Природное и антропогенное влияние на водные биологические ресурсы Иваньковского водохранилища

The article considers the natural and anthropogenic impact on the aquatic biological resources of the Ivankovo reservoir on the upper Volga. The water regime of the reservoir in 2020 M'as the mostfavorable for ensuring normal natural reproduction of earlier and medium spawning fish species. The volume of water inflow in 2020 amounted to 11.418 lint³, which is 15% higher than the average annual inflow volume and 53% higher than the inflow volume in 2019. The fodder value of the reservoir M'as assessed. The selection ofhydrobiological samples M'as carried out in a seasonal aspect on 6 sections, coveting both the channel and shallow water zones in all reaches. The reservoir in 2020 was characterized as a high-feeding reservoir, due to the high rates of biomass of «forage» mollusks, mainly p. Dreissena and r. Viviparus. Bream, roach, perch, silver bream, bleak, and pike are of primary importance in the ichthyofauna. A smaller role is played by pike perch, ide, burbot, ruff, there are also dace, asp, catfish, gudgeon, crucian carp and other species. Sterlet, carp, herbivores, which appeared in the reservoir due to sporadic plantings, are single caught. Commercial fish stocks in the reservoir have increased over the past 5 years and are in the range of1907-2318 tons. There is a possibility of resumption of industrial fishing. To do this, it is necessary to determine the quotas for the extraction (catch) of aquatic biological resources, to calcidate the volume of total allowable and possible catches.

Keywords: Ivankovo reservoir, level mode, natural factors, anthropogenic factors, aquatic biological resources, roach

Основная часть

Введение. На водные биологические ресурсы оказывают мощное воздействие факторы природного и антропогенного характера [1, 3]. В связи с изменениями, происходящими в водных экосистемах под влиянием природных и антропогенных факторов, естественные популяции ценных гидробионтов испытывают угнетение; наблюдается тенденция усиления роли малоценных рыб в структуре ихтиофауны, уменьшается видовое разнообразие, что отрицательно сказывается на состоянии биоты водоемов [1, 2].

Окружающая нас природная обстановка представляет собой сложный комплекс тесно связанных между собой предметов и явлений. Весь быт и вся жизнедеятельность человека, так или иначе, приводят к нарушению и изменению этих исторически сложившихся природных связей. Развитие производственных сил и улучшения бытовых условий человека приводит к созданию новых культурных ландшафтов. Они позволяют наиболее плотно использовать природные особенности той или иной местности и создавать новые отрасли в промышленности и сельском хозяйстве. Нарушение естественного химического состава природных вод и вытекающие отсюда следствия необходимо рассматривать и оценивать в био геохимическом аспекте [2, 3].

Особо важное значение качество воды имеет для водных организмов, так как вода является средой их обитания. Из всех природных тел, за исключением лишь газовых компонентов, вода наиболее подвижна и легко изменяет находящиеся в ней химические ингредиенты, газовые и соленые. Под влиянием быта человека и его хозяйственной деятельности в настоящее время она и подвергается наиболее глубоким изменениям [1,2].

Условия внешней среды водоемов и их продуктивность испытывают не только естественные межгодовые колебания, определяющиеся комплексом факторов, но и подвержены возрастающему антропогенному воздействию, что приводит к эвтрофикации, увеличению зарастаемости, заболачиванию и другим нежелательным последствиям. В результате происходит частичная перестройка ихтиоценозов, изменение соотношения отдельных видов и др. С июля 2007 года на водоемах Тверской области промышленная добыча водных биоресурсов не осуществляется и в настоящее время имеет место только любительское и спортивное рыболовство в научно-исследовательских и контрольных целях и целях воспроизводства [1,2].

Целью научных исследований является изучение природного и антропогенного влияния на водные биологические ресурсы Иваньковского водохранилища. Основной задачей при исследовании рыбы являлось определение соответствия массы половозрастной особи возрасту за 5 лет. В данной статье рассматривалась плотва.

Материалы и методыисследований. Площадь зеркала Иваньковского водохранилища - 327 км², объем - 1,12 км³. Водохранилище имеет изрезанную береговую линию длиной 520 км, коэффициент извилистости -9,1. Длина водохранилища от Иваньковской плотины до г. Тверь - 113 км. Наибольшая ширина - 8 км. Водоем мелководный, средняя глубина - 3.4 м, наибольшая -19 м. Глубины до 2 м занимают 48% всей площади водоема [6].

В 2020 г. на Иваньковском водохранилище ихтиологический материал по плотве отбирался из научно-исследовательских уловов ставными сетями с июня по ноябрь (ячея сетного полотна 30-75 мм), в траловых уловах плотва не попадалась. За весь период лова было добыто 51 экземпляр плотвы, которая была представлена восемью возрастными группами.

Морфологический и биологический анализ включал:

- измерение общей длины (от конца рыла до линии соединяющей концы хвостового плавника);

- измерение массы целой рыбы (взвешивание на весах);

- определение степени накормленности рыб по индексу наполнения желудочно-кишечного тракта.

Для оценки запасов рыб Иваньковского водохранилища проводились гидроакустические съемки с использованием эхолота типа «Skipper-607» со стандартным керамическим вибратором и углом излучения 33 градуса. Съемки осуществлялись на маломерном судне «Казанка М» со скоростью движения 4,5 км/час. Продолжительность каждой записи составила 0,5 час.

В вегетационный период гидроакустические съемки проводились дважды - июле и октябре, на участках Иваньковского водохранилища от с. Мелково (Верхневолжский плес) до острова Грабиловка (Нижневолжский плес).

Средняя плотность скопления рыб определялась по формуле:

водохранилище рыболовство улов

где N'-число отметок на эхолотной бумаге за время t, ч. Н - глубина водоема, м; V_c - скорость судна, м/час; а - угол излучения вибратора.

Количество отметок (1ST) по эхограммам подсчитывалось вручную.

Число отметок считали в придонном 2,8 - метровом слое (высота раскрытия стандартного 18-метрового донного трала - 208 м; промысловые закидные невода охватывают прибрежную 3-х метровую зону, т.е. горизонт их облова фактически составляет около 3 м). Подсчет отметок в летне-осенний периоды осуществляли для каждого плеса отдельно, далее определяли среднюю плотность скопления рыб на единицу площади и их численность в водоеме.

Численность отдельных видов рыб рассчитывались по их среднему процентному соотношению, полученному за последние 5 лет, ихтиомасса - с учетом среднего веса одного экземпляра каждого вида также за последние 5 лет [4, 6].

У половозрелых особей проводили оценку физиологического состояния.

Для проведения научных исследований были использованы общие принятые методики проведения анализов и статистические методы обработки полученных данных.

Результаты исследований и их обсуждение. Иваньковское водохранилище расположено в Тверской области. Состояние водных биоресурсов в водохранилище во многом зависит от регулируемого уровня воды гидроэлектростанцией. Водохранилище относится к долинному типу и имеет довольно сложную конфигурацию. В водохранилище выделены четыре плеса, имеющих свои морфологические особенности, которые обусловливают и эколого-биологические различия. Верхневолжский плес - от г. Тверь до устья Шошинского плеса - представляет собой вышедшую из берегов реку. Средневолжский плес расположен от слияния Шошинского плеса с Верхневолжским до широкого разлива (район устья р. Созь). Нижневолжский (Иваньковский) плес - от устья р. Созь до плотины.

Погодные условия 2020 г. обусловили повышенную водность в бассейне водохранилища. Объем притока воды в 2020 г. составил 11,418 км³, что на 15% выше среднемноголетнего объема притока и на 53% выше объема притока 2019 г. Распределение суммы приходных элементов водного баланса (км³) в течение года представлено в таблице 1.

Таблица 1. Распределение суммы приходных элементов водного баланса (км³) в течение года

В 2020 г. наблюдалось аномальное внутригодовое распределение притока. По многолетним данным основная масса воды в водохранилище поступает в апреле-мае. В 2020 году повышенным притоком (в 1,7 раза выше нормы) отличались зимние месяцы (январь-март), чему способствовала теплая зима, тогда как апреле-майское поступление воды составило только 55% от нормы. Июнь-сентябрь характеризовались притоком выше нормы в 1,6-1,9 раза, а данные октября-декабря были немного ниже многолетних (в 1,06 раза) [1].

Уровневый режим в водохранилище является определяющим в формировании газового режима в зимний период и в весенний период для условий размножения рыб. Для водохранилища характерна предполоводная сработка воды зимой, наполнение за счет весеннего половодья до НПУ и относительно стабильный уровень, близкий к НПУ в летне-осеннее время. Однако годовой ход уровня водохранилища в 2020 г., прежде всего в период ледостава, из-за особенностей погодных условий, отличался от обычного (рисунок 1).

Повышенный приток воды в водохранилище в зимние месяцы обусловил высокое стояние уровня в это время. В январе среднемесячный уровень воды был равен среднемноголетнему значению за 2010-2019 гг. (123,37 м) при НПУ 124,00 м и немного ниже уровня января 2019 г. (на 0,18 м). В феврале-марте среднемесячные отметки уровня были выше как прошлогодних, так и многолетних в среднем на 1,57 и 1,61 м соответственно. Минимальный уровень отмечен 21 февраля - 123,18 м, т.е. сработка составила только 0,82 м от НПУ. Это на 2,04 м меньше, чем в 2019 г. и на 2,46 м меньше средней для 2010-2019 гг. (3,28 м от НПУ), а также на 2,18 м меньше оптимальной для жизнедеятельности водных биоресурсов, которая не должна быть ниже 3 м от НПУ, то есть до отметки 121,00 м [1, 5]. Следует отметить, что в отличие от 2020 г. сработка водохранилища до минимальной отметки, как правило, осуществлялась в более поздние сроки (конец марта - начало апреля). Скорость падения уровня колебалась от 1 до 5 см в сутки. После 21 февраля начался быстрый подъем уровня и к 18 марта водохранилище наполнилось до НПУ, т.е. почти на 2 месяца раньше по сравнению с предыдущим 2019 г. (16 мая), когда наполнение водохранилища происходило постепенно. В течение апреля-мая уровень воды в водохранилище был близким к отметке НПУ. После этого началась постепенная сработка водоема и на протяжении всего вегетационного периода уровень был немного (на 20-29 см) ниже НПУ.

Рисунок 1. Годовой ход уровня воды в Иваньковском водохранилище

Таким образом, особенностью уровеннош режима Иваньковского водохранилища в 2020 г. стало высокое (выше среднемноголетних отметок) стояние уровня в зимние месяцы, незначительная (0,82 м от НПУ) предполоводнаясработка, а также быстрое и более раннее (к 18 марта) наполнение водоема весной и поддержание уровня на отметках, близких к НПУ, в летне-осеннее время. В целом уровенный режим водохранилища в 2020 г. был благоприятным для обеспечения нормального естественного воспроизводства ранне- и средне нерестующих видов рыб [1,3,5].

Иваньковское водохранилище в 2020 г. характеризовалось как высококормный водоем за счет высоких показателей биомасс «кормовых» моллюсков, главным образом р. Dreissenaи р. Viviparus.

Состав ихтиофауны Иваньковского водохранилища представлен в основном видами бореально-равнинного и понтокаспийского пресноводного комплексов [6].

Основное значение в ихтиофауне имеют лещ, плотва, окунь, густера, уклея, щука, меньшую роль играют судак, язь, налим, ерш, встречаются также елец, жерех, сом, пескарь, карась и другие виды. Иногда единично вылавливаются стерлядь, карп, растительноядные, появившиеся в водоеме благодаря спорадическим посадкам.

Рыбодобывающими организациями вылов рыбы не производился и не производится с 2007 года.

Промысловые запасы рыб, на которые устанавливается общий допустимый улов (ОДУ), в Иваньковском водохранилище за последние 5 лет находится в пределах 1 907-2 318 т. В 2020 г. эта величина составила 2 225 т. (таблица 2).

Таблица 2. Промысловые запасы и ОДУ основных видов рыб на Иваньковском водохранилище

Плотва (Rutilusrutilus) - преимущественно пресноводная рыба, жилая форма которой обитает стаями в водоемах с богатой растительностью и незначительным течением. Питается, главным образом, в прибрежных зарослях, потребляет водоросли, органические остатки растений, моллюсков, мелких насекомых и их личинок. Нерест происходит в апреле-мае, на прибрежных участках с зарослями макрофитов. В практическом отношении, в основном, является объектом любительского лова.

В ихтиофауне Иваньковского водохранилища плотва - одна из самых распространенных рыб семейства карповые, по запасам уступает только лещу. В младшем возрасте является объектом питания аборигенных хищников - щуки, судака, окуня.

В 2020 г. на Иваньковском водохранилище ихтиологический материал по плотве отбирался из научно-исследовательских уловов ставными сетями с июня по ноябрь (ячея сетного полотна 30-75 мм), в траловых уловах плотва не попадалась. За весь период лова было добыто 51 экземпляр плотвы, которая была представлена восемью возрастными группами.

В предыдущий год возрастной ряд был больше и насчитывал 9 возрастных категорий. В период 2015-2018 гг. возрастная структура насчитывала от 2 до 6 групп, где возраст варьировал от 3-3+ до 10-10+ (таблица 3). В траловых уловах наблюдалось преобладание 6-леток. В сетных уловах из года в год преобладали разные возрастные категории: от 5-5+ до 8-8+. В уловах 2019-2020 гг. возрастной ряд отличался наибольшим за последние 6 лет количеством возрастных категорий: с 3-3+ до 12-12+.

В целом в научно-исследовательских уловах за ряд лет стабильного преобладания какой-либо возрастной группы не наблюдалось (рисунок 2). В уловах 2020 г.: преобладали группы 7-7+-9-9+ (72,5%). Достаточно высокую численность имела группа 6-6+ (11,8%). Доля остальных возрастных категорий была незначительна и составляла в сумме 15,7%.

Таблица 3. Возрастной состав плотвы Иваньковского водохранилища в уловах за период 2015-2020 гг., %

Рисунок 2. Возрастной состав плотвы Иваньковского водохранилища в сетных уловах 2016-2020 гг., %

Линейные показатели взятых на ихтиологический анализ экземпляров в 2020 г. колебались в пределах 13,7-28^9 см, весовые - от 46 До 580 г. Самый крупный экземпляр плотвы, отмеченный в сетных уловах, оказался самкой в возрасте 10 лет длиной 28,9 см, массой - 580 г.

Размерно-возрастная характеристика плотвы за период 2015-2020 гг. представлена в таблице 4, колебания показателей - в таблице 5. Эти данные позволяют проследить динамику качественных показателей популяции плотвы за ряд лет.

Таблица 4. Размерно-возрастная характеристика плотвы Иваньковского водохранилища за ряд лет

Таблица 5. Колебания размерно-весовых показателей плотвы Иваньковского водохранилища по возрастам за ряд лет

Как видно из таблиц 4 и 5, высокими качественными показателями отличались поколения 2012 и 2013 гг., которые в 2020 г. достигли возраста 6-6+ и 7-7+. За период последних пяти лет значения средней массы и длины в этих группах оказались максимальными.

Из взятых на биологический анализ экземпляров плотвы 91,7% оказались самками, 6,2% - самцами, 2,1% - особями на ювенильной стадии зрелости гонад. Из таблицы 6 видно, что наибольшее преобладание самок над самцами прослеживается в 2019-2020 гг.

Таблица 6. Соотношение полов у плотвы Иваньковского водохранилища в уловах 2015-2020 гг., %

При определении степени зрелости половых продуктов отмечено, что массовая половозрелость самок наступает в возрасте 4-4+, самцов - в возрасте 9-9+, хотя из-за недостаточности материала по самцам ситуация в 2020 г. была не очень четкой.

Средняя масса 1 экз. плотвы промысловых размеров в 2020 г. на Иваньковском водохранилище составила 103 г., в популяции в целом - 101 г.

Общий запас плотвы в водохранилище в 2020 г. составил в численном выражении 1,26 млн шт., весовом - 127 т, промысловый запас - 1,2 млн шт. и 124 т. За период последних шести лет (2015-2020 гг.) запасы в весовом выражении достигли наибольших значений.

Вылов плотвы на Иваньковском водохранилище в 2020 г. по статистике равнялся 1,06 т. Фактически, с учетом неучтенного вылова, равного 0,84 т, из водоема ее было изъято 1,90 т, что немногим больше, чем в предыдущем году. Установленный рекомендованный вылов на этот период (27 т) был освоен за счет официального вылова на 3,9%, фактического - на 7,0%.

Таблица 7. Показатели популяции плотвы Иваньковского водохранилища в разные годы

Примечание: * - любительское и спортивное рыболовство, рыболовство в ifелях рыбоводства, воспроизводства и акклиматизации, рыболовство в научно-исследовательских и контрольных целях; ** - любительское рыболовство и рыболовство в научно-исследовательских и контрольных целях.

Заключение. Тверская область обладает обширной акваторией рыбохозяйственных водных объектов, включая естественные озерные системы, реки и водохранилища. Водоемы имеют довольно высокий биопродукционный потенциал, являясь в большинстве своем мезотрофными с переходом некоторых на эвтрофный уровень. Это, прежде всего, Иваньковское водохранилище, где произошло формирование биоты под воздействием антропогенного эвтро - фирования. С момента образования водохранилища здесь постепенно и стихийно образовалось такое сообщество, которое обладает большой приспособительной способностью. В первую очередь, здесь получили распространение мелкочастиковые виды рыб, в том числе плотва, которая, даже при наличии периодических снижений численности вследствие наступления в отдельные годы неблагоприятных факторов (уровенный режим, погодные условия в период нереста) и появления в результате этого малочисленного поколения, продолжает доминировать в составе ихтиофауны водоема. Аналогичная картина наблюдается уже практически во всех водоемах Тверской области. Высокая численность популяции имеет и свою отрицательную сторону - возникновение пищевой конкуренции среди бентосоядных рыб в средних и старших возрастных категориях, снижение темпа роста и, следовательно, их товарных качеств. Поэтому определение общих допустимых уловов и возможного вылова, регулирование запасов посредством ведения рационального промысла и создание достаточных запасов биологических мелиораторов - судака и щуки, которые сами по себе также являются ценным пищевым продуктом - основная задача ответственных рыбохозяйственных организаций. Устанавливаемая величина общих допустимых уловов и возможного вылова - тот предел (определяется ежегодно, и зависит от промыслового запаса водных биологических ресурсов), который позволяет без ущерба для популяций изымать часть продукции в качестве товарной массы, при этом создавать условия для улучшения нагула и роста оставшейся части популяций. Рыбохозяйственный потенциал водоемов области по-прежнему позволяет существенно увеличить добычу большинства видов рыб. Поэтому следует отметить необходимость возобновления промышленного рыболовства. Для этого надо определить квоты добычи (вылова) водных биоресурсов, что связано с необходимостью расчета прогнозируемых объемов общих допустимых и возможных уловов. В связи с этим необходимость исследований по-прежнему остается актуальной.

Список источников