Сохранение биоразнообразия в водотоках дельты реки Волги и Северного Каспия и пути управления экологической безопасностью

Основным принципом при оценке уязвимости водных экосистем является системный подход к анализу их естественного состояния. Системный подход предполагает изучение множества взаимосвязанных компонентов, образующих ее целостность, единство; каждая система определяется некоторой структурой и поведением [23].

Оценка природных комплексов должна производиться по двум группам критериев -абиотическим факторам среды и биотическим компонентам природных комплексов. Уязвимость экосистем - свойство, обратное устойчивости, - неспособность противостоять внешним воздействиям, которое выражается в нарушении структуры и функционирования природных компонентов в результате колебаний параметров среды, антропогенно-стимулированных процессов в экосистемах [24].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В основу работы положен многолетний массив данных (1999-2005 гг.), полученных при мониторинговых исследованиях водотоков и водоемов дельты р. Волги и Северного Каспия (данные лаборатории водных проблем и токсикологии КаспНИРХ г. Астрахани), а также спутниковой информации [15]. Использованы данные, полученные непосред-

Динара Сруровна Даирова, доцент кафедры управление промышленной и экологической безопасностью; Татьяна Дмитриевна Зинченко, заведующий лабораторией экологии малых рек.

ственно авторами при исследовании состава и структуры донных сообществ основных водотоков дельты р. Волги и Волго-Ахтубинской поймы (апрель-октябрь 1998-2004, апрель-июль 2005 г.), в различных плесах Куйбышевского водохранилища (1999-2000 гг., 2002, 2005 гг.) [5, 8, 9].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Абиотический компонент. Дельта р. Волги, являясь важнейшим внутренним промысловым водоемом страны, имеет большое научное, рекреационное значение, как уникальное природное образование, не имеющее аналогов в мире по своим биопродукционным функциям и разнообразию генофонда. Согласно современным представлениям, эволюция водоемов дельты р. Волги определяется естественными и антропогенными изменениями стока реки и уровня Каспийского моря; хозяйственной деятельностью человека. Отличительной чертой дельты р. Волги является большое разнообразие типов водоемов, характеризующихся специфическими экологическими условиями, связанными, в первую очередь, с различиями в гидрологических режимах, зарастаемостью высшими водными растениями, составом грунтов, что и определяет различную структуру сообществ в этих водоемах [28]. Видовой состав, биологическое разнообразие, пространственное распределение, особенности биологии гидробионтов, а также их толерантность к различным факторам среды находятся в прямой зависимости от гидрологического и гидрохимического режима водоемов Волго-Каспийского бассейна.

Качество волжской воды в пределах Астраханской области определяется рядом факторов, основными из которых традиционно считаются транзитный сток из вышерасположенных регионов бассейна р. Волги, судоходство и сброс загрязняющих веществ предприятиями области в открытые водоемы Вол-го-Ахтубинской поймы и дельтовые водотоки. Однако и на территории Астраханской области существуют водотоки и водоемы с высокой локальной антропогенной нагрузкой. К таким районам относится р. Волга в пределах Астраханского промузла, р. Прямая Болда ниже сброса с Северных очистных сооружений канализации г. Астрахани, р. Ахтуба в зоне влияния Астраханского газоконденсатного месторождения, а также малые реки в районах сброса коллекторно-дренажных вод орошаемых участков. Всего по области в настоящее время насчитывается 319 источников, осуществляющих сброс сточных вод. При этом максимальное их число находится в районе центральной дельты (55%), в г. Астрахани (13%) и районах восточной дельты (20%). Объем сбросов в р. Волгу и рукав Ахтуба распределяются следующим образом: 90% — так называемые нормативно-чистые стоки, к которым, как правило, относятся сельскохозяйственные сбросы; 10% — загрязненные и недостаточно очищенные [16, 21, 28].

В последние 30 лет на Нижней Волге активно развиваются процессы эвтрофирования вод, вследствие увеличения биогенной нагрузки, и, прежде всего фосфатов, которые стимулируют рост автотрофной продукции. В результате этого в межканальных пространствах и в выходной части каналов интенсивно развивается высшая водная растительность, которая является мощным биологическим фильтром и в то же время способствует накоплению загрязняющих веществ в донных отложениях [7; 12-14; 21]. По данным Г.Ф. Красножона и Е.Э. Ковалева [15], полученным в результате обработки космических фотоснимков дельты р. Волги и отмелой зоны устьевого взморья, площади зарастания растительностью (с учетом донной) занимают не менее 70% мелководного устьевого взморья.

Одновременно с эвтрофированием в последние годы регистрируется снижение уровня некоторых загрязняющих веществ. Так, например, наметилась тенденция к уменьшению содержания фенолов; установился постоянный уровень содержания СПАВ, аммонийного и нитратного азота, железа, легко окисляемых органических веществ при увеличении загрязнения воды соединениями меди и цинка, концентрации которых в воде р. Волги и дельтовых водотоков в последние годы стабильно превышают ПДК для рыбохозяйственных водоемов в несколько раз [7, 12-14]. Тем не менее дельтовые водотоки по ряду показателей не удовлетворяют нормативным требованиям, предъявляемым к водоемам рыбохозяйственного значения (табл. 1) [25].

Максимальное превышение содержания нефтепродуктов (9,0-28,0 ПДК) зарегистрировано в Кировском, Белинском и Волго-Каспийском каналах. Высокие концентрации цинка (6,4-11,7 ПДК) и меди (7,0-7,5 ПДК) отмечены в ВолгоКаспийском канале и рукаве Бузан. Уровень содержания органических веществ находился в пределах 1,1-2,5 ПДК, фенолов — 1,1-2,8 ПДК. Характеризуя экологическую ситуацию водотоков дельты р. Волги, можно сказать, что для экосистем бассейна Нижней Волги в значительной степени определяющими экологическую ситуацию, являются процессы токсификации и эвтрофикации.

Биотический компонент. Причины негативного воздействия на биоразнообразие связаны как с локальными, так и с трансграничными факторами. Трансграничными факторами являются перенос загрязнений, зарегулирование водного стока, нерациональное природопользование. С другой стороны, существует локальное воздействие на трансграничные виды рыб, птиц, неземных и морских животных. Нарушение местообитаний, браконьерское изъятие их в массовом количестве, превышающим официально утвержденный уровень в несколько раз, ухудшение условий обитания приводят к снижению их общей численности и исчезновению отдельных видов. Так, например, эффективность размножения полупроходных и речных рыб в Волго-Каспийском регионе оценивается как низкая, что является результатом влияния комплекса негативных факторов, связанных с режимом обводнения дельты, экологическим состоянием нерестовых угодий (высокая за-растаемость массивов и заносимость входных и спускных каналов), обводнения нерестилищ загрязненными водами и неудовлетворительного развития кормовой базы ранней молоди, усиления браконьерства и снижения числа производителей на местах нереста. Резкие подъемы и спады попусков воды в начале и в конце половодья вызвали прежде- временный вынос в реку большого количества личинок, не достигших покатных стадий (нежизнеспособных), и изоляцию (гибель) в отшнурованных водоемах еще не скатившейся молоди. Но основная причина низкой эффективности воспроизводства — недостаток производителей, обусловленный увеличением неучтенного изъятия и усилением браконьерства на миграционных путях производителей и на самих нерестилищах [11]. Так, запасы воблы находятся в депрессивном состоянии. В последние годы наблюдались уменьшение темпа линейного и весового роста воблы, ухудшение условий нагула, накормленности, физиологического состояния (снижение жира, белка в мышцах, нарушение гаметогенеза), обусловленных снижением кормовой базы воблы. Численность леща судака, сазана, белорыбицы, проходной сельди-черноспинки также имеет тенденцию к снижению. Лишь запасы мелких пресноводных рыб (красноперка, карась, линь), а также сома и щуки остаются стабильными и не подвержены значительным изменениям. Наметилась тенденция стабилизации запасов анчоусовидной и большеглазой килек и отмечен рост их уловов [27].

Таблица 1

Гидрографические характеристики и определяющие компоненты загрязнения некоторых водотоков Нижней Волги (1999-2005 гг.)

Водоток (место отбора проб)	Длина, км	Ширина, м	Глубина, м	Скорость течения, м/с	Расходы воды Q, м3/с	Определяющий компонент загрязнения
Кировский канал	13	25-40	1,6-2,3	0,27-0,56	24-159	ОВ* (<2,3 ПДК), НУ (2,610,0 ПДК), фенолы (1,1-2,3 ПДК), Zn (1,1-3,1 ПДК), Cu (1,7-5,3 ПДК)
Гандуринский канал	17	25-30	1,6-2,3	0,26-0,84	34-208	ОВ* (<2,2 ПДК), НУ (1,44,0 ПДК), фенолы (1,1-1,4 ПДК), Zn (1,1-5,6 ПДК), Cu (2,0-4,8 ПДК)
Белинский канал	60	25-30	2,0-2,8	0,05-0,47	11-159	ОВ* (<2,5 ПДК), НУ (1,29,0 ПДК), фенолы (1,1-2,8 ПДК), Zn (1,2-4,0 ПДК), Cu (2,5-6,5 ПДК)
ВолгоКаспийский канал	180	100 -120	4,5-5,5	0,5-1,4	127-5272	ОВ* (<2,3 ПДК), НУ (2-28 ПДК), фенолы (1,1-2,3 ПДК), Zn (1,4-6,4 ПДК), Cu (1,7-7,0 ПДК)
Рукав Ахтуба	-	60-80	2,0-6,0	0,5-1,3	120-380	ОВ* (<2,0 ПДК), НУ (1,84,0 ПДК), фенолы (1,2-2,5 ПДК), Zn (1,1-2,2 ПДК), Cu (1,5-5,0 ПДК)
Рукав Бузан	-	400-700	2,012,0	0,5-2,5	2300-2800	ОВ* (<1,8 ПДК), НУ (1,24,2 ПДК), фенолы (1,1-2,1 ПДК), Zn (1,1-11,7 ПДК), Cu (1,8-7,5 ПДК)
Волга (у г. Астрахани)	-	1500	2,011,0	0,5-1,3	1930-6300	ОВ* (<1,7 ПДК), НУ (2,04,8 ПДК), фенолы (1,5-2,2 ПДК), Zn (ПДК-2,1 ПДК), Cu (ПДК-4,0 ПДК)

Примечание. ОВ - органическое вещество (ПДК по бихроматной окисляемости БО), НУ - нефтяные углеводороды, ТМ - тяжелые металлы.

Немаловажным фактором является стихийное расселение видов, которое определяется как естественными, так и антропогенными факторами. Из первых первостепенное значение имеют течения (для морских видов), речные системы (для пресноводных), воздушные потоки (для мелких видов), миграции животных. Но все эти естественные факто ры расселения в историческом плане относительно постоянны и не являются причиной резкого ускорения этого процесса [17]. Возросшие темпы расселения организмов определяются антропогенными факторами, из которых особое значение имеют водный транспорт, крупные каналы, искусственное изменение физического или химического режима водоемов, случайный занос организмов в новые водоемы при целенаправленной акклиматизации хозяйственно полезных видов. Интенсивность расселения водной фауны и флоры под влиянием разного рода антропогенных факторов и в настоящее время продолжает возрастать. Технический прогресс, в частности объем и скорость транспортных перевозок, повышает шансы стихийного расселения видов [18]. Водный, воздушный (гидросамолеты), наземный (живорыбные машины) виды транспорта являются существенным фактором географического расселения водной фауны и флоры. Векторами — механизмами проникновения дальних вселенцев — являются: перенос судами с балластными водами или на днищах, интродукция — направленное вселение человеком, попадание с мигрирующими видами, изменение путей миграции [29].

Продолжающееся в настоящий период стихийное вселение в дельту р. Волги и Каспийское море инвазионных видов свидетельствует о том, что карантинные мероприятия, необходимые при переходе судов в Каспий с других бассейнов, недостаточны и малоэффективны. Пренебрежение к ним приводит к переселению в Каспийское море нежелательных видов. Поэтому водный транспорт, порты, каналы являются факторами неуправляемого антропогенного расселения водной фауны и флоры [22]. Из инвазионных видов наибольшее влияние на экосистему Каспийского моря в последние годы оказал гребневик Mnemiopsis leidyi , попавший впервые в Каспий в 1999 г. из Азово-Черноморского бассейна через Волго-Донской канал с балластными водами судов. Появление гребневика вызвало уменьшение численности аборигенных видов кормового зоопланктона и как следствие отрицательно сказалось на трофической структуре экосистемы Каспийского моря.

Усиление загрязнения, в частности, увеличение нагрузки органическими веществами, приведет к пространственному расширению биоценозов, характерных и для култучной зоны дельты Волги. Так, кумовые рачки Pterocuma sowinskyi в настоящее время зарегистрированы в рукавах Бузан и Ахтуба, в Куйбышевском водохранилище и устьевых участках рек бассейна Средней и Нижней Волги, в водоеме-охладителе Балаковской АЭС (Саратовская область) [4, 5, 9], хотя, как известно из литературных источников [3, 26], их распространение было ограничено дельтой р. Волги. Двустворчатые моллюски

Hypanis angusticostata polymorpha , обитающие в Северном Каспии, были обнаружены нами в пресных водах, а именно, в рукаве Бузан [5]. Возможно, что миграции инвазионных видов «вверх» связаны с изменениями гидрологического режима и влиянием транспортных потоков [1, 6, 10, 19, 20].

Следует отметить и проникновение моллюска Dreissena bugensis из АзовоЧерноморского бассейна в низовья р. Волги и распресненные акватории Северного Каспия, которое могло произойти как в результате судоходства через Волго-Донской путь, так и за счет естественных векторов инвазии из уже колонизированных отрезков Нижней и Средней Волги [2]. Впервые для ВолгоКаспийского бассейна этот вид был зарегистрирован П.И. Антоновым в 1992 г. в районе г. Самары [1, 9]. D. bugensis присутствует в дельте р. Волги и на мелководьях Северного Каспия с 1994 г. в виде самовоспроизводя-щих популяций, имеющих размерную структуру, сходную с таковой у аборигенной Dreissena polymorpha или отличающуюся наличием большого числа сеголеток [19, 20]. D. bugensis была обнаружена нами на выходных участках Белинского и Гандуринского каналов [5]. В последнее время D. bugensis регистрируется не только в дельте и водотоках Средней Волги, но и в Верхней Волге [1, 6, 9, 10, 22, 29].

В настоящее время Волго-Каспийский бассейн становится не только реципиентом, но и транзитным водоемом интродукцированных организмов, обитающих в прибрежных и эстуарных районах Атлантики, Тихого и Индийского океанов.

Исходя из вышеизложенного, с учетом предлагаемых мероприятий по улучшению экологической обстановки экосистемы дельты р. Волги и Северного Каспия [12, 16, 20], мы считаем приоритетными следующие:

• -    разработка законодательных актов и нормативных документов по предотвращению и контролю за занесением патогенных и чужеродных видов водных организмов;

• -    создание национальной базы данных по видам-вселенцам и специализированных информационных систем;

• -    организация мониторинга биологического разнообразия;

• -    разработка и выполнение мероприятий по предотвращению и контролю за занесением патогенных и чужеродных видов организ-

• мов, в том числе разработка технологий контроля и режимов сброса балластных вод судов, как основного источника «биологического загрязнения»;

• -    для получения информации, адекватно отражающей поступление загрязняющих веществ в поверхностные водотоки, необходимо провести инвентаризацию качества сточных вод сельскохозяйственных предприятий для определения их категории;

• -    проведение мониторинговых исследований за качеством воды на замыкающих створах основных каналов дельты по комплексу приоритетных показателей для выявления районов повышенной антропогенной нагрузки;

• -    проведение дноуглубительных работ на основных рыбоходных и судоходных каналах дельты р. Волги для захода производителей и ската молоди;

• -    дать схему районирования участков повышенной уязвимости и особой рыбохозяйственной ценности на основании экологорыбохозяйственных карт акваторий шельфа, где проводится или планируется нефтегазодобыча;

• -    разработка методических подходов к оценке воздействия на окружающую среду добычи нефти и газа и нанесенному ущербу рыбному хозяйству и промыслу.