Техногенная деятельность человека изменяет в водоемах-охладителях ряд абиотических факторов, входящих в качестве элементов в характеристику биотопа. Особенности структуры такого искусственного биотопа могут приводить к разбалансированности отдельных уровней биоты комплекса живых компонентов экосистемы, а также изменять направленность протекающих в ней процессов.
Анализ данных литературы и полученные нами результаты показывают, что садковые рыбные хозяйства могут становиться одним из факторов формирования гидрохимического и гидробиологического режимов водоемов-охладителей.
Программа наших исследований по оценке воздействия этой формы рыбоводства на экологическое состояние водоемов включает широкий круг работ, касающихся установления изменений в гидрохимическом, гидробиологическом режимах, скорости осадконакопления, основных структурно-функциональных характеристик донных отложений и разработки методики расчета допустимой нагрузки и экологически возможного объема производства рыбы в садках в условиях конкретного водного объекта.
В настоящем сообщении дана оценка воздействия садкового рыбоводства на биомассы наиболее ценного для обитающих в водоемах рыб «мягкого» макрозообентоса водоемов-охладителей 2 крупных электростанций — тепловой (Змиевская ТЭС) и атомной (І–ІІ очередь Курской АЭС).
Необходимость изучения макрозообентоса обусловлена тем, что под влиянием отходов рыбоводства под рыбоводными садками формируется специфический биотоп этой группы гидробионтов, что отражается на его развитии. В то же время донные организмы, стабильно локализующиеся в определенных биотопах в течение длительного времени, являются удобными объектами биологического мониторинга за изменяющимся состоянием водных экосистем. Организмы зообентоса, чутко реагирующие на кратковременные изменения гидрохимических показателей, могут быть использованы для наблюдений и в многолетнем аспекте.
Надежность использования этих гидробионтов в качестве показателей степени загрязнения водоемов подтверждается также исследованиями, проведенными за рубежом.
Материалы и методы
Методика исследований заключалась в сравнении обилия макрозообентоса под рыбоводными садками и на различных участках водоемов-охладителей.
При исследованиях этой группы гидробионтов обычно используют несколько количественных и качественных показателей биомассу, численность, видовой состав, доминирующие виды и др. Наиболее точным из них, по мнению А.И. Баканова, следует считать биомассу, так как при взятии, промывке и разборке проб теряется всего несколько процентов биомассы организмов, потери же численности могут достигать значительных величин ввиду того, что мелкие организмы наиболее многочисленны.
О решающем значении данных по биомассе зообентоса при оценке экологического состояния водных объектов говорится и в работе О.П. Оксиюк. Поэтому в качестве основной характеристики макрозообентоса использовали его удельную биомассу (г/м2).
Точки контроля на водоеме-охладителе Змиевской ТЭС были выбраны с учетом температурных и биотопических (по характеру грунта) условий.
Построен водоем был путем преобразования естественного озера Лиман. Ввиду этого практически с начала его функционирования донные отложения более 80% ложа водоема-охладителя Змиевской ТЭС представлены одной биотопической зоной — илами с той или иной примесью песка, в которых развиваются только представители “мягкого” зообентоса, в основном личинки хирономид и олигохеты. Это позволило нам рассчитать средние величины обилия зообентоса в водоеме в разные годы с учетом площади каждой температурной зоны.
Пробы макрозообентоса отбирали в одной изобатической зоне, соответствующей глубинам воды в районе размещения садковых линий Лиманского рыбхоза — 3,6–5,5 м. Точки отбора проб зообентоса находились в районе водосброса ТЭС, под рыбоводными садками, в центре, западной и восточной частях водоема, При выборе временной единицы отсчета мы руководствовались выводами М.Ю. Воронина и М.В. Ермохина, считающими, что наиболее подходящими для анализа уровня количественного развития бентоса являются среднегодовые показатели обилия.
На водоеме-охладителе Змиевской ТЭС рыбоводные садки ежегодно располагаются в одном районе — одной температурной и биотопической (для зообентоса) зоне. При этом садковые линии закрепляются с одного края, что обусловливает их перемещение вокруг якоря. Это, с одной стороны, уменьшает волновое воздействие на них, а с другой увеличивает площадь воздействия на зообентические сообщества. В таких условиях наиболее показательным было рассмотрение обилия (удельных биомасс) бентических животных в разные годы.
Рыбоводные садки на водоеме-охладителе КАЭС І–ІІ очереди располагались в разных температурных зонах.
Ввиду того, что на водоеме развивается значительное волновое воздействие, практикуется иной тип крепления садковых линий. Здесь садки закрепляются с двух сторон — одним концом к берегу (дамбе), вторым — якорями ко дну водоема. Водоем-охладитель КАЭС І–ІІ очереди был построен в пойме р. Сейм и для предотвращения всплывания торфа его ложе было покрыто песком. В таких условиях оценку воздействия проводили путем сравнения обилия бентоса под рыбоводными садками с близрасположенными точками в тех же температурных и биотопических зонах. Отбор, разборку и анализ отобранных проб макрозообентоса осуществляли общепринятыми в гидробиологии методами.
Результаты исследований и их обсуждение
Рыбохозяйственное использование водоема-охладителя Змиевской ТЭС осуществляется по таким основным направлениям зарыбление растительноядными рыбами и карпом, промысел и садковое рыбоводство. При этом основную часть товарной рыбы получают за счет садкового выращивания (кроме периода 1997–2001 гг.), на долю промысла приходилось не более 20% общей рыбопродукции водоема. Кормление рыбы, которая содержится в садках, искусственными кормами является основным фактором влияния садкового рыбного хозяйства на экологическую обстановку в водоеме.
Но часть корма, которая не переходит в биомассу рыб (с дальнейшим изъятием из круговорота органического вещества в экосистеме) и в растворимые продукты, осаждается на дно, увеличивая содержание органических веществ в осадках и общий объем донных отложений.
В первые годы существования водоема-охладителя количественные показатели развития макрозообентоса не отличались высокими значениями — его среднесезонная биомасса составляла 3,65–5,46 гм2. Собранные в литературе и полученные нами средневегетационные биомассы макрозообентоса в водоеме-охладителе Змиевской ТЭС в разные годы приведены в табл. 1. Там же представлены сведения по производству рыбы в садках Лиманского рыбхоза и соотношения биомасс зообентоса в температурной зоне расположения садков и под садками.
Таблица 1. Средневегетационные биомассы «мягкого» макрозообентоса в водоеме охладителе Змиевской ТЭС в разные годы
| Год | Выращено рыбы в садках, т | Средняя биомасса зообентоса, г/м2 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| *По водоему |
В температурной зоне садков (А) |
Под садками (В) | А/В | ||
| Ср. 1973-1975 | 95,6 | 5,86 [9] | 6,68 [9] | 6,15 [9] | 1,09 |
| 1981 | 1131,6 | 5,54 [10] | 6,39 [10] | 1,67 [10] | 3,83 |
| 1984 | 1319,7 | 8,57 | 12,01 | 1,52 | 7,90 |
| 1985 | 1248,2 | 23,59 | 28,36 | 0,97 | 29,23 |
| 1986 | 1464,7 | 39,42 | 31,98 | 0,70 | 45,69 |
| 1995 | 350,0 | 21,12 | 33,71 | 2,94 | 11,46 |
| 1997 | 70,6 | 15,46 | 20,92 | 5,12 | 4,09 |
| 2001 | 13,2 | 7,39 | 5,84 | 1,62 | 1,51 |
| 2004 | 150,0 | 4,99 | 6,02 | 2,68 | 2,25 |
| 2005 | 112,8 | 6,39 | 4,51 | 2,06 | 2,19 |
| 2006 | 133,0 | 7,16 | 7,67 | 9,92 | 0,77 |
Рассчитано с учетом площадей температурных зон.
Таким образом, исследования кормовой базы рыб-бентофагов в водоеме-охладителе Змиевской ТЭС свидетельствуют о сильном влиянии на нее садкового рыбного хозяйства. Учитывая биомассы макрозообентоса, кислородный режим в придонных слоях в районе садков, а также характер крепления садковых линий (одним якорем), можно сказать, что около 2 км2 дна полностью исключаются из нагульных участков рыб-бентофагов.
Вместе с тем, учитывая технический статус водоема, последствия ухудшения состояния зообентоса необходимо оценивать прежде всего с точки зрения формирования рыбопродукции. Общая биомасса «мягкого» бентоса в районе влияния садкового хозяйства может быть оценена в 13,6 т, что соответствует потенциальной рыбопродуктивности на уровне 5,2 т при потреблении рыбами 50% продукции бентоса. При вылове, составляющем 30% запаса, недовылов товарной рыбы за счет исключения этого района из нагульных участков может быть оценен в 1,6 т ежегодно (1,0–1,4% объемов выращенной в садках рыбы).
По данным табл. 1 были рассчитаны коэффициенты корреляции между биомассами зообентоса и производством рыбы в садках (табл. 2).
Данные табл. 2 показывают, что взаимосвязь между объемами производства рыбы в садках и средними удельными биомассами макрозообентоса в водоемеохладителе Змиевской ТЭС вне садков
Таблица 2. Коррелятивные связи между объемами производства рыбы в садках и средней биомассой макрозообентоса в водоеме-охладителе Змиевской ТЭС
| Район | Показатель | Вывод о взаимосвязи | ||
|---|---|---|---|---|
| R | t | |||
| tакт | tфакт | |||
| Весь водоем | +0,620±0,171 | 2,736 | t0,05=2,160 | Существенна при t0,05 |
| Температурная зона размещения садков | +0,492±0,229 | 1,786 | t0,05=1,796 | Несущественна |
| Под садками | -0,570±0,213 | 2,080 | t0,05=1,812 | Существенна при t0,10 |
За период 1966–2006 гг. имеет средний положительный характер и достоверна в целом в водоеме-охладителе в 95% случаев и не достоверна в температурной зоне размещения садков. Корреляция объемов выращивания рыбы в садках и удельными биомассами зообентоса под садками достоверна в 90% случаев и носит средний, но отрицательный характер.
На водоеме-охладителе Курской АЭС на протяжении 1983–1985 гг. выращивали рыбу в садках экспериментального Курчатовского рыбхоза. С 1987 г. начал работать полносистемный Курчатовский рыбхоз, который наряду с получением посадочного материала выращивал товарную рыбу в бассейнах и садках.
Кроме того, с 1987 г. работает рыбоводный участок подхоза КАЭС (садки). Осуществляемые перестановки садковых линий и разные периоды их эксплуатации позволили оценить изменения обилия зообентоса при разной нагрузке от рыбоводных садков.
Сводные результаты анализа состояния макрозообентоса в водоеме-охладителе І–ІІ очереди Курской АЭС (в тех же биотопах) при разной продолжительности функционирования садковых рыбных хозяйств представлены в табл. 3.
Данные табл. 3 показывают, что поступление с отходами садкового рыбоводства большого количества органических веществ в целом оказывает угнетающее действие на развитие донных зооценозов.
Уже через 2 месяца в зонах сильного и умеренного подогрева наблюдалось снижение обилия зообентоса по сравнению со средними биомассами в той же температурной зоне и на тех же биотопах в 4,30–15,33 раза. В то же время в зоне минимального подогрева происходило как снижение обилия бентических животных под началом садковой линии (в 2,07 раза), так и увеличение — в 1,75–2,36 раза. При этом наибольший рост обилия отмечен под конечными садками линии. Данный факт мы связываем с увеличением проточности на концевых участках садковых линий, обусловленной близостью водозабора АЭС.
Отмечаемое нами снижение биомасс зообентоса под рыбоводными садками на водоемах-охладителях Змиевской ТЭС и КАЭС I–II очереди наблюдалось и на других водоемах-охладителях. Так, в водоеме-охладителе Печорской ГРЭС биомасса макрозообентоса под садками была меньше таковой на основной акватории в 25 раз, для водоемов-охладителей Криворожской ГРЭС-2 и Беловской ГРЭС этот показатель составил 10 раз и более [13, 14]. Для некоторых водоемов показано полное отсутствие зообентоса в районе садковых линий [15, 16].
Кроме ухудшения условий обитания элиминация бентических организмов может происходить вследствие их выедания скапливающимися под садками свободноплавающими рыбами.
Таблица 3. Средние биомассы «мягкого» зообентоса водоема-охладителя КАЭС I–II очереди при разной продолжительности функционирования садковых рыбных хозяйств, г/м2
| Зона подогрева | Точка | Продолжительность воздействия садков | |
|---|---|---|---|
| 2 месяца | Через 1 год после 3 лет | ||
| Сильного | А | 13,03 | 13,03 |
| В | 0,85 | 18,07 | |
| Изм. | -15,33 | +1,39 | |
| Умеренного | А | 1,59 | 1,59 |
| В | 0,37 | 11,76 | |
| Изм. | -4,30 | +7,40 | |
| Слабого | А | 0,87 | - |
| В | 1,33 | - | |
| Изм. | -1,53 | - | |
Примечания А — вне садков, В — под садками; Изм. — изменение, раз (+ увеличение; – уменьшение).
В то же время главной причиной снижения биомасс зообентоса под рыбоводными садками является, по нашему мнению, его отмирание, так как в придонных слоях воды под садками постоянно наблюдается пониженное содержание растворенного в воде кислорода, что, по данным сотрудников ВНИИПРХ, препятствует нормальному потреблению зообентоса рыбами.
ВЫВОДЫ
Проведенная нами оценка воздействия садковых рыбных хозяйств на макрозообентос водоемов-охладителей показала следующее.
- Поступление в донные отложения с отходами рыбоводства органических веществ до определенного уровня способствует росту удельных биомасс макрозообентоса.
- Однако при постоянном поступлении в донные отложения органических веществ с отходами садкового рыбоводства, что наблюдается под рыбоводными садками, в них начинают интенсивно протекать деструкционные процессы, поглощающие много кислорода. Это обусловливает возникновение в придонных слоях воды под рыбоводными садками анаэробных условий и появление сероводорода. Поэтому бентические сообщества в районах размещения рыбоводных садков находятся в угнетенном состоянии, а иногда и полностью элиминируются.
Н.В. Старко
Украинский НИИ экологических проблем, Харьков.
Видео: Разведение рыбы в садках изготовление садков для разведения рыбы
