л.А. (Федотова, 1966, 1967; Федотова, Чернышев, 1969; Федотова, 1970а, 19706, 1970в, 1970г, 1970д, 1971, 1972), о леще и судаке писали Ерещенко В.И. (Ерещенко, 1963, 1968а), Исмуханов Х.К. (Исмуханов, Ерещенко, 1975; Исму-ханов, 1976а, 19766, 1977, 1979, 1980, 1980) и Прусевич Л.С. (Прусевич, 1977), о плотве - Солонинова Л.Н. (Солонинова, 1967, 1968) и Прусевич Л.С. (Прусевич, 1978), о непромысловых видах - Ерещенко В.И., Исмуханов Х.К. (Ерещенко, Исмуханов, 1974) и Солонинова Л.Н. (Солонинова, 1972), о результатах и перспективах акклиматизационных работ - Ерещенко В.И., Тютеньков С.К., Козляткин А.Л., Исмуханов Х.К. (Ерещенко, Тютеньков, 1968; Ерещенко, 1972; Тютеньков, 1963, 1972; Тютеньков, Козляткин, 1973, 1974, 1980; Тютеньков и др., 1977; Исмуханов и др., 1977; Исмуханов, 1979).
Физико-географическая и морфометрическая характеристика
Горная глубоководная часть включает участок водохранилища от плотины до Нарымского расширения. Она стеснена с северной стороны отрогами Алтайских гор, с южной - Калбинских. Соответственно, рельеф ложа и изрезанность берегов сложные. Водосборная сеть развита, насчитывается около 40 небольших (11-40 км) по протяженности горных ключей и речек. Исключение составляет р. Бухтарма (398 км), обеспечивающая около 40% годового стока в створе плотины Бухтарминской ГЭС. Заливы, преимущественно, глубоководные, по площади невелики. В целом, литораль в этой части водохранилища слабо развита, зона глубин до 4-х метровой изобаты составляет 14%, от 4 до Юм- 13,5%. Берега, в основном, обрывистые и представляют собой склоны гор, поросшие травянисто-кустарниковой растительностью.
Горно-долинная часть пересекает горно-степную и частично пустынно-степную зону. Ее протяженность, включая Нарымское расширение до условной границы Казнаковской переправы, составляет ПО км, ширина 2-9 км, максимальная глубина - 37 м. Попавшая под затопление долина, по сравнению с горной, не отличается сложностью рельефа, береговая линия мало изрезана. Правый берег, ограничивающийся Нарымским хребтом, сравнительно крутой, каменистый и галечниково-песчаный. Левый, прилегающий к отрогам Калбинских гор и пескам Кызыл-Кумов, более пологий и, в основном, песчаный. Глубины по продольному разрезу изменяются от 37 до 15 м. Зона глубины до 10 м составляет 31% от общей площади. Окаймляющая водоем растительность, в своем большинстве, ксерофитная, берега открытые.
Озерно-речная часть входит в пустынно-степную зону, включает участок водохранилища от мыса Коржун до Казнаковской переправы. В озерноречной зоне берега отлогие, в районе нижнего Иртыша частично касаются бугристых песков Кызыл-Кумов и отрогов Нарымского хребта. На северо-западе Зайсанской котловины образуется мелководный залив Торангы, площадью до 32 тыс. га. В эту зону водохранилища впадает полноводная горная река Курчум, которая вместе с впадающей с левого берега рекой Буконь образует Курчум-Буконьские разливы, площадью около 30 тыс. га. Растительность окрестностей скудная - типично пустынная. Биотоп гигрофитов сосредоточен по правому берегу Курчумского плеса.
Озерная часть входит в пустынно-степную зону. Здесь, в Зайсанской котловине, на базе оз. Зайсан образовалась обширная мелководная, и, следовательно, биологически высокопродуктивная зона. Ее площадь при средне-многолетней отметке уровня (398 мТП) - 2879,6 км2 - составляет около 70% от общей площади водоема, протяженность - 160 км, ширина - 35 км, максимальная глубина -12 м. Берега отлогие, и лишь с северной стороны водохранилище вплотную подходит к возвышениям Зайсанской впадины. При наполнении водохранилища выше отметки среднемноголетнего уровня, в дельте Черного Иртыша под затопление попадает множество мелких пойменных озер, в то же время, возникают большие озера и обширные плесы. Растительность окрестностей озерной части водохранилища скудная - типично пустынная. Биотоп гигрофитов сосредоточен в своем большинстве в дельте Черного Иртыша, частично, в северо-западной части оз. Зайсан. Основной приток, питающий оз. Зайсан, Черный Иртыш, остальные реки мелкие, достигающие водоема, в основном, в весенний паводок, из них по водности выделяются р. Кендерлык, р. Базарка.
Собранный и использованный материал
Основными материалами для написания настоящей работы послужили полевые сборы автора в составе ихтиологических экспедиций по Бухтармин-скому водохранилищу, выполненные в 1984-2006 гг., при выполнении рыбохо-зяйственных исследований по тематикам НИР. Основными темами являлись: «Биологические основы функционирования водных экосистем главных рыбо-хозяйственных водоемов Казахстана и рекомендации по рациональному использованию их биоресурсов» (1991-95 гг.); «Биоэкологические основы функционирования водных экосистем главных рыбопромысловых водоемов и рекомендации по рациональному использованию их биоресурсов» (1996-2000 гг.); «Экологический мониторинг, разработка путей сохранения биоразнообразия и устойчивого использования ресурсов рыбопромысловых водоемов трансграничных бассейнов» (2001-05 гг.); «Оценить состояние рыбных ресурсов основных рыбопромысловых водоемов Казахстана, разработать эффективные природоохранные мероприятия и рекомендации по рациональному использованию их биоресурсов» (ежегодно). В период 1984-95 гг. автор участвовал в выполнении тематик НИР в качестве ответственного исполнителя, в 1996-06 гг. - в качестве руководителя разделов тем по Верхне-Иртышскому бассейну. Также использовались статистические и биологические материалы, подготовленные автором в период участия в работе областных организаций по регулированию природопользования на водохранилище в 1996-2006 гг. Ретроспективный анализ рыбо-хозяйственной эксплуатации водохранилища осуществлен по материалам Алтайского филиала НПЦ РХ и Зайсан-Иртышского межобластного бассейнового управления рыбного хозяйства (ранее - Восточно-Казахстанская облгосрыбо-охрана).
При написании главы 2 использованы архивные материалы из фондов Алтайского филиала РГП «НПЦ РХ» (ранее - КазНИИРХ), материалы из отчетов о НИР за период 1956-2006 гг. При написании глав 2, 4.2 были привлечены материалы, собранные автором совместно с сотрудниками Алтайского филиала Куликовой Е.В., Кириченко О.И., Жаркеновым Д.К. и обработанные ими. Кроме того, привлечены материалы ряда сторонних организаций: Иртышского бассейнового водохозяйственного управления (по расходам воды); АО KEGOC (энергетической компании) - по уровенному режиму водохранилища; управления по лесу и биоресурсам Восточно-Казахстанской области и ГУ «Зайсан-Иртышское межобластное бассейновое управление рыбного хозяйства» (статистика уловов рыбы); Казгидромета (температурный режим водохранилища).
Всего было исследовано около 100 тыс. экз. рыб, в том числе 80 тыс. экз. - массовые промеры, 20 тыс. экз. - биологический анализ, 300 экз. - морфомет-рический анализ, 70 экз. - морфофизиологический анализ. Всего было отработано по методике прямого учета (Сечин, 1990) более 200 притонений закидным неводом, более 500 сетных уловов. Эхолотная съемка проводилась в 1990-94, 2006 гг., траловая - в 1991-94 гг., сетная - в 1984-2006 гг., неводная - в 1986-2006 гг.
