Теоретичні основи формування і функціонування гідроекосистем малих водосховищ різного цільового призначення степової зони України в умовах антропогенного навантаження

Розробка положень теорії формування і функціонування гідроекосистем малих водосховищ різного цільового призначення в умовах зростаючого антропогенного навантаження. Заходи поліпшення якості води евтрофікованих водних екосистем методами біомеліорації.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 29.09.2014
Размер файла 170,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут агроекології

Української академії аграрних наук

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

03.00.16 - екологія

Теоретичні основи формування і функціонування гідроекосистем малих водосховищ різного цільового призначення степової зони України в умовах антропогенного навантаження

Пилипенко Юрій Володимирович

Київ 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Херсонському державному аграрному університеті

Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор, Ісаак Михайлович ШЕРМАН, Херсонський державний аграрний університет, декан рибогосподарсько-екологічного факультету

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Микола Олександрович КЛИМЕНКО Національний університет водного господарства і природокористування (м. Рівне), зав. кафедри екології

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Надія Іллівна ВОВК Національний аграрний університет (м. Київ), професор кафедри загальної зоології та іхтіології

доктор біологічних наук, професор Орест Михайлович АРСАН Інститут гідробіології НАН України (м. Київ),

зав. відділу екотоксикології

Захист дисертації відбудеться 11 грудня 2007 р. об 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 Інституту агроекології УААН за адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту агроекології УААН за адресою: м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розісланий “9” листопада 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат сільськогосподарських наук Я.В.Чабанюк

1. Загальна характеристика роботи

гідроекосистема антропогенний біомеліорація водосховище

Актуальність теми. Україна належить до вододефіцитних держав, тому вона має значні запаси штучних водних ресурсів, до складу яких входить понад 250 тис. га малих водосховищ різних походження і цільового призначення.

В останні роки екологічна ситуація на малих водосховищах погіршується внаслідок зростаючого антропогенного навантаження, що призвело до якісних і кількісних змін водного середовища і донних відкладів, безпосередньо вплинуло на гідробіоценози.

Як стверджують В.Д. Романенко [2001,2004], А.І. Дворецький та ін. [2000]; Й.В. Гриб та ін. [1999], В.М. Жукинський та ін. [2000], В.І. Щербак [2003], А.В. Яцик [2003, 2004], багато внутрішніх водойм забруднені настільки, що це призводить до повної деградації їхніх екосистем, і, відповідно, до втрати ними господарської й ландшафтної цінності. Особливо загрозливою є антропогенна евтрофікація водосховищ, зумовлена значним надходженням біогенних елементів, внаслідок чого порушується рівновага між процесами утворення первинної органічної речовини та її деструкцією. Уповільнення процесів деструкції супроводжується погіршенням санітарного стану водосховищ і гігієнічної якості води. Це ускладнює не лише водопідготовку для питного і технічного водопостачання, а й розвиток рекреації, рибництва і рибальства.

Особливої актуальності набувають питання оцінки стану гідроекосистем малих водосховищ згідно з вимогами водокористувачів, фіксації та прогнозуванні змін, що відбуваються в них під дією антропогенних чинників, обґрунтування на їх підставі компенсаційних природо- й водоохоронних заходів. Одночасно постає проблема конструювання високопродуктивних екосистем, їх функціонування, керування й контролю формування біоресурсів і якості води в умовах зростаючого антропогенного навантаження.

Існуючі уявлення стосовно проблеми, що розглядається, ще далекі від бажаного рівня досконалості, а теорія екологічних процесів, які відбуваються у малих водосховищах, досі перебуває на етапі становлення. У зв'язку з цим доцільно розглядати накопичені дані не ізольовано, а в єдиному комплексі з метою розробки загальної теоретичної концепції формування, функціонування і невиснажливої експлуатації екосистем малих водосховищ. Отож наукові пошуки, критичний аналіз і теоретичне обґрунтування у цьому напрямі зберігають свої актуальність і перспективність.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконували протягом 1989…2006 рр. відповідно до Національної програми екологічного оздоровлення басейну р. Дніпро та поліпшення якості питної води (1997 р.) у контексті “Декларація з довкілля та розвитку” (Ріо-де-Жанейро, 1992 р.) та Йоганнесбурзької декларації зі сталого розвитку (Йоганнесбург, 2002 р.). Вона була складовою частиною науково-дослідної роботи кафедр екології і рибництва рибогосподарсько-екологічного факультету Херсонського державного аграрного університету (до 1998 р. Херсонського державного сільськогосподарського інституту) в межах галузевої науково-технічної програми 0.СХ.47 за темою 01.10.Д “Розробити і впровадити рекомендації щодо рибогосподарського використання водойм комплексного призначення Півдня України” (1989 р.), держбюджетної тематики проекту “Риба” (1991…1997 рр.) Мінсільгосппроду України за завданнями 13.03 “Розробити ресурсозаощаджуючу технологію виробництва риби на базі малих водосховищ Півдня України” (№ держ. реєстр. 0194U020091), держбюджетної тематики “Розробити і впровадити екологічно-безпечні, ресурсозберігаючі агромеліоративні заходи підвищення продуктивності підтоплених і засолених земель в Причорноморській зоні України” (№ держ. реєстр. 0199U003598) за розділом “Поліпшення якості води і раціональне використання біопродукційного потенціалу малих водойм у зоні іригації на Півдні України” (1999…2001 рр.), держбюджетної тематики “Наукові основи ресурсоощадної технології вирощування риби в господарствах Півдня України з урахуванням їх специфічних особливостей” (№ держ. реєстр. 01.07.03.01.07.04), госпдоговірної тематики за замовленням Рескомприроди АР Крим “Моніторинг малих водосховищ різного цільового призначення у зв'язку з комплексним використанням водних ресурсів Криму” (2001 р.), госпдоговірної тематики за замовленням Укррибпроекту “Екологічні наслідки вселення веслоноса у внутрішні водойми України” (2004 р.).

Мета і завдання досліджень - сформулювати головні положення теорії формування і функціонування водних екосистем в умовах зростаючого антропогенного навантаження, забезпечити поліпшення якості води евтрофікованих малих водосховищ різного цільового призначення Степової зони України шляхом раціонального використання продуцентів і консументів різних трофічних рівнів. У цьому зв'язку програмою досліджень передбачалися два напрями:

проведення інтегрального екологічного оцінювання екосистем малих водосховищ різного цільового призначення;

стабілізація і поліпшення якості води евтрофікованих малих водосховищ методом цілеспрямованого формування іхтіофауни та за рахунок компенсаційних природоохоронних заходів.

За першим напрямом досліджень вирішували завдання:

· дослідити й оцінити абіотичну і біотичну інтегральні підсистеми малих водосховищ;

· виявити особливості і закономірності формування біопродукційного потенціалу малих водосховищ;

· розробити типологічну класифікацію екосистем малих водосховищ різного рівня евтрофікації;

· створити математичну модель стану екосистем малих водосховищ різного рівня евтрофікації.

За другим напрямом досліджень вирішували завдання:

· оцінити біомеліоративний ефект від рибогосподарської експлуатації евтрофікованих малих водосховищ;

· адаптувати біотехнологічні схеми вирощування життєстійкого рибопосадкового матеріалу риб-меліораторів для інтродукції у малі водосховища;

· дослідити і дати якісну оцінку рибопродукцію біомеліораторів;

· обґрунтувати концепцію і розробити алгоритм поліпшення якості води евтрофікованих малих водосховищ методом цілеспрямованого формування іхтіоценозу;

· запропонувати комплекс компенсаційних природо- і водоохоронних заходів, спрямованих на стабілізацію та поліпшення екологічного стану евтрофікованих малих водосховищ.

Об'єкт дослідження - процеси у водних екосистемах евтрофікованих малих водосховищ різного цільового призначення Степової зони України.

Предмет дослідження - гідрологічні, гідрохімічні, токсикологічні, радіобіологічні, гідробіологічні, іхтіологічні показники, які характеризують формування, функціонування та екологічний стан водних екосистем малих водосховищ різного цільового призначення.

Методи дослідження. У відповідності з метою і завданнями роботи дослідження ґрунтуються на теоретичних методах (аналізу, синтезу, системного аналізу, математичного моделювання і прогнозування), експериментальних, експедиційних і лабораторних методах (гідрологічних, гідрохімічних, гідробіологічних, іхтіологічних, токсикологічних, радіобіологічних). Отримані результати оброблені за методами математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено теоретичні положення формування і функціонування екосистем евтрофікованих малих водосховищ різного цільового призначення Степової зони України в умовах зростаючого антропогенного навантаження, створена геоінформаційна система їх екологічного моніторингу, сформульована концепція збереження і поліпшення якості води за рахунок біомеліорації. Вперше розроблено еколого-трофічну класифікацію гідроекосистем малих водосховищ різного рівня евтрофікації.

Вперше дано токсикологічну і радіологічну оцінку якості рибопродукції, що формується у процесі біомеліоративної експлуатації малих водосховищ.

Подальшого розвитку набули положення щодо стабілізації порушених екосистем малих водосховищ за рахунок регулювання продукційно-деструкційних процесів, яким передбачено вилучення органічної речовини і важких металів за участю трофічних ланцюгів живлення й отримання якісної рибопродукції як кінцевої ланки трофічного ланцюга.

Удосконалено модель оцінки екологічного стану екосистем малих водосховищ різних рівнів евтрофікації та алгоритм поліпшення якості води методом цілеспрямованого формування іхтіоценозу.

Практичне значення одержаних результатів. Створена нормативно-технологічна база раціонального використання біопродукційного потенціалу знайшла широке впровадження у технологічній експлуатації евтрофікованих малих водосховищ різного цільового призначення. Запропонований “Екологічний проект компенсаційних водоохоронних заходів створення стабільних екосистем малих водосховищ різного цільового призначення” рекомендований Департаментом біотичних ресурсів та екомережі Міністерства охорони навколишнього природного середовища України для застосування при плануванні і організації водоохоронної діяльності, може бути використаний як екологічна складова при розробці відповідної проектної документації.

Результати досліджень зумовили розробку практичних рекомендацій щодо комплексної експлуатації 51 малого водосховища загальною площею понад 15 тис. га, що сприяє вилученню біогенних компонентів у вигляді високоякісної рибопродукції, забезпечує поліпшення якості води цих техногенних акваторій.

Розроблена “Ресурсозберігаюча технологія вирощування риби у малих водосховищах” (1996) забезпечує отримання якісної і безпечної у харчовому відношенні рибопродукції.

Впроваджено геоінформаційну систему екологічного моніторингу гідроекосистем малих водосховищ Степу України.

Результати комплексних досліджень використовуються у навчальному процесі в нормативних курсах “Основи екології”, “Гідробіологія”, в спецкурсах “Гідроекологія”, “Основи гідробіології”, “Охорона і раціональне використання водних біоресурсів” при підготовці фахівців зі спеціальностей “Водні біоресурси та аквакультура” і “Екологія та охорона навколишнього середовища” у Херсонському державному аграрному університеті, Національному аграрному університеті, Національному університеті водного господарства і природокористування, Одеському державному екологічному університеті.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто розроблені методологія, схема і програма досліджень, проведено критичний аналіз спеціальної літератури. Фактичну основу дисертації становлять матеріали комплексних досліджень і виробничих експериментів, аналітичних, проблемних розробок, виконаних автором самостійно та спільно зі співробітниками кафедри рибництва. Здобувач особисто проаналізував і теоретично інтерпретував результати досліджень, розробив еколого-трофічну класифікацію малих водосховищ, сформулював теоретичні положення і висновки дисертації, запропонував науково-практичні рекомендації, забезпечив практичне впровадження розробок і написання наукових публікацій за темою дисертації. Особистий внесок здобувача у спільних публікаціях вказаний в авторефераті в переліку основних праць за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Матеріали і основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на наукових конференціях, семінарах, симпозіумах:

· на міжнародному рівні - “Методы исследований и использования гидроэкосистем” (Рига, 1991), “Пресноводная аквакультура в условиях антропогенного пресса” (Київ, 1994), “Проблемы рационального использования биоресурсов водохранилищ” (Київ, 1995), “Повышение качества рыбной продукции внутренних водоемов” (Київ, 1996), “Ресурсосберегающие технологии в аквакультуре“ (Адлер, 1996, 1999), “Екологія та проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини” (Харків, 1997), “Проблемы воспроизводства растительноядных рыб, их роль в аквакультуре“ (Адлер, 2000),”Пресноводная аквакультура в Центральной и Восточной Европе: достижения и перспективы” (Київ, 2000), “Проблемы и перспективы развития аквакультуры в России“ (Адлер, 2001), “YIII съезде гидробиологического общества РАН“ (Калінінград, Росія, 2001), “Европейская аквакультура и кадровое обеспечение отрасли” (Горки, Білорусь, 2001), “Rybactwo 2002” (Ольштин, Польща, 2003), “Стратегия развития аквакультуры в условиях ХХ1 века” (Мінськ, 2004), “Раціональне використання біоресурсів континентальних водойм' (Київ, 2004), “Проблемы воспроизводства аборигенных видов рыб” (Київ, 2005), “Актуальні проблеми аквакультури та раціонального використання водних біоресурсів” (Київ, 2005), “Геоінформаційні системи в аграрних університетах” (Херсон, 2006, 2007), “Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата“ (Астрахань, 2007);

· на вітчизняному рівні - YI съезд Всесоюзного гидробиологического общества (Мурманськ, 1991), “Екологічні проблеми аграрного виробництва” (Дніпропетровськ, 1992), “Водные биоресурсы и пути их рационального использования” (Київ, 2000) “Проблемы аквакультуры и функционирования водных экосистем” (Київ, 2002), “Проблеми і перспективи розвитку аквакультури в Україні” (Київ, 2004), “Регіональні проблеми України: географічний аналіз та пошук шляхів вирішення” (Херсон, 2007).

Публікації. За результатами досліджень, які увійшли до дисертаційної роботи, опубліковано 119 робіт (загальним обсягом 66,35 друк. арк.), із них 1 монографія і 34 статті у фахових наукових виданнях, отримано два патенти на корисну модель і два деклараційні патенти на винахід.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 8 розділів, висновків, науково-практичних рекомендацій, списку використаної літератури (607 найменувань, із них 87 іноземних), додатків. Робота викладена на 289 сторінках друкованого тексту, включає 129 таблиць і 21 рисунок.

Автор висловлює глибоку вдячність науковому консультанту, доктору сільськогосподарських наук, професору Ісаак Михайловичу Шерману, співробітникам кафедр рибництва і екології Херсонського державного аграрного університету за багаторічну плідну співпрацю, підтримку і допомогу в проведенні та виконанні програми досліджень.

2. Основний зміст роботи

Малі водосховища та їх особливості

На підставі ознайомлення зі спеціальною літературою та аналізу наведеної інформації щодо стану вивчення проблеми за напрямом досліджень визначено, що Степова зона України є природним середовищем, найбільш трансформованим у всіх його компонентах і проявах, воно втратило властиві йому домінанти і набуло ознак типового антропогенного середовища. Гідроекологічні проблеми набули загальнодержавного значення і стали одними з головних чинників національної безпеки.

Найчисельнішою групою серед водосховищ є малі водойми (94 % загальної кількості) різного цільового призначення (питне, технічне, іригаційне водопостачання, протиерозійний захист, рекреація, рибництво), які мають загальну облікову площу 252,4 тис. га, акумулюють до 8041,8 млн м3 води за корисного об'єму 5804 млн м3. За сукупністю ознак, які визначають походження, становлення і в подальшому функціонування екосистеми малих водосховищ, відносяться до категорії техногенних акваторій, що не мають аналогів у природі.

У спеціальних публікаціях акцентується, що гідроекосистеми отримали значне багатопланове техногенне навантаження, яке призвело до підвищеної евтрофікації, токсикологічного і радіонуклідного забруднення, зміни структурно-функціональних показників, утворення нових сукцесійних угруповань, збіднілих за видовим складом, з низькою питомою продуктивністю і самоочисною здатністю. Проте відносно малих водосховищ це питання висвітлено обмежено.

Для керування якістю води особливої актуальності набувають методи біологічної меліорації формуванням штучних іхтіоценозів, до складу яких залучають активних риб-меліораторів, що є ефективними споживачами кормових ресурсів та екологічно спеціалізовані для боротьби з біоперешкодами. У літературних джерелах практично відсутні фундаментальні відомості щодо біомеліорації малих водосховищ.

Природні умови, об'єкти і методики досліджень

Природні умови Степової зони України. Досліджені малі водосховища різного цільового призначення розташовані на території Південного Степу, яка характеризується динамічними кліматичними умовами, тривалим вегетаційним періодом, інтенсивним випаровуванням і недостатньою зволоженістю, нерівномірним розподілом водних ресурсів у часі та просторі.

Наявність високопродуктивного ґрунтового покриву зумовило високе аграрне навантаження та негативно відбилось на структурі земельного фонду Південного Степу, левова частка якого належить ріллі (від 67,9 до 89,7 %). Ступінь розораності земель суттєво перевищує середнє значення цього показника в Україні (54,4%) і сягає 62,2…69,2 % за винятком АР Крим. Рівень ерозійної небезпеки цих територій катастрофічний.

Домінування випаровування води з водної поверхні створює негативний водний баланс акваторій, спричинює рухому рівновагу гідроекосистем малих водосховищ, викликає напружений гідрологічний режим і тенденцію до поступового підвищення рівня мінералізації.

Об'єкти досліджень. На території Степу України розташовано 175 малих водосховищ загальною обліковою площею водного дзеркала 28,7 тис. га, які акумулюють майже 1,1 млрд м3 прісної води, що використовується для різних напрямів господарської діяльності. За цільовим призначенням вони створювалися для забезпечення іригації, питного і технічного водопостачання, протиерозійного захисту і рекреації. Для цієї групи водойм характерні виражені сезонні коливання площ, астатичний гідрологічний режим.

Малі водосховища у Степовій зоні України значно поширені і відіграють помітну роль у формуванні водоресурсної компоненти господарського комплексу регіону, який загалом характеризується низьким рівнем водозабезпечення.

Методики досліджень. Польові роботи за тематикою досліджень проводились у період 1989…2006 рр. на базі 56 малих водосховищ різного цільового призначення загальною площею 12820 га, розташованих в Одеській, Миколаївській, Херсонській областях та АР Крим, частково у Запорізькій і Дніпропетровській областях. За цільовим призначенням досліджувана група представлена трьома типами водосховищ: питного і технічного призначення - 13 водойм загальною площею 4109 га; зрошувального - 28 водойм загальною площею 3876 га, що об'єднують усі водосховища, функціонування яких пов'язане з технологією зрошувального землеробства; акумуляторами скидних іригаційних вод - 15 водойм загальною площею 4785 га.

Структурно-логічна блок-схема досліджень відображена на рис. 1.

У процесі сезонних (весна, літо, осінь, зима) спеціальних досліджень вивчали абіотичну і біотичну складові екосистем малих водосховищ з метою інтегральної екологічної оцінки якості води за впливу антропогенного навантаження.

Гідрологічні обстеження здійснювали за допомогою лота і ехолота “Koden-CVS-888-L” (Японія). Інтенсивність водообміну розраховували за методикою, запропонованою М.В.Пікушем [1972].

Аналіз гідрохімічних проб здійснювали в умовах акредитованої наукової хімічної лабораторії Херсонського ДАУ за визнаними для цього виду досліджень методиками. Концентрацію важких металів визначали у трьох горизонтах (біля поверхні, у середині водної товщі, біля дна) та у донних відкладах, радіонуклідів - у водній товщі і донних відкладах. Як модельні з кожної дослідної групи водойм за цільовим призначенням були обрані найтиповіші водосховища.

Відбір і камеральну обробку гідробіологічних проб здійснювали за сучасними методиками. Первісні матеріали для вивчення розвитку зоопланктону збирали за допомогою розробленого пристрою, на який отримано деклараційний патент [Пилипенко, 2004].

Потенційно можливу продукцію розраховували на підставі результатів обробки гідробіологічних проб і визначених середньосезонних показників розвитку головних груп гідробіонтів з використанням продукційно-біомасових (Р/В) коефіцієнтів. Іхтіологічні дослідження ґрунтувалися на контрольних і промислових ловах, у процесі яких визначали видову належність риб [Шерман, Пилипенко, 1999], головні їх морфометричні характеристики [Правдин, 1966], віковий і статевий склад популяцій [Брюзгин, 1969; Чугунова, 1959], особливості живлення [Боруцкий, 1974; Мельничук, 1982]. Впровадження елементів пасовищної аквакультури з метою отримання біомеліоративного ефекту здійснювали за відповідними нормативами [Шерман та ін., 1996].

Проведена інтегральна екологічна оцінка якості води малих водосховищ за сольовий складом, трофо-сапробіологічними і специфічними параметрами [Романенко та ін., 2001].

Вміст важких металів у тканинах і органах риб-меліораторів визначали способом атомно-абсорбційної спектрофотометрії за допомогою приладу СЕМІ-600 (Україна), радіонуклідів - на універсальному cпектрофотометричному

комплексі УСК “Гамма-Плюс” за відповідною стандартизованою методикою.

Математичну обробку результатів досліджень здійснювали на ПЕОМ за методиками математичної статистики з використанням прикладних програм Microsoft Excel. Формування геоінформаційної системи екологічного моніторингу гідроекосистем малих водосховищ здійснено за ліцензійним програмним забезпеченням ArcGis 9.1.

Екологічні складові формування й функціонування екосистем малих водосховищ

Абіотична інтегральна підсистема. Переважна більшість досліджених малих водосховищ площею від 15 до 1200 га належать до мілководних (із середніми глибинами < 4 м), менша частка - до середньоглибоких (із середніми глибинами 4,4…6,5 м) водойм. Коефіцієнт водообміну для водосховищ питного і технічного призначення коливається в межах 0,9…1,86; зрошувального - 0,30…1,12; для водойм-акумуляторів скидних іригаційних вод - 0,10…0,50.

Гідрофізичні показники якості води під впливом природних та антропогенних чинників мають складний і нестійкий характер: термічний режим типовий для континентальних водойм Степу України; каламутність води залежно від глибини водойм коливається у межах 1,5…34,0 мг/дм3; кольоровість води змінюється від 12 до 340; прозорість для мілководних акваторій коливається від 0,3 до 0,8 м, для середньоглибоких - від 0,7 до 1,4 м; концентрація розчиненого у поверхневих шарах води кисню змінюється від 5,7 до 14,8 мг/дм3 за показників насиченості 58,4…126,8 %; у середньоглибоких водосховищах спостерігається термічна і киснева стратифікація.

Хімічні параметри гідроекосистем малих водосховищ формуються на основі характеристик водойм-попередників, джерел водопостачання та під впливом чинників антропогенного походження (табл. 1).

Таблиця 1 Хімічні параметри малих водосховищ, (min…max)

Показник

Група водосховищ за цільовим призначенням

питні і технічні

зрошувальні

водойми-акумулятори

Активна реакція (рН)

7,77 (6,33...9,37)

8,05 (6,61...9,20)

8,32 (7,56...8,85)

Вміст фосфору, мг/дм3

0,13 (0,04...0,38)

0,17 (0,03...0,40)

0,35 (0,09...1,39)

Вміст азоту, мг/дм3

0,51 (0,21...0,85)

0,92 (0,38...2,17)

1,03 (0,23...1,76)

Лужність, мг-екв/ дм3

3,40 (2,02...4,91)

3,71 (2,35...6,80)

4,59 (2,24...10,59)

Жорсткість, ммоль/ дм3

7,18 (3,15...27,46)

8,71 (3,14...19,89)

15,20 (2,86...34,55)

Перманганатна окиснюваність, мгО/дм3

7,37 (4,21...12,45)

9,76 (5,52...16,80)

13,92 (4,42...23,55)

Вміст хлоридів, мг/дм3

259,4 (31,2...1802,3)

210,3 (12,6...835,8)

989,4 (46,7...3738,4)

Вміст сульфатів, мг/дм3

212,2 (46,7...1456,6)

249,0 (18,5...989,2)

611,5 (69,9...1559,0)

Сума іонів, мг/дм3

951,9 (241,7..5347,2)

959,4 (286,4...2333,5)

2860,8 (348,4...9038,1)

За активною реакцією середовища серед малих водосховищ домінують акваторії зі слабколужною водою, підпорядковане значення мають водойми з лужною і нейтральною водою. Малі водосховища, особливо пов'язані з іригацією, зазнають прогресуючої евтрофікації, на що вказують підвищенні концентрації біогенних елементів і показники перманганатної окиснюваності. Вода малих водосховищ насичена солями лужноземельних металів, що змушує класифікувати її від середньо- до дуже жорсткої.

Малі водосховища переважно належать до прісноводних акваторій, більшість з яких за домінуючим аніоном віднесені до гідрокарбонатного класу, за домінуючим катіоном - до натрієвої групи. Підпорядковане значення мають мінералізовані та слабкосолоні акваторії, що превалюють у групі водойм-акумуляторів скидних іригаційних вод, які за домінуючим аніоном розподілені між хлоридним і сульфатним класами, за домінуючим катіоном належать до кальцієвої та натрієвої груп.

Гідроекосистеми малих водосховищ характеризуються відсутністю вираженого забруднення іонами важких металів і радіонуклідами. Лише в окремих акваторіях виявлено певне перевищення вмісту у воді Zn і Mn від нормованих значень.

Біотична інтегральна підсистема. Заростання малих водосховищ макрофітами збіднілого видового складу коливається від 2 до 54 % площі акваторій за середньосезонних біомас водоростей 58,5…751,2 г/м2 (табл. 2). Розвиток макрофітів гальмують глибина водойм і коефіцієнт водообміну.

Таблиця 2 Біотичні параметри малих водосховищ, (min…max)

Показник

Група водосховищ за цільовим призначенням

питні і технічні

зрошувальні

водойми-акумулятори

Біомаса макрофітів, г/м2

284,0 (88,5...574,6)

295,8 (58,5...751,2)

325,1 (148,4...688,3)

Біомаса фітопланктона, г/м3

14,89 (4,8...28,7)

27,16 (4,5...149,4)

36,46 (4,5...123,5)

Біомаса зоопланктона, г/м3

2,62 (0,86...5,69)

4,14 (1,03...10,83)

5,17 (1,72...12,28)

Біомаса зообентоса, г/м2

3,16 (1,21...6,91)

3,76 (0,44...28,73)

3,87 (0,99...15,38)

Альгологічні угруповання малих водосховищ мають ознаки характерні евтрофікованим слабкопроточним і стоячим водоймам з відносно збіднілим видовим складом і підвищеними показниками середньосезонних біомас фітопланктону (від 4,48+1,29 до 149,37+6,17 г/м3). Терміка, активна реакція середовища і підвищений вміст розчинених солей стимулювали вегетацію альгоугруповань, глибина водойм і невисока мінералізація гальмували розвиток фітопланктону.

Якісні та кількісні показники розвитку зоопланктонних угруповань підтверджують, що гідроекосистеми переважної більшості малих водосховищ зазнають евтрофікації. Середньосезонні показники біомаси зоопланктону для окремих акваторій коливаються від 0,89+0,22 до 12,28+3,35 г/м3, провідна роль у її формуванні належить коловерткам. Стимулюючими чинниками розвитку зоопланктону є термічний режим, підвищена мінералізація води і вегетація фітопланктону.

Донні гідробіоценози малих водосховищ, на фоні збіднілого видового різноманіття організмів, демонструють інтенсивний розвиток, середньо-сезонні показники біомас “м'якого” зообентосу для окремих акваторій коливаються від 0,44+0,10 до 28,73+5,69 г/м2. У середньоглибоких водоймах певне розповсюдження отримали молюски роду Dreissena із середньо-сезонними біомасами 43,5…735,8 г/м2, які здійснюють активну фільтраційну і седиментаційну життєдіяльність.

Основу стихійно сформованої іхтіофауни малих водосховищ становлять малоцінні короткоциклічні види риб, які утворили скорочені ланцюги живлення, що виключає можливість ефективного засвоєння органічної речовини, тобто енергії, накопиченої на різних трофічних рівнях.

Інтегральна екологічна оцінка якості води малих водосховищ за дії антропогенного навантаження

Якість води за типовими вимогами. За критерієм мінералізації водосховища питного і технічного призначення характеризуються найвищою якістю і належать до прісних водойм (I клас), гіпо- та олігогалінної категорій (1…2); водосховища зрошувального використання представлені прісними (I клас) і солонуватими (II клас) водоймами, які розподілені між гіпо-, оліго- і в-мезогалінними категоріями (1…3); водойми-акумулятори, що утримують відпрацьовану іригаційну воду, мають найгіршу якість води, переважна їх більшість належить до солонуватих акваторій, в-б-мезогалінних категорій (3…4). Щодо забруднення хлоридами і сульфатами найгіршою якістю характеризуються гідроекосистеми водойм-акумуляторів скидних іригаційних вод, добру і задовільну якість води мають водосховища питного і технічного призначення, проміжне положення займають зрошувальні водосховища, які розподілені за всіма класами і категоріями якості.

За критерієм прозорості води переважна більшість водосховищ питного і технічного призначення належить до чистих і досить чистих акваторій (II клас, 2…3 категорії), серед зрошувальних та водойм-акумуляторів домінують водосховища зі слабким і помірним забрудненням (III клас, 4…5 категорії). Цільове використання малих водосховищ визначає інтенсивність їх експлуатації, виражену через коефіцієнт водообміну Кв, і, як наслідок, їх абіотичні та біотичні характеристики.

За критерієм активної реакції (рН) середовища малі водосховища розподілені між усіма класами і категоріями якості вод, але серед питного і технічного призначення домінують акваторії з чистими водами, зрошувальні мають різні рівні забруднення, більшість водойм-акумуляторів слабко і помірно забруднені. За концентрацією біогенних елементів питні і технічні водосховища переважно мають задовільну і посередню якість води (III клас, 4…5 категорії), зрошувальні представлені помірно забрудненими та брудними акваторіями (III…IY класи, 4…6 категорії), серед водойм-акумуляторів домінують від помірно до дуже забруднених акваторій (III…Y класи, 5…7 категорії). За критерієм перманганатної окиснюваності питні і технічні водосховища переважно представлені досить чистими акваторіями (II клас, 2…3 категорії) з незначною кількістю помірно забруднених водойм (III клас, 4…5 категорії), зрошувальні мають різний ступінь забруднення із задовільною й посередньою якістю води (II…III класи, 3…5 категорії), водойми-акумулятори помірно (III клас, 5 категорія) та суттєво забруднені органічними речовинами (IY…Y класи, 6…7 категорії).

Переважна більшість малих водосховищ незалежно від цільового призначення за середньосезонними біомасами фітопланктону представлена брудними, б”-мезосапробних і політрофних акваторій (IY клас, 6 категорія), окремі водойми належать до помірно забруднених (III клас, 5 категорія) або дуже брудних (Y клас, 7 категорія) акваторій.

Водні екосистеми малих водосховищ характеризуються незначним забрудненням іонами важких металів, певне занепокоєння викликають тільки водойми-акумулятори скидних іригаційних вод, які накопичують окремі полютанти (Cu, Cd, Zn, Pb). Переважна більшість малих водосховищ за показником забруднення елементами радіаційної дії має відмінну і добру якість води, проте окремі акваторії, що наближені до великих промислових підприємств та АЕС, слабко забруднені радіонуклідами.

Оцінювання стану функціонування екосистем малих водосховищ за елементарними ознаками якості води з використанням комплексного екологічного індексу Іе показало (рис. 2), що переважна більшість водосховищ питного і технічного призначення характеризується “сильно забрудненими - брудними” екосистемами внаслідок надмірного розвитку фітопланктону. Водосховища зрошувального використання характеризуються загальним погіршенням екологічної ситуації, що виражається у “сильно забрудненому - дуже брудному” станах екосистем під впливом значних біомас фітопланктону, підвищених концентрацій хлоридів і сульфатів. Водойми-акумулятори скидних іригаційних вод характеризуються критичним станом екосистем, які внаслідок високої мінералізації, підвищених концентрацій сульфатів, хлоридів і фосфатів мають надзвичайно брудні води. За рівнем забруднення токсичними елементами і радіонуклідами малі водосховища загалом мають задовільний екологічний стан.

Вплив цілеспрямованого формування іхтіофауни малих водосховищ на якість води

Біомеліорація малих водосховищ. Комплексними багаторічними гідробіологічними дослідженнями встановлено, що для малих водосховищ різного цільового призначення Степової зони України, які зазнають вираженого антропогенного навантаження, є характерним формування істотного біопродукційного потенціалу (табл. 3). Динаміка розвитку компонентів гідробіоценозів різних трофічних рівнів має виражений сезонний характер, призводить до прогресуючого збільшення концентрації органічних речовин у водних екосистемах, зумовлює їх забруднення. На підставі поступово зростаючої евтрофікації водосховищ і накопичення енергії в межах гідро екосистеми створюються передумови для подальшого розвитку продуцентів і консументів різних трофічних рівнів, насамперед представників флористичних комплексів. Цей процес відбувається на фоні скорочених трофічних ланцюгів і за відсутності у складі гідробіоценозів ефективних споживачів створюваної органічної речовини. Визначена тенденція має стійкий характер і набуває особливої гостроти в процесі подовження терміну експлуатації малих водосховищ лише за цільовим призначенням.

Таблиця 3 Біопродукційний потенціал малих водосховищ, (min…max)

Показник

Група водосховищ за цільовим призначенням

питні і технічні

зрошувальні

водойми-акумулятори

Продукція макрофітів, т/га

3,41 (1,06...6,90)

3,55 (0,70...9,01)

3,91 (1,78...8,26)

Продукція фітопланктона, т/га

26,49 (8,23...56,48)

32,98 (6,80...167,29)

41,14 (5,38...172,86)

Продукція зоопланктона, т/га

0,83 (0,22...1,67)

0,83 (0,31...1,95)

0,86 (0,31...1,97)

Продукція зообентоса, т/га

0,19 (0,07...0,42)

0,23 (0,03...1,72)

0,23 (0,06...0,92)

З метою стабілізації екологічної ситуації і поліпшення якості водного середовища доцільно віддавати перевагу біологічним методам меліорації. Особливої актуальності природоохоронний аспект біологічної меліорації набуває у зв'язку з можливістю рибогосподарської експлуатації досліджених малих водосховищ різного цільового призначення. Створення штучних іхтіоценозів пасовищного типу із залученням до їх складу риб різної харчової спеціалізації (макрофітофагів, планктофагів, бентофагів), здатних ефективно споживати відповідні кормові компоненти, дає змогу подовжити трофічний ланцюг, розсіяти надлишкову енергію, накопичену в межах гідроекосистем, оптимізувати ситуацію, створити збалансовану гідробіосистему і досягти меліоративного ефекту шляхом подальшого вилучення певної частки органічної речовини у вигляді рибної продукції. При цьому суттєво скорочуються, а у деяких випадках практично зникають витрати на традиційні меліоративні заходи. Особливе значення біомеліоративного ефекту полягає в тому, що він супроводжується формуванням значних обсягів корисної рибопродукції високої якості і низької собівартості.

Для керування якістю води і отримання біомеліоративного ефекту, підтвердженого у виробничих умовах, доцільна інтродукція 20…270 екз/га цьоголітків (однорічок) білого амура, 85…5185 білого товстолобика, 50… 470 строкатого товстолобика, 10…345 коропа (сазана), 60…100 екз/га піленгаса.

Рибницьке забезпечення біомеліорації малих водосховищ. Забезпечення означеного екологічного напряму необхідною кількістю рибопосадкового матеріалу риб-меліораторів відповідних якості і асортименту можливе за умови налагодження масштабного штучного відтворення, яке стримується дефіцитом якісних плідників цих видів риб, але може бути вирішене за рахунок комплексної експлуатації певної частки малих водосховищ у режимі водойм-репродукторів [Пилипенко, 2000, 2002, 2003].

Визначено, що високий біомеліоративний і рибогосподарський ефект від інтродукції можна отримати тільки за умов масштабного зариблення малого водосховища відносно дешевим рибопосадковим матеріалом, але з високими показниками виживання. У зв'язку з цим для інтродукції у малі водосховища Степу України доцільно використовувати цьоголітків (однорічок) риб-меліораторів стандартною середньою масою 20…30 г або вище [Пилипенко, 2003].

Узагальнення багаторічних фактичних результатів вирощування рибопосадкового матеріалу, отриманих нами в процесі виконання науково-дослідних і виробничих робіт у рибогосподарських підприємствах Півдня України [Пилипенко, 1990, 1993], дозволило встановити пріоритетні показники виробництва, розробити і зареєструвати на патентування рибницькі планшети [Пилипенко, Воліченко, 2007].

Оцінка якості рибопродукції біомеліораторів. Дослідженнями підтверджено природне походження специфічних запахів і смаку у планктофагів слабкопроточних малих водосховищ, яке має тимчасовий характер в осінньо-зимовий період за температур води < 8…10 0С [Пилипенко, 2007; Пилипенко та ін.., 2004]. Виявлено, що харчування товстолобиків синьозеленими водоростями (анабена, анабенопсис, афанізоменон, осциляторія) у цей період має певний негативний аспект, спричинює появу побічних запахів і смаку в різних тканинах, що може бути діагностовано як захворювання аліментарного характеру. Найпоказовішою з усіх проаналізованих зразків була жирова тканина, що дозволяє вважати її індикатором технологічної якості товстолобиків у цей час. Використання такої риби як харчового продукту і сировини для переробки треба тимчасово обмежувати з двох причин: різке погіршення органолептичних якостей риби-сирцю та її непридатність внаслідок можливого вмісту деяких речовин розпаду синьозелених водоростей, здатних викликати розлад системи травлення людини при вживанні готової рибної продукції.

Визначено, що вміст важких металів у тканинах і органах риб-меліораторів не перевищує прийнятих рівнів ГДК. Найнижчі концентрації токсичних речовин мали м'язові тканини (5,0…58,0 % ГДК), виражений ефект акумуляції іонів важких металів виявлено у покривних тканинах (луска, шкіра) і зябрах (10,5…85,0 % ГДК), істотні їх концентрації (52,5…84,8 % ГДК) містили жирові тканини. Серед риб-меліораторів найнижчу здатність до біологічного концентрування токсикантів мають планктофаги (білий і строкатий товстолобики, їх гібридні форми) і макрофітофаги (білий амур), найвищу - бентофаги (сазан, короп) і детритофаги (піленгас). Мінімальними концентраціями токсичних речовин характеризувалися риби із водосховищ питного і технічного призначення, максимальними - із водойм-акумуляторів скидних іригаційних вод.

Аналіз вмісту радіонуклідів у органах і тканинах ряду видів риб-меліораторів показав занадто малі концентрації 90Sr та 137Cs у переважній більшості зразків. Незначні їх концентрації виявлені лише у зябрах і покривних тканинах. Найменшу схильністю до біоконцентрування радіоактивних речовин мають планктофаги, більш виражену здатність демонструють макрофітофаги, бентофаги і детритофаги.

Отже, вміст іонів важких металів і радіонуклідів у органах і тканинах різних видів риб-меліораторів значно нижчий за визначені Державними гігієнічними нормами рівні. Тому їх товарну рибопродукцію можна вважати придатною для харчового споживання.

Теоретичні основи формування і функціонування екосистем малих водосховищ

Математичне моделювання і прогнозування. Кількісні критерії процесу формування екологічного стану водних екосистем різного типу сьогодні є нормою екологічних досліджень, чого не можна сказати стосовно розуміння механізму цього явища і можливостей його математичного моделювання. Без математичного опису закономірностей процесів, які відбуваються в межах водойм, та кількісної оцінки результатів антропогенного впливу неможливі прогнозування тенденцій розвитку гідроекосистеми та вирішення головної гідроекологічної проблеми - визначення оптимального режиму експлуатації водної екосистеми, за якою можливе отримання найвищого позитивного ефекту при найменших негативних наслідках.

За результатами кореляційного аналізу впливу середньої глибини на формування абіотичної і біотичної складових, встановлено позитивний і доволі виражений зв'язок лише з прозорістю води (r = 0,92), залежність інших екологічних параметрів від гідрологічних процесів носила зворотній характер. Збільшення глибини викликало зменшення концентрацій компонентів сольового складу (r від -0,27 до -0,34) та переважної більшості параметрів трофо-сапробіологічного блоку (r від -0,38 до -0,51), негативно вплинуло на інтенсивність вегетації гідробіонтів різних трофічних рівнів (r від -0,13 до -0,72). Отже, глибина водосховищ позитивно впливає на формування якісних характеристик води і відповідно зменшує ступінь забруднення гідроекосистем чинниками абіотичного і біотичного походження.

На особливу увагу заслуговує оцінка впливу на формування і функціонування екологічних параметрів гідроекосистем малих водосховищ однієї з головних технологічних характеристик цих техногенних акваторій - коефіцієнта водообміну (Кв), який позитивно впливає на прозорість води (r = 0,51) та негативно на всі інші параметри (r від -0,06 до -0,50).

На нашу думку, такі гідрологічні характеристики, як глибина і коефіцієнт водообміну водойм, що є найбільш впливовими на формування і функціонування головних екологічних параметрів абіотичної і біотичної підсистем гідроекосистем техногенних акваторій, мають отримати відповідний статус контрольованих показників і бути враховані при розробці екологічної класифікації малих водосховищ різного цільового призначення.

Аналіз кореляційної матриці підтверджує, що на абіотичні і біотичні параметри малих водосховищ негативно впливає прозорість води, тоді як активна реакція (рН) середовища є стимулювальним чинником у становленні практично всіх екологічних параметрів. Визначено істотний позитивний взаємозв'язок між концентраціями біогенних елементів (r = 0,45), які, у свою чергу, позитивно впливають на показник перманганатної окиснюваності (r = 0,28…0,38), стимулюють інтенсивність вегетації фітопланктону (r = 0,30… 0,59) і макрофітів (r = 0,24…0,30), розвиток зоопланктону (r = 0,09…0,38). Збільшення перманганатної окиснюваності як показника забруднення акваторій розчиненими органічними сполуками є стимулювальним чинником для вегетації гідробіонтів різних трофічних рівнів (r від 0,11 до 0,55). Компоненти сольового складу та мінералізація стимулюють заростання акваторій макрофітами (r від 0,44 до 0,69), але практично не впливають на кількісні показники розвитку інших груп гідробіонтів (r від -0,03 до 0,21).

На формування якісних параметрів гідроекосистем малих водосховищ істотно вливає ступінь антропогенної освоєності територій, які становлять площу їх поверхневого водозбору. За кореляційним аналізом визначено негативний вплив розораності прилеглих територій на прозорість води (r = -0,51), позитивний вплив на вміст біогенних елементів, особливо фосфору (r = 0,58), та інтенсивність вегетації гідробіонтів усіх трофічних рівнів (r від 0,06 до 0,46).

Для визначення особливостей формування якісних параметрів гідроекосистем малих водосховищ різного цільового призначення сформована спрощена блок-схема математичної моделі (рис. 3), в основу якої покладено виявлені кореляційні зв'язки між чинниками різного походження та певними елементами гідроекосистеми.

Рис. 1 Блок-схема математичної моделі формування якісних параметрів гідроекосистем малих водосховищ: - коефіцієнти кореляції (r)

Очевидно, що формування якісних параметрів малих водосховищ відбувається під впливом низки процесів, які умовно можна об'єднати у два блоки: чинники алохтонного та автохтонного впливу. При цьому доцільно розмежувати чинники у зв'язку з різним рівнем керованості і можливістю маніпулювання їх дією, визначити пріоритетні, які мають бути враховані при математичному моделюванні. На цій підставі серед чинників алохтонного впливу необхідно акцентувати увагу лише на двох із них - розораності територій та коефіцієнті водообміну, які можна вважати технологічними параметрами, а їх значення залежать від прийняття й реалізації відповідних технологічних рішень. Серед чинників автохтонного впливу є сенс акцентувати увагу також на двох із них - глибині водосховищ та біологічному забруднені. Якщо перший чинник вважається технологічним параметром і його значення залежить від інтенсивності експлуатації водосховища, то з другим пов'язана можливість проведення біомеліоративних маніпуляцій щодо вилучення надлишкової органічної речовини, що створюється на різних трофічних рівнях, формуванням штучних іхтіоценозів за рахунок інтродукції певних видів риб-меліораторів.

За регресійним аналізом визначені аналітичні і графічні форми взаємозв'язку між якісними параметрами гідроекосистем малих водосховищ та чинниками аллохтонного і автохтонного впливу, які складають основу математичної моделі. Елементи регресійних рівнянь впливу гідрологічних характеристик малих водосховищ на формування якісних параметрів води наведені в табл. 5.

Таблиця 4 Залежність якісних параметрів гідроекосистем малих водосховищ від коефіцієнта водообміну (Кв) і глибини (Глс, м)

Параметр якості води

Коефіцієнт водообміну (Кв)

Глибина (Глс), м

b0

b

b0

b

Прозорість води (Пр), м

1,49

1,15

0,70

0,55

Активна реакція (рН) середовища

8,46

-0,60

8,64

-0,20

Вміст фосфору фосфатів (Р), мг/дм3

0,31

-0,16

0,30

-0,03

Вміст амонійного азоту (N), мг/дм3

1,05

-0,30

1,21

-0,13

Перманганатна окиснюваність (ПО), мгО/дм3

13,38

-4,60

14,33

-1,41

Вміст хлоридів (Cl-), мг/дм3

957,16

-791,04

842,62

-145,36

Вміст сульфатів (SO42-), мг/дм3

577,30

-360,03

556,38

-77,16

Сума іонів (?i), мг/дм3

2753,7

-1925,0

2546,50

-378,86

Заростання макрофітами (ЗМ), %

27,24

-15,54

33,56

-5,91

Біомаса фітопланктону (Бф), г/м3

41,44

-21,97

46,24

-6,85

Таблиця 5 Залежність якісних параметрів гідроекосистем малих водосховищ від розораності територій (РО, %)

Параметр якості води

Елементи рівняння

b0

b

Прозорість води (Пр), м

4,60

-0,04

Вміст фосфору фосфатів (Р), мг/дм3

-0,60

0,01

Вміст амонійного азоту (N), мг/дм3

-0,81

0,03

Перманганатна окиснюваність (ПО), мгО/дм3

1,48

0,13

Заростання макрофітами (ЗМ), %

-38,09

0,86

Біомаса фітопланктону (Бф), г/м3

-138,15

2,66

Отримані лінійні регресійні елементи математичної моделі дають змогу апроксимувати досить складний і багатовекторний процес формування та функціонування гідроекосистем малих водосховищ під дією антропогенного навантаження. На нашу думку, доволі прості математичні моделі, в основу яких покладено комплексне узагальнення окремих явищ, що характеризують якісні параметри водних об'єктів, корисні як для прогнозування екологічної ситуації, так і для керування і регулювання процесом функціонування гідроекосистем малих водосховищ різного цільового призначення.

Еколого-трофічна класифікація малих водосховищ. З метою формування виважених та екологічно обґрунтованих управлінських рішень стосовно збереження і поліпшення якісних параметрів води малих водосховищ, запропоновано їх еколого-трофічну класифікацію. До її основи покладено сучасні принципи поділу водних об'єктів за системними рівнями згідно з визначеними складовими та діагностичними критеріями, які чинять домінуючий вплив на формування якісних параметрів гідро-екосистем. Малі водосховища різного цільового призначення класифіковано за такими рівнями (табл. 7): тип > підтип > клас > категорія.

На першому кваліфікаційному рівні залежно від показника мінералізації води малі водосховища представлені двома типами водойм: прісноводними (< 1000 мг/л), до яких належать практично всі акваторії з групи водосховищ питного і технічного призначення та переважна більшість зрошувального використання, і солонуватоводними (> 1000 мг/л), серед яких домінують водойми-акумулятори скидних іригаційних вод. На наступному кваліфікаційному рівні залежно від середньої глибини, як однієї з головних гідрологічних характеристик, що визначає корисний об'єм акваторії, малі водосховища поділені на підтипи: мілководні (< 4,0 м) водойми, до яких належать практично всі акваторії, пов'язані з іригацією, і середньоглибокі (> 4,0 м) водойми, представлені виключно питними і технічними водосховищами. З урахуванням значного впливу при формуванні якісних параметрів гідроекосистем такої гідрологічної характеристики, як проточність, вираженої через коефіцієнт водообміну Кв, виділено три класи водойм: проточні або транзитно-акумулятивні (> 0,90), до

Таблиця 6 Класифікація малих водосховищ різного цільового призначення

Класиф. рівень

Класифікаційна категорія

Складова класифікаційного рівня

Значення складової класиф. рівня

Цільове призначення малих водосховищ

Тип

Мінералізація води, мг/дм3

Прісноводні

< 1000

питні і технічні, зрошувальні

Солонуватоводні

> 1000

зрошувальні, водойми-акумулятори

Підтип

Середня глибина, м

Мілководні

< 4,0

зрошувальні, водойми-акумулятори

Середньоглибокі

> 4,0

питні і технічні

Клас

Проточність (за коефіцієнтом водообміну)

Проточні (транзитно-акумулятивні)

> 0,90

питні і технічні

Середньопроточні (акумулятивно-транзитні)

0,51 - 0,90

зрошувальні

Слабкопроточні (акумулятивні)

< 0,50

водойми-акумулятори

Катег.

Ступінь деградації гідроекосистеми

Слабка

Діагностика за комплексом показників

Специфічні для кожної групи залежно від цільового призначенням

Помірна

Сильна

Найважливішою складовою еколого-трофічної класифікації малих водосховищ різного цільового призначення є поділ техногенних акваторій за певними категоріями, що визначають ступінь деградації їх гідроекосистем. Діагностика за комплексом еколого-трофічних показників, які мають відповідні кількісні межі прояву залежно від цільового призначення водосховищ, дає змогу встановити три категорії деградації гідроекосистеми: слабку, помірну і сильну (табл. 8).

Кількісні параметри класифікаційних показників, за якими визначається категорія деградації гідроекосистеми для груп малих водосховищ за цільовим призначенням, переважно узгоджуються з екологічною класифікацією якості поверхневих вод, що дає підстави вважати розроблену класифікаційну систему складовим елементом системи екологічних класифікацій якості поверхневих вод.

Розроблена і запропонована система класифікацій екосистем малих водосховищ, яка ґрунтується на використанні обмеженого переліку пріоритетних параметрів, абіотичного і біотичного походження, дає змогу проводити комплексну паспортизацію цієї групи водойм, здійснювати екологічне бонітування окремих акваторій, отримувати об'єктивні дані щодо рівня деградації їх гідроекосистем, створює інформаційне підгрунття для прийняття виважених і дієвих управлінських рішень щодо водоохоронної діяльності.

...

Подобные документы

  • Значення водосховищ для гідроенергетики та теплоенергетики. Використання водосховищ гідроакумулюючими електростанціями. Значення водосховищ для іригації та лісосплаву. Призначення та застосування водосховищ для рибного господарства та водного транспорту.

    реферат [22,2 K], добавлен 19.12.2010

  • Визначення причин деградації Азовського моря. Виявлення наслідків впливу антропогенного навантаження на екосистему Чорного моря. Ерозійні процеси - основна екологічна проблема Дніпра. Роль інтенсифікації сільського господарства в обмілінні малих річок.

    реферат [1,3 M], добавлен 13.09.2010

  • Характеристика режиму річкового стоку. Поняття, сутність та класифікація водосховищ, опис їх впливу на якість води та значення у водопостачанні, боротьбі з повенями та рекреації. Аналіз основних засобів боротьби з надлишковим "цвітінням" водосховищ.

    реферат [21,6 K], добавлен 19.12.2010

  • Загальна характеристика токсичних речовин та шляхи їх надходження до водних екосистем. Основні водні об`єкти м. Чернігова та їх забруднення комунальними та промисловими стоками. Метод біотестування для оцінки якості води основних водоймищ м. Чернігова.

    курсовая работа [164,0 K], добавлен 25.09.2010

  • Характеристика токсичних речовин та шляхи їх надходження до водних екосистем. Основні водні об`єкти м. Чернігова. Забруднення водних систем міста комунальними, промисловими стоками. Використання методу біотестування для оцінки якості води водних об`єктів.

    курсовая работа [65,0 K], добавлен 21.09.2010

  • Загальні поняття про водосховища України. Хімічний склад вод, проблеми після виникнення водосховищ. Їх екологічний стан на сьогодні та господарське значення. Закономірності формування і просторового розподілу гідрохімічних показників якості води.

    курсовая работа [568,3 K], добавлен 29.11.2011

  • Право природокористування як система правових норм. Екологічне законодавство України. Захист порядку встановлення та зміни цільового призначення земель. Законодавство про рослинний світ: принцип цільового використання. Запобігання забрудненню грунтів.

    реферат [27,2 K], добавлен 23.01.2009

  • Загальна характеристика зон прямої та побічної дії. Оцінка впливу водосховищ на земельні ресурси, народне господарство адміністративних районів, підтоплення та переробку берегів. Аналіз проблем, пов’язаних із вилученням земель при створенні водосховищ.

    реферат [22,3 K], добавлен 19.12.2010

  • Господарські особливості цукрового заводу. Обґрунтувати стану повітря та води у зоні функціонування підприємства із переробки буряка цукрового. Пропозиції ДП "Іваньківський цукровий завод" щодо поліпшення стану екосистем у зоні його функціонування.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 26.12.2012

  • Вода як екологічний фактор. Характеристика водних ресурсів Землі та України. Джерела забруднення водних ресурсів та їх характеристика в Україні. Дослідження якості та безпеки води, якою забезпечуються споживачі міста Вінниця, шляхи і методи її очищення.

    дипломная работа [87,9 K], добавлен 25.10.2010

  • Пестицидне агротехногенне навантаження. Патогенні зміни в організмі, які зумовлюють пестициди. Переміщення пестицидів у біосфері. Толерантність території до пестицидного навантаження. Принципи інтегрованого захисту рослин. Охорона атмосферного повітря.

    реферат [283,6 K], добавлен 16.11.2010

  • Теоретичні і методологічні основи охорони природи. Оцінка антропогенного впливу на довкілля та проблеми екологічної безпеки. Особливості забезпечення рівноваги в природі, шляхи поліпшення якості довкілля та оптимізація використання природних ресурсів.

    контрольная работа [26,0 K], добавлен 19.10.2012

  • Нормативи в галузі охорони атмосферного повітря. Регулювання та оцінка впливу викидів забруднюючих речовин на стан атмосфери. Обґрунтування обсягів викидів для отримання дозволу на викиди стаціонарними джерелами. Державний облік у галузі охорони повітря.

    курс лекций [478,4 K], добавлен 23.01.2011

  • Теоретичні основи дослідження якості води в річках, якість води та фактори, що її формують. Хімічний склад річкових вод, джерела та шляхи надходження забруднюючих речовин, вплив забруднень на екосистему річки. Методика дослідження якості води в річці.

    курсовая работа [147,7 K], добавлен 06.10.2012

  • Сучасний стан ґрунтового покриву Коростенського району Житомирської області та види його використання. Типи антропогенного впливу, що діють на ґрунти району. Особливості впливу антропогенної діяльності на стан родючості ґрунтового покриву регіону.

    статья [100,2 K], добавлен 05.10.2017

  • Хімічний, бактеріологічний и технологічний аналіз води. Методика визначення показників її якості. Стан і використання водних ресурсів Херсонської області. Екологічна оцінка якості питної води і характеристика стану систем водопостачання та водовідведення.

    курсовая работа [430,5 K], добавлен 14.05.2012

  • Аналіз природних умов басейну річки Замчисько: грунту рослинність, клімат, гідрогеологія. Оцінка впливу господарської діяльності на водозбір та хімічний склад вод річки. Антропогенне навантаження на басейн водойми, заходи реабілітації річкових екосистем.

    курсовая работа [803,7 K], добавлен 23.05.2019

  • Поняття, сутність, класифікація, структура та призначення водогосподарських комплексів, а також особливості їх формування, функціонування, розвитку та впливу на навколишнє середовище. Зальна характеристика основних учасників водогосподарських комплексів.

    реферат [18,7 K], добавлен 19.12.2010

  • Суть і основні характеристики водних ресурсів, їх забруднювачі та загальне екологічне становище. Характеристика методів очищення стічних вод. Забруднення і охорона водних ресурсів Житомирської області та Коростишівського району, покращення питної води.

    дипломная работа [379,2 K], добавлен 01.11.2010

  • Загальна інформація про Цезій-137. Радіоактивне забруднення водних екосистем після аварії на ЧАЕС. Шляхи надходження радіонуклідів у водойми. Радіаційний стан водних систем районів розташування АЕС. Методологія управління радіоємністю водоймища.

    реферат [20,7 K], добавлен 12.02.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.