Введение к работе
Актуальность исследований. Стремительное развитие гидроэнергетики приводит к тому, что водоемы-охладители в настоящее время являются достаточно распространенным типом водных объектов, и в то же время они обладают комплексом специфических особенностей, в значительной мере отличающих их от других водоемов (Буторин, 1969; Протасов и др., 1991; Суздалева, 2002). Водохранилищные экосистемы представляют собой сложный тип искусственно созданных водных объектов с регулируемым водным режимом, благодаря которому изменяются уровень и проточность, определяя тем самым характер гидробиологического режима (Мордухай-Болтовской, 1975; Протасов и др., 1991; Топачевский и др., 1971; Дзюбан и др., 1984). Изучение водохранилищ актуально, поскольку водохранилище ГРЭС – это принципиально новое экологическое явление, нуждающееся в соответствующей оценке с точки зрения фундаментальных знаний в области экологии, гидробиологии, и прежде всего, для оценки определения специфики сукцессионного формирования нового водоема (Сухомлинова и др., 2005).
Объект нашего исследования – водоем-охладитель – результат создания самой крупной в Забайкальском крае Харанорской ГРЭС. Актуальность исследований определяется его высокой значимостью для работы гидроэлектростанции, а также его рыбохозяйственным и рекреационным значением. Создание водохранилища именно наливного типа в долине р. Онон, дало возможность решить одну из важных проблем – отрицательное влияния ГРЭС на экосистему одной из крупных рек Верхнего Амура. Ведь гидроэнергетический комплекс является одним из мощных загрязнителей среды. На примере искусственного водоема, созданного в степном районе Южного Забайкалья рассматриваются процессы формирования одного из основных компонентов биоты – зоопланктона, на фоне тепловой нагрузки. Водохранилище-охладитель относится к наименее распространенной, а следовательно, и к мало изученной группе непроточных «умеренно перегретых» водоемов (Пидгайко, 1971) с наливным характером наполнения. Сведения по гидробиологическому режиму, в частности и по изучению сообщества планктонных беспозвоночных, таких водоемов крайне скудны. Малое наливное водохранилище-охладитель, расположенное в аридной зоне в условиях резко континентального климата, – это неустойчивая экологическая система с нарушенными структурными связями и параметрами с колоссальной тепловой нагрузкой. Рассмотрение процесса превращения водных масс одного типа в другой в конкретных условиях среды, отличающихся набором признаков, свойственных определенной ландшафтной зоне, несомненно, актуально и представляет большой интерес для науки.
Цель и задачи исследования.
Цель работы – изучить особенности формирования зоопланктонного сообщества малого степного наливного водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС.
Задачи исследований: 1) определить таксономическое разнообразие и доминирующий комплекс зоопланктона; 2) дать характеристику исходного биофонда; 3) изучить временные и пространственные аспекты сукцессий зоопланктона на фоне влияния объекта энергетики; 4) рассмотреть влияние абиотических факторов энергетической отрасли на развитие планктонных организмов; 5) оценить качество воды с использованием индикаторных организмов зоопланктона; 6) выявить особенности формирования планктонного зооценоза и основные факторы, обуславливающие его развитие.
Защищаемые положения.
-
Планктонная фауна водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС и водотоков Онон и Турга характеризуется высоким видовым разнообразием, с преобладанием широко распространенных эвритопных видов - фильтраторов.
-
Пространственное распределение зоопланктона водохранилища-охладителя обусловлено гидрологическими и температурными условиями.
-
Временные сукцессии зоопланктонного сообщества водохранилища-охладителя характеризуются неустойчивостью состава и высокой амплитудой колебаний количественных показателей и зависят от тепловой нагрузки, гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые проведено исследование зоопланктона малого степного наливного водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС. Составлен систематический список планктонных беспозвоночных всех обследованных водных объектов. Изучены изменения структуры планктонных беспозвоночных в ходе сезонных и межгодовых сукцессий на фоне влияния различных факторов среды. Исследовано влияние абиотических факторов, вызванные работой гидроэлектростанции, на зоопланктон для установления пределов толерантности и устойчивости организмов к техногенному воздействию. Изучена взаимосвязь планктонной фауны водоема-охладителя с другими элементами биоты. Выявлены особенности формирования зоопланктонного сообщества малого наливного водохранилища-охладителя, испытывающего значительную тепловую нагрузку под влиянием объекта энергетического комплекса и расположенного в аридной зоне резко-континентального климата. Впервые обнаружен новый для Восточной Сибири представитель японо-китайской фауны, дано описание его биологии и экологии. Расширен ареал распространения нескольких видов ракообразных. Оценено качество воды водохранилища-охладителя с использованием индикаторных организмов по Пантле и Букку в модификации Сладечека, в соответствии с эколого-санитарной классификацией.
Практическая значимость. Проведенные исследования дополняют и расширяют научные данные по зоопланктону наливных водохранилищ и особенностям его формирования под влиянием объектов энергетического комплекса. Материалы исследования включены в отчеты по НИР: «Комплексная оценка и прогноз экологического состояния водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС», «Гидробиологическая характеристика рек Онон, Турга и водоема-охладителя Харанорской ГРЭС», «Разработка РБО на вселение растительноядных рыб в водоем-охладитель», «Влияние гидротехнических сооружений Харанорской ГРЭС на экосистемы рек Онон и Турга», выполненные при финансовой поддержке ОАО «ОГК-3» «Харанорская ГРЭС». Результаты исследований могут стать информационной и методической основой для экологического мониторинга воздействия энергетической отрасли на экосистему водоемов-охладителей, при подготовке спецкурсов по экологии водных экосистем; для оценки санитарно-экологического состояния и контроля качества воды в водоемах-охладителях; при прогнозировании возможных экологических последствий увеличения техногенной нагрузки на водоемы-охладители; для принятия решений о проведении мелиоративных работ с целью улучшение качества воды и бесперебойной работы ГРЭС.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на конференциях различного уровня: Всероссийская научная конференция «Научные основы экологического мониторинга водохранилищ» (Хабаровск, 2005); Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы исследований водохранилищ» (Пермь, 2005); Всероссийская научная конференции «Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов» (Иркутск, 2005); Международная конференция «Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем» (Санкт-Петербург, 2006); Региональная научная конференция «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов» (Пермь, 2007); Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов» (Пермь, 2009); The III International Symposium «Invasion of alien species in Holartic» (Борок-Мышкин, 2010); Международная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Ф.Д. Мордухай–Болтовского «Экология водных беспозвоночных» (Ярославль, 2010); Международная конференция «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010); II международная научная конференция «Разнообразие почв и биоты Северной и центральной Азии» (Улан-Удэ, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, из них 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК и 2 - в коллективной монографии.
Личный вклад автора. Автор лично принимал участие в сборе полевого материала и его камеральной обработке. В отобранных пробах определен видовой состав, рассчитаны количественные параметры. Автором самостоятельно проведен анализ пространственно-временных изменений зоопланктона водохранилища-охладителя и водотоков, а также проанализированы возможные экологические факторы, оказывающие влияние на его развитие.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц (в том числе 2 таблицы в приложении), 31 рисунок (в том числе 1 рисунок в приложении). Библиографический список включает 214 названий русскоязычных и 27 иностранных источников.
Благодарности. Выражаю глубокую признательность заведующей лаборатории водных экосистем ИПРЭК СО РАН, к.б.н., доценту М. Ц. Итигиловой за руководство, ценные советы и всестороннюю помощь в проведении исследований и написании работы. Искренне благодарю с.н.с. лаборатории биологии водных беспозвоночных ЛИН СО РАН, к.б.н. Н. Г. Шевелеву за помощь в определении видов зоопланктона, освоении гидробиологических методик, за регулярные консультации и дружескую поддержку. Глубоко признательна в.н.с. ИПЭЭ РАН д.б.н. Н. М. Коровчинскому за определение редких видов Diaphanasoma. Особую благодарность выражаю своему дорогому мужу, с.н.с. лаборатории водных экосистем А.В. Афонину за помощь, понимание, поддержку и терпение. Огромное спасибо к.б.н., доценту ЗабГГПУ И. Ф. Кривенковой за ценные замечания и дружеское отношение. Признательна всем сотрудникам лаборатории (к.б.н. Г. Ц. Цыбекмитовой, с.н.с. Е. П. Горлачевой, к.б.н. Б. Б. Базаровой, к.б.н. А. П. Куклину, к.б.н. Н. А. Ташлыковой, ст. лаб. В. В. Перфильевой, к.б.н. Е. А. Корякиной, к.б.н. Е. Б. Матюгиной, к.б.н. П. В. Матафонову, вед. инж. В.Н.Субботиной), а также сотрудникам института В.А. Куйдиной, к.б.н. О. К. Клишко, к.г.н. И. Е. Михееву, к.г.н. В. А. Обязову, к.г.-м..н. Л. В. Замане за содействие на разных этапах работы. Благодарю директоров ОАО «Харанорская ГРЭС» В.Ч. Мясника, С.И. Васильчука, В.И. Худякова и работников гидротехнического цеха О. Н. Серебренникова. В. В. Оськина, В. Г. Пушкарева за помощь в проведении экспедиционных работ.
