Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Формирование и современное состояние зоопланктонного сообщества Новосибирского водохранилища

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Формирование и современное состояние зоопланктонного сообщества Новосибирского водохранилища"



г*......

я ^

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ СИСТЕМАТИКИ II ЭКОЛОГИИ ЖИВОТНЫХ

На правах рукописи

УДК 591.524.12(С57:282.4Н)

Ермолаева Надежда Ивановна

Формирование и современное состояние зоопланктонного сообщества Новосибирского водохранилища

03.00.08 Зоология.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск -1998

Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем СО РАН.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В.В.Кириллов

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: Томский государственный университет.

Защита состоится "%% " ^ежс^ис 1998 г. в ~ час, на заседании специализированного совета в Институте систематики и экологии животных СО РАН по адресу: г.Новосибирск, 630091, ул.Фругое, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систематики и экологии животных СО РАН.

Автореферат разослан " " /сол^/^Х_1998 г.

доктор биологических наук, профессор М.Г.Сергеев

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Л.В.Веснина

Ученый секретарь диссертационного совет доктор биологических наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Формирование жизни в искусственных водоемах представляет собой сложную биологическую проблему. Новосибирское водохранилище -первое равнинное водохранилище Сибири и единственное на р.Оби. Установление особенностей формирования в нем зоопланктонных сообществ необходимо для прогнозирования гидробиологического режима аналогичных водохранилищ в Сибири (в частности Крапи-винского) и, при существующих режиме использования и тенденции повышения требований к качеству воды, собственно Новосибирского водохранилища на последующий период эксплуатации. Кроме того, процессы, происходящие в водохранилище, оказывают определяющее влияние на формирование качества воды в нижнем бьефе ГЭС, где расположены водозаборы г.Новосибирска - крупнейшего города юга Западной Сибири.

Зоопланктон обладает высокой скоростью реагирования на изменение внешних условий.. При многозначности экологических эффектов реагирования в их число обязательно входит изменение таксономической структуры и численности планктонных сообществ. Эти характеристики могут быть включены в систему мониторинга процессов антропогенного и природного эвтрофирования. Организмы, образующие планктонные ценозы, осуществляют биологическое самоочищение и являются индикаторами качества воды, загрязнения органическими веществами (сапробности). Многолетнее изучение зоопланктона при различном сочетании природных и антропогенных факторов имеет большое значение как для сравнительной оценки состояния водных экосистем по результатам гидробиологического мониторинга, так и для разработки методики прогнозов качества поверхностных вод.

Цель исследования. Цель работы - изучение особенностей формирования и функционирования зоопланктона в равнинном водохранилище под влиянием естественных и антропогенных факторов в условиях юга Западной Сибири.

Задачи исследований:

• изучение видового состава, сезонной динамики численности и биомассы, структуры ценозов, размерных характеристик зоопланктона,

• определение пространственной неоднородности и динамики зоопланктона в сезонном и межгодовом аспектах,

• оценка направления сукцессии зоогшанктонного сообщества под влиянием гидрологических и гидрохимических факторов,

• выявление особенностей многолетней сукцессии зоопланкгоноценозов Новосибирского водохранилища в сравнении с другими водохранилищами.

• определение уровня трофносги водоема, реакция зоопланктонных сообществ на загрязнение и роль зоопланктона в биологическом очищении воды (в частности накопление тяжелых металлов),

• прогнозирование гидробиологического режима водоема,

Научная новизна:

Сделано обобщение данных по таксономическому составу, структуре, функционированию и сукцессии зоопланггонного сообщества за весь период существования Новосибирского водохранилища. Впервые подробно исследован подледный период развития зоо-планктонного сообщества в условиях Сибири, определены численность и биомасса зимнего зоопланктона. Вычислены индивидуальные веса планктонных ракообразных и коловраток для Новосибирского водохранилища. Проведен анализ причин "пятнистого" распределения зоопланктона по акватории водоема, включая влияние течения, характер грунтов, видовой состав макрофитов, распределение глубин, гидрохимические факторы. Дана оценка трофического типа Новосибирского водохранилища и прогноз на последующий период. Определены коэффициенты накопления тяжелых металлов в гидробионтах в условиях Новосибирского водохранилища , как характеристика, дающая основания для оценки степени участия зоопланктона в процессах самоочищения водоема. Даны рекомендации по режиму заполне-

ния и эксплуатации водохранилищ в условиях Сибири с учетом санитарно-гигиенических требований.

Установлены основные закономерности формирования зооплагтктонного сообщества Новосибирского водохранилища и их особенности по сравнению с другими крупными водохранилищами Сибири. Проведен сравнительный анализ видового и доминантного состава зоопланктона сибирских водохранилищ, достигших стадии стабилизации режима, отмечены признаки сходства и отличия. Установлена определяющая роль морфометрии, широтного расположения водоема и проточности на становление видового состава зоопланктона, формирующегося после достижения НПУ.

Основные защищаемые положения:

1. При формировании зоопланктонных сообществ в равнинных водохранилищах в условиях юга Западной Сибири, ядро доминантов меняется медленно. В Новосибирском водохранилище стабилизация доминантного комплекса зоопланктона произошла спустя 10-12 лет с момента образования водоема.

2. Численность зоопланктона за последние 10-15 лет уменьшилась практически в 1,5 раза, тогда как биомасса возросла приблизительно в 1,2 раза за счет развития более крупных форм, но в меньшем количестве. Перестройке подверглось зоопланктонное сообщество и в верхней, и в нижней части водохранилища.

3. Интенсивному развитию зоопланктона в летний период способствуют малая водность, стабильный уровенный режим водохранилища в сочетании с большой суммой тепла и отсутствием длительного ветрового перемешивания.

4. Зима не является периодом полной депрессии зоопланктонных сообществ. Это определенный этап их развития, характеризующийся развитием специфических зимних видов и зимних генераций круглогодичных форм, морфологически и экологически отличающихся от летних.

5. Для большей части массовых видов зоопланктона (D.longispina, D.cucullata, D.brachyurum, Ch. sphaericus, A.viridis, M.leuckarti и L.kindtii) характерны вертикальные суточные миграции. Сезонное вертикальное распределение зоопланктона связано с термическими условиями в пределах водной толщи.

6. По индексу Пантле и Букка и по индексу видового разнообразия Шеннона Новосибирское водохранилище относится по качеству вод ко II - III классу (слабо и умеренно загрязненные воды). Низкая скорость эвтрофирования водохранилища при относительно высокой доле площади литорали объясняется значительным внешним водообменом.

7. Зоопланктон активно аккумулирует из воды тяжелые металлы. Видоспецифичности в накоплении микроэлементов и токсикантов не выявлено.

8. Новосибирское водохранилище похоже на другие водохранилища Сибири замедленным процессом формирования зоопланктонных ценозов, но при большем разнообразии прибрежных и прибрежко-фигофильных форм.

Практическое значение. Работа выполнялась в рамках плановых тем научных исследований Института водных и экологических проблем СО РАН по научным программам: Региональная научно-техническая программа "Сибирь", Фундаментальная программа СО РАН "Биосферные и экологические исследования", Экологическая программа ННЦ СО РАН и рамках хоздоговора "Оценка водохозяйственной и экологической ситуации на р.Томь и ее водосборном бассейне" (между ИВЭП СО РАН и ВОБВУ, 1990-1991 гг.). Материалы исследований включены в отчет по хоздоговору с ЛенГИДРОПРОЕКТом N 40/91 "Анализ экологического состояния Новосибирского водохранилища и его нижнего бьефа; экологическая оценка вариантов ТЭО "Улучшение использования водных ресурсов Новосибирскою водохранилища", в доклады Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов "О состоянии окружающей природной среды в Новосибирской области" за 1994, 1995, 1996 и 1997 гг. Работа является частью комплексных исследований, про-

водимых с целью оптимизации мониторинга процессов эвтрофирования, изыскания путей улучшения качества воды и повышения рыбопродуктивности Новосибирского водохранилища.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей. среды" (Томск, 1995), Международном симпозиуме "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах" (Новосибирск, 1995), Республиканской конференции "Региональное природопользование и экологический мониторинг" (Барнаул, 1996), на И Российской конференции по использованию синхротронного излучения SI-96 (Новосибирск 9-12 июля 1996 г.), на Международном конгрессе аналитической химии (Москва, 15-21 июня 1997 г.), 3-rd International Conference on Reservoir Limnology and Water Quality (Öeske Budejovice, Czech Republic, August 11-15, 1997), 17-th International Symposium of the North American Lake Management Society (Houston, December 17-24, 1997), на Международной конференции "Экологические проблемы бассейнов крупных рек" (Тольятти, Россия, 14-18 сентября 1998 г), на Научной конференции "Биологическое разнообразие животных Сибири" (г.Томск, 28-30 октября 1998г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,7 глав,. выводов и приложения. Работа изложена на 235 стр., включает 23 рисунка и 44 таблицы. Список использованной литературы содержит 272 названия, в том числе 24 на иностранных языках.

1. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗООПЛАНКТОНА НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА.

Водосборный бассейн Новосибирского водохранилища расположен на юге Западной Сибири на территории Алтайского края, Республики Алтай, Новосибирской и частично Кемеровской областей.

Водохранилище Новосибирской ГЭС является одним из первых больших искусственных водоемов Сибири. Наполнение продолжалось с весны 1957 г. до конца июня 1959 г. В настоящее время полный объем составляет 8,02 км3 , полезный - 4,4 км3, площадь - 1082 км2, средняя ширина - около 10 км, максимальная - 22 км, минимальная - 2 км, средняя глубина - 7,4 м, максимальная - 23 м, длина водохранилища - 200 км. Новосибирское водохранилище - долинного типа с сезонным регулированием. Навигационная сработка уровня - не более 1,0 м, в зимний период - 4-5 м. В водохранилище впадает 19 малых рек, из них наиболее крупная - р.Бердь. Водохранилище можно разделить на три участка. Нижняя часть от плотины до с.Завьялово, средняя - до с.Усть-Алеус и верхняя - до г.Камень-на-Оби.

Безледоставный период составляет в среднем 183 дня с температурой воды в летний период 18-23 0 С. Содержание органического вещества невысокое (ХПК 1,4-22,0 мг О/л) и содержание микроэлементов (Мп, РЬ, Си, Be, V, Ni, AI) невысокое, что согласуется с физико-географическими особенностями бассейна р.Оби (Коновалов и др., 1966). Концентрация растворенного в воде кислорода за период исследований колебалось от 2,5 до 15,5 мг/л.

В бактериопланктоне до образования водохранилища содержание сапрофитов в р.Обь у г.Новосибирска в 1936 г. составляло летом - 450 кл./мл (Шестакова,1961). В 1957 г.-1 тыс.кл/мл, в 1958 г. - 200-400 кл./мл. В 1991 г. (Соколова, 1992) наибольшее количество бактериопланктона обнаруживалось на всех участках водоема в летний период (от 10 до 150 кл./мл сапрофитных бактерий), существенно снижаясь осенью (до 15 кл./мл).

Таксономический состав водорослей водохранилища (фитопланктона и фигобентоса вместе) в настоящее зремя включает 608 видов и внутривидовых форм (Левадная.1992). Максимальная биомасса фитопланктона (10-136 мг/л) приходится на июнь-начало августа и слагается в основном видами рода АпаЪаепа, Aphanizomenon flos-aquae, Microcystis aeruginosa, Melosira granulata.

В видовом составе водной и околоводной растительности водохранилища отмечено около 100 видов (Березина, 1976; Мальцева, 1977). По численности и биомассе доминируют 5 видов: тростник обыкновенный, рогоз узколистный, болоткоцветник щитолистный, рдест стеблеобъемлющий и рдест блестящий. Все виды макрофитов-доминантов произрастают в литоральной зоне до глубин 2,5 м.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

Материалом для работы послужили результаты, полученные во время полевых иссле- . дований ИВЭП СО РАН на Новосибирском водохранилище в период 1990-1994 гг. Пробы зоопланктона отбирали в маршрутных съемках с катера по всей акватории в 5 створах (в каждом 3 станции - у берегов и на середине), выбранных с учетом морфологических и гидрологических особенностей водоема. Маршрутные съемки проводили ежемесячно с мая по октябрь. В стационарных условиях в устье Бердского залива вблизи приплотинного района в течение года производили ежедекадный лов зоопланктона. Для исследования вертикального распределения и суточных миграций зоопланкгеров проводили суточные съемки в районе Быстровки (глубина 10,8 м). Пробы зоопланктона отбирали каждые 4 часа с семи горизонтов: 0.5, 2, 4,6, 8,10 м и придонный слой.

В период открытой воды отбор проб с поверхностного горизонта производили фильтрованием 50 л воды через сеть Апштейна, с более глубоких горизонтов - 10-литровым батометром, с последующей фильтрацией через сеть. Подледный лов зоопланктона проводили методом облавливания столба воды сетью Джеди (с диаметром входного отверстия 20 см). Все сети изготовлены из капронового сита N 64.

Собранный материал фиксировали 4% (v/v) раствором формалина. Зимой в пробы добавляли фиксатор (до 20 % от объема пробы), состоящий из 90% (v/v) спирта и раствора сахара (1:1), который предотвращает деформацию раковин и высыпание эмбрионов, а также препятствует промерзанию проб при транспортировке (Prepas, 1978; Ривьер, 1992).

Пробы обрабатывали счетно-весовым методом в камере Богорова (Киселев, 1956,1969) с учетом рекомендаций Кожовой О.М. и Мельник Н.Г. (1978,1979). При расчете численности, биомассы, продукции зоопланктона руководствовались "Методическими рекомендациями..." (1982, 1984). Индивидуальную массу ракообразных и коловраток определяли по длине тела с использованием уравнения зависимости между этими показателями (Балушкина, Винберг,1979). Для коловраток использовали значения q, предложенные Ruttner-Kolisko (Ruttner-Kolisko,1977). При расчете биомассы использовали индивидуальные веса ракообразных и коловраток, рассчитанные с учетом размеров организмов, обитающих в Новосибирском водохранилище. Для повышения достоверности измеряли не менее 50 экз. массовых видов. Для пяти видов отдельно определены веса в летний и зимний период. Всего было собрано и обработано 452 количественных пробы зоопланктона, а также 50 качественных проб с целью выявления редко встречающихся видов. Видовое определение зоопланктона проводили по определителям (Рылов,1930; Рылов,1948; Боруцкий,1960; Мануй-лова,1964; Кутикова,1970). Индексы сапробносги рассчитывали по методу Пантле и Букка в модификации Сладечека с применением списка индикаторных видов Сладечека (V.Sladecek 1963). Видовое разнообразие сообществ зоопланктона оценивали с помощью индекса Шеннона (Margalef 1958).

При исследовании накопления тяжелых металлов в зоопланктоне и зообентосе в июле и сентябре 1991 года одновременно отбирали сопряженные серии проб воды, взвеси, донных отложений, зоопланктона и зорбенгоса. Определение тяжелых металлов проводили методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии и электротермической атомиза-ции на атомно-абсорбционных спектрометрах фирмы Зееман и Перкин-Элмер. Анализ проб проведен в Аналитическом центре Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН кх.-м.н. Г.Н.Аношиным и к.г.-м.н. Б. А.Воротниковым.

Работы по гидрологии и гидрохимии в 1990-1994 гг. производили сотрудники Новосибирской комплексной лаборатории ИВЭП СО РАН под руководством к.г.н. В.М.Савкина и Лаборатории контроля качества поверхностных и сточных вод Управления эксплуатации Новосибирского водохранилища под руководством И.Е.Варламовой.

3. ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗООПЛАНКТОНА В 1990-1994 гг

В настоящее время для зоопланктона Новосибирского водохранилища отмечено 69 видов, с учетом вариететов - 75 форм зоопланктеров. На долю Rotatoria приходится 31 форма (41% от всего видового состава), Cladocera - также 31 вид и Copepoda - 12 видов и варие-тетоз (18%).

' ; Rotatoria:

Коловратки в водохранилище представлены 18 семействами. В основном, это широко распространенные в Палеарктике виды. Экологически их можно разделить на 3 группы: 1. Эвритермные массовые виды, которые присутствуют в планктоне в течение всего года: Kellicotia longispina, Keratella cochlearis, К. quadrata, Brachionus calyciflorus, Notholca acuminata, Polyarthramajor, P.minor, Asplanchna priodonta, A.herricki. 1. Широко распространенные в Палеарктике тепловодно-стенотермные виды, максимум численности которых приходится на период наибольшего прогрева вод (июль-август): Polyarthra euryptera, Synchaeta stilata, S.pectinata, Bipalpvs hudsoni. 3. Обитатели прибрежных зарослей, летом распространены в заливах и на заросших мелководьях: Trichocerca cylindrica, T.elongata, Squatinella rostrum rostrum, Lepadella acuminata, Euchlanis dilatata, Brachionus calyciflorus var. spinosus.

Ежегодно в составе зоопланктона Новосибирского водохранилища регистрируются Notholca acuminata, Keratella quadrata, Kcochlearis, Kellicottia longispina,Synchaeta pectinata, S.stylata, Polyarthra majori P.minor, P.remata, Asplanchna priodonta, A.herricki, Brachionus calyciflorus, B.quadridentatus. Остальные коловратки "встречаются в планктоне единично, главным образом в годы с относительно стабильным уровенным режимом и при значительном прогреве воды (до 24,5 °С).

Copepoda:

Веслоногие рачки представлены в Новосибирском водохранилище 2 семействами (Cyclopidae и Diaptomidaé) и шестью родами: Cyclops, Mesocyclops, Eucyclops, Paracyclops, Acanthocyclops и Eudiaptomus.

Copepoda Новосибирского водохранилища относятся к трем экологическим группам:

1. Широко распространенные в Палеарктике эвритермно-эвритопные формы: Cyclops strenuus, C.vicimis, Acanthocyclops viridis, Eucyclops serrulatus, Paracyclops fimbriatus, Eudiaptomus graciloides.

2. Тепловодно-стенотермные виды: Mesocyclops leuckarti, M. crassus, M.oithonoides, Eucyclops macrurus, Eudiaptomus gracilis.

3. Холодноводно-стенотермные: представлены одним видом Acanthocyclops gigas.

Наибольшее значение в планктоне имеет первая группа.

Cladocera:

Обнаружены представители 6 семейств: Sididae, Daphniidae, Chydoridae, Bosminidae, Polyphemidae, Leptodoridae\ 21 рода: Sida, Diaphanosoma, Daphnia, Ceriodaphnia, Simocephalus, Moina, Scapholeberis, Eurycercus, Acroperus, Peracantha, Graptoleberis, Leydigia, Alonopsis, Camptocercus, Chydorus, Pleuroxus, Alona, Bosmina, Leptodora, Polyphemus, Monospilus.

Фауна ветвистоусых рачков Новосибирского водохранилища состоит из форм, широка распространенных в водоемах как Сибири и Дальнего Востока, так и Европейской части России. Большинство видов относится к литоральным и фитофильным формам и только три

вида встречаются по всей акватории водоема: Daphnia longispina, Chydorus sphaericus и Bosmina longirostris.

Из всего списка зоопланктона к числу массовых видов относится только небольшая часть. Из коловраток доминируют A.priodonta, В. calyciflorus, K.guadrata, среди ветвисто-усых D.longispina, Cksphaericus, B.Iongirostris, из веслоногих M.Ieuckarti, C.strermus, A.viridis, E.graciIoides. В отдельные годы в группу доминантов включаются D.cucullata (1991) и D. brachyunim (1991,1994 гг.). Кроме того, в 1991 году на всех участках водохранилища значительного развития достиг хищный рачок Leplodora kindiii.

А. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ H ВНУТРИГОДОВАЯ ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ И БИОМАССЫ ЗООПЛАНКТОНА

Горизонтальное распределение. В р.Оби выше зоны выклинивания подпора средняя численность зоопланктона в 1991 г. в июле-августе составляла 3000 экз./м3, биомасса - 63,6 мг/м3, по числу видов преобладали коловратки (62% общего видового состава). По численности и биомассе ведущей группой оказались веслоногие рачки (1500 экз./м3 и 30,5 мг/м3).

В верхней части водохранилища (5 км ниже зоны выклинивания подпора) общая численность зоопланктона составляла 19391 экз./м3, а биомасса - 296,4 мг/м3 (рис. 1,2). На мелководьях с развитой высшей водной растительностью преобладали ветвистоусые рачки.

Средняя зона водохранилища характеризуется большей биомассой зоопланктона, чем верхняя и отличается преобладанием вегвистоусых ракообразных. Снижается роль фито-фильных, литоральных и бентических форм. Из веслоногих преобладали MJevckarti, A.viridis, из коловраток - A.priodonta, B.calyciflorus, K.quadrata, из вегвистоусых -D.longispina, D.cucullata, B.Iongirostris, D.brachyurum и C.quadrangula. Средняя биомасса по разрезу Спирино - Чингисы составила 1355 мг/м3, а по разрезу с.Ордынское - д.Нижняя Каменка 1429 мг/м3. На левобережной пойме средние показатели биомассы общего зоопланктона составили 1947 мг/м3 при численности 31892 экз./м3, а на правобережье - 912 мг/м3 и 15938 экз./м3 соответственно. Придонные группировки зоопланктона право- и левобережья так же отличались между собой по видовому составу. В русловой части на песках единично встречались A.gigas, P.fimbriatus, E.graciloides, A.affinis, на левобережной пойме: P.fimbriatus, Kserrulatus, P.triganeUus, P.sirialus и И. dl spar, предпочитающие илистый грунт. Два последних вида не регистрировались в составе зоопланктона до 1981 года и получили свое развитие, по-видимому, в связи с заилением ложа водохранилища.

Нижняя зона Новосибирского водохранилища характеризуется более однородным видовым составом зоопланктона. Здесь преобладает рачковый планктон со значительными показателями биомассы. К числу массовых видов на основной акватории озеровидного уча-опа Новосибирского водохранилища относятся из коловраток: A.priodonta, B.calyciflorus, F.longiseta\ из вегвистоусых: D.longispina (до 60 % численности), D.cucullata (до 20 % численности), D.brachyurum (до 12 %), B.Iongirostris (до 24 %); из веслоногих M.Ieuckarti и ко-паппяитные и науплиальные стадии C.strertuua и E.serrulalus. В число субдоминантов входят K.quadrata, C.<juodrangula. То есть, в нижней зоне водохранилища сформировался типично ' лимнический планктон, основу зоопланктона составляют пелагоСионты, роль фитофильных, литоральных и бентических форм снижается. Средняя биомасса зоопланктона в июле-августе 1991 года на разрезе с.Береговое-д.Быстровка составила 1815 мг/м3 , на разрезе с.Ленинское-с.Сосновка 2812 мг/м3. Как и на среднем участке водохранилища наибольшие значения биомассы зоопланктона были приурочены к мелководной левобережной зоне. Основу биомассы (3883 мг/м3 ) составляли здесь ветвистоусые рачки, достигавшие в зарослях макрофитов биомассы 12 - 14 г/м3. На правобережье биомасса снижается до 1345 мг/м3 и ее основу составляли пелагобионгы и эвритопные организмы: D.longispina, B.Iongirostris, Cksphaericus (рис.

Летом в штилевые периоды ярко выражена неравномерность распределения зоопланктона в поверхностном слое. Это связано с естественным поведением животных, со

Рис.

1.

Горизонтальное распределение биомассы зоопланктона по акватории Новосибирского водохранилища (мг/м3) в июле 1991 года.

склонностью мнешх вййзг сбргдззывать агрегации в период размножения. Иногда большие скопления в открытых участках связаны с выносом ракообразных с мелководий. Очень плотные скопления (до 230 г/м3 ) образует в поверхностном слое B.longirostris, менее плотные - D. longispina,. С. quadranpda.

Вертикальное распределение зоопланктона по сезонам езязано с термическими условиями в пределах водной толщи. В конце мая-начале июня при температуре воды 12-13 С в поверхностном слое воды биомасса зоопланктона значительно выше, чем в нижележащих слоях, где температура воды 9-10°С. В этот период биомассу обеспечивают A.priodonta, B.longirostris и C.strenuus. В июле в дневные часы поверхностный слой, при температуре воды 21-23°С, как правило, занимали D.longispina, D.brachyurum, C.quadrangula, различные коловратки, науплии и младшие копеподитные стадии циклопов. Половозрелые особи B.longirostris, C.vicinus, M.leuckarti и Lkindtii приурочены преимущественно к глубине б—10 м. Наибольшая биомасса в июле наблюдается на горизонтах 0,5 и 2-4 м, при постепенном снижении на глубинах 6-10 м. В сентябре основная масса зоопланктона также приурочена к горизонтам 0,5 и 2-4 м. В ноябре-декабре основная масса зоопланктона, представленная коловратками, ювенильными стадиями циклопов и единичными экземплярами эвритермных форм ветвистоусых рачков сосредоточена в придонном слое. В январе начинают образовываться подледные скопления коловраток, а в придонном скоплении доминируют копеподи-ты C.strenuus к M.leuckarti. С середины февраля по март поверхностное скопление коловраток уплотняется и, в связи с понижением концентрации кислорода происходит передвижение придонного скопления циклопов вверх. В марте-апреле отмечается практически чистая культура циклопов разных возрастных стадий, концентрирующаяся в верхнем 0-2 м горизонте.

Суточная вертикальная миграция у части видов зоопланетеров отсутствует, у некоторых выражена слабо, однако для большей части массовых видов характерны миграции: днем они опускаются преимущественно в средние слои, а ночью поднимаются.

Изучены вертикальные миграции массовых видов: D.longispina, D.cucullata, D.brachyurum, Cksphaericus, A.viridis, M.leuckarti и Lkindtii. У Daphnia longispina миграция выражена очень слабо, перемещается только часть популяции. Основная масса D.longispina сосредоточена в слое 0-6 метров и имеет максимум численности у поверхности в утренние (8) и вечерние (16 и 20) часы. D.brachyurum в течение суток распределяется по всей толще практически равномерно. Основная часть популяции Cksphaericus сосредоточена на глубине 0-4 м от поверхности и наблюдалось погружение небольшой части популяции до горизонта 8-10 м в утренние (8) и ночные (24) часы. D.cucullata в течение суток концентрируется в верхнем 4-метровом горизонте, отмечены два максимума численности в горизонтах 0-2 и 8-10 м в 12 часов и на глубинах 0-2 и 4-5 м в 20 часов; мигрирует незначительная часть по-пуллцпн. L.kiitJtii днем держится на глубине 4-6 м, с максимумом численности на этих горизонтах в 12 часов, ночью рачки перемещаются ближе к поверхности, с максимумом в 24 часа. У M.leuckarti максимум численности на глубине 4-8 м отмечается в 12 часов, ночью этот рачок поднимается в слой 0-2 м, с максимумом в 24 н 4 часа. A.viridis - ночью также приурочен к слою 0-2 м, с дневным максимумом численности в слоях 4-6 и 8-10 м.

Сезонная динамика. При анализе многолетних данных (1971-1995 гг.) выявилось сходство зоопланктона по составу и количественному развитию в одни и те же сроки за разные годы в похожих условиях.

Зимний зоопланктон состоит из двух группировок: специфических зимних видов и зимних генераций круглогодичных форм, морфологически и экологически отличающихся от летних. Основу численности и биомассы составляют Copepoda и Rotatoria. В первую поло-1 вину зимы встречаются особи B.coregoni, B.angularis, B.calyciflorus. Всю зиму (до февраля) в планктоне встречаются, питаются, но не размножаются Chydoridae: Cksphaericus, Arectangula, A.quadrangularis, L. leydigii. В придонных пробах постоянно присутствуют диа-паузирующие копеподиты н взрослые не размножающиеся особи M.leuckarti, M.oithonoides,

СОРЕРСФА ШШ СиГЮСЕКА | ! ЙОТАТОШ

Рис. 2. Соотношение таксономических групп зоопланктона по биомассе на различных участках акватории Новосибирского водохранилища в июле 1991 года.

Kmacrurus, A.viridis, A.gigas, P.fimbriatus. Среди зимних Cladocera преимущественное развитие имели D.longispina и B.longirostris, составляющие до 96% биомассы ветвистоусых рачков. Основную часть видов зимнего зоопланктона составляют коловратки (тонкие фильтраторы): K.quadrata, K.cochlearis, N.acuminata, P.major, F.longiseta. Хищное звено, зимнего биоценоза представлено веслоногими рачками. C.strenuus активно размножается в зимний период и составляет до 90% численности всех веслоногих рачков. Основным субдоминантами являются зимняя генерация E.graci!oides и A.gigas. Интенсивное размножение Rotatoria начинается в декабре-январе и к началу февраля обычно отмечается короткий период их наиболее высокой численности, который фактически совпадает с пиком численности другой группы тонких фильтраторов - ветвистоусых рачков. Кривая зимней динамики Copepoda также имеет один максимум, который приходится на конец периода ледостава (март-апрель). Веслоногие рачки в период активизации размножения выедают всех мирных ракообразных и к марту-апрелю остаются практически в виде чистой культуры.

В конце мая - начале июня в зоопланктоне водохранилища формируется весенний комплекс коловраток и ракообразных. ДоминируютМ.lenckarti, M.oithonoides, E.graciloides. При повышении температуры до 16-18° С начинается формирование нового комплекса зоопланктона, характеризующегося преобладанием кладоцер. Первый пик численности дает B.longirostris, затем доминирующей формой становится D.longispina. Появляются сугубо летние формы Cladocera: M.rectirostris, Ch.globusus, D.brachyurum и др.

В сентябре-октябре с понижением температуры воды до 16° С из планктона начинают выпадать теплолюбивые формы коловраток, большинство ветвистоусых рачков переходит от партеногенетического к двуполому размножению. Увеличивается численность холодо-любивых и эвритермных коловраток. Общая численность и биомасса зоопланктона водохранилища уменьшается в 2-3 раза.

По длинной оси водохранилища от верховья к плотине наблюдается сдвиг в сезонной динамике развития зоопланкгонного сообщества в переходные периоды (весенний и осенний). Во время весеннего вскрытия водоема и последующего половодья, верхняя зона прогревается быстрее и здесь раньше начинается разрушение зимних биоценозов и формирование летних. На озеровидном расширении этот процесс начинается позднее в среднем на 10 дней.Осенью наблюдается обратная картина, но более растянутая по времени.

5. МНОГОЛЕТНЯЯ СУКЦЕССИЯ ЗООПЛАНКТОННЫХ СООБЩЕСТВ В НОВОСИБИРСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ.

1959 год (Битюков, 1964) - средневодный, паводок высокий, в течение лета уровен-ный режим стабильный. Средняя биомасса - 4 г/м3. Основу биомассы на речном участке составляли Rotatoria, на озерном - Cladocera.

1963 год (Баранова, 1967) - годовой коэффициент водообмена (6,28) близок к среднему, в течение лета колебаний уровенного режима не происходило. Биомасса зоопланктона достигала 1,083 - 2,871 г/м3. Основу биомассы на речном и на озерном участках составляли Cladocera.

1970 год (Померанцева, 1976) - поздний паводок, годовой коэффициент водообмена (7,89) выше среднемноголетнего, термический режим не очень благоприятный: среднемесячная температура воды в июле 19,2° С. Однако стабильный уровенный режим в летнее время и поздняя сработка (ноябрь) обеспечили высокую численность зоопланктона, биомасса достигала 1,322 г/м3.

1971 год (Померанцева, 1976) - средняя температура воды в июле 21,4° С, максимальная - 26,2° С. Год средневодный (коэффициент водообмена 7,06), очень непостоянный уровенный режим обусловил низкие, по сравнению с 1970 г., значения биомассы (до 0,440 г/м3).

1972 год (Померанцева, 1976) - гидрологический режим водохранилища сходен с условиями 1971 года. Биомасса зоопланктона в июне не превышала 0,224 г/м3 , в основном за

счет коловраток и веслоногих рачков. В июле повысилась доля СШосега: биомасса до 0,450 г/м3.'

1981 год (Котикова, 1985) - экстремально маловодный год. Коэффициент водообмена 5,12. Паводок ранний (в апреле - начале мая)-и низкий. Уровенный режим стабильный. Всплеск развития зоопланктона: в июле-августе средняя численность 160,8 тыс.экз./м3, биомасса - 5,597 г/м3.

1991 год - маловодный. Коэффициент водообмена - 5,56. Среднемесячная температура воды в июле 21,8° С. Численность зоопланктона в июле 29,6 тыс.экз./м3 , биомасса - 4,197 г/м3.

1992 год - коэффициент водообмена 6,28. Уровенный режим стабильный, в июле-августе среднемесячная температура 21,6° С. В июле всплеск биомассы до 7,792 г/м3 за счет развития крупных форм СккЬсега. В августе, по причине постоянного штормового волнения, снижение до 0,386 г/м3, с преимущественной гибелью крупных С1айосега.

1993 год - наиболее многоводный по сравнению с предыдущими 20 годами. Повышенная проточность, несмотря на благоприятный термический режим (23,3° С), обусловила более низкие, чем в предыдущие годы, значения численности (16,0 тыс.экз./м3 ) и биомассы (0,287 г/м3) июльского зоопланктона.

Численность зоопланктона за последние 10-15 лет уменьшилась практически в .1,5 раза, тогда как биомасса возросла приблизительно в 1,2 раза. Это свидетельствует о перестройке зоопланктонного сообщества. Зоопланктон в настоящее время представлен более крупными формами, но он более разрежен. Судя по соотношению численности и биомассы, перестройке подверглось зоопланктонное сообщество и в верхней, и в нижней части водохранилища, что может свидетельствовать о продвижении крупных озерных форм к зоне выклинивания подпора.

Таким образом, интенсивному развитию зоопланктона способствует малая водность, стабильный уровенный режим водохранилища в летний период в сочетании с большой суммой тепла и отсутствием длительного ветрового перемешивания.

6. ЗООПЛАНКТОН КАК ПОКАЗАТЕЛЬ И ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Водные массы верхней части водохранилища по основным формирующим их качество показателям сохраняют режим вод реки Оби: насыщение кислородом 75-117 %, содержание фосфатов - 0,000- 0,036 мгР/л, нитритов - 0,004-0,013 мгМл, нитратов - 0,06- 1,18 мг№л, ионов аммония - 0,11-1,02 мгИ/л, ХПК - 3,0-22,0 мг О/л, БПК5 - 1,6-4,5 мг02 /л. На этом участке самые низкие значения индекса Шеннона (1.89) и индекса сапробности Пантле и Букка (1.55-1.82), то есть участок можно охарактеризовать как олигомезотрофный.

Качество вод русловой зоны озеровидного расширения, формирующееся в условиях замедленных скоростей течения, характеризуется увеличением амплитуды колебаний рассмотренных выше показателей: фосфатов - 0,000-0,050 мгР/л, нитритов - 0,003- 0,025 мгИ/л, нитратов - 0,07-1,27 мгШл, ионов аммония - 0,16- 1,29 мгК/л, ХПК - 3,6-23,0 мгО/л, БПК5 -1,2-4,9 мгОг/л. Значения индекса Шеннона колебались в пределах 2.17-2.45, индекса сапробности -1.80-1.92.

В озеровидном расширении (нижняя часть водохранилища) концентрации фосфатов колеблются в пределах 0,075-0,170 мгР/л, нитратов - 0,36-1,80 мг№л, нитритов - 0,003-0,035 мгЖп. Здесь зафиксированы наибольшие значения БПК5 (2,5-6,4 мг02/л) и аммонийного азота (0,83-2.50 мгЫ/л). Значения индекса сапробности Пантле и Букка находились в пределах 1.84-2.3, то есть в озерной части степень эвтрофикации заметно выше, чем в русловой части водохранилища.

Наиболее неблагополучными по гидрохимическим и гидробиологическим показателям являются воды Шарапского и Бердского заливов, которые испытывают значительное

антропогенное воздействие. На этих участках значения индекса сапробности Пактле и Букка достигают значений 2.3-2.5, то есть величин, характерных для а-мезосапробной зоны.

В целом, воды Новосибирского водохранилища в настоящее время можно охарактеризовать как {5-мезосапробные с чертами эвтрофности (на отдельных участках), умеренно загрязненные.

Анализ результатов гидробиологических и гидрохимических исследований за многолетний период позволяет констатировать, что в настоящее время в озеровидной зоне водохранилища, при отсутствии значительного роста антропогенной нагрузки, существует тенденция некоторого увеличения содержания биогенных и органических веществ. Это, согласно биогидрохимической классификации И.В.Баранова (1961), позволяет заключить, что Новосибирское водохранилище в начале 80-х годов вступило в третью фазу своего развития, которая характеризуется постепенным повышением трофии в результате накопления иловых отложений планктоногенного происхождения. Однако повышенная проточность водохранилища препятствует значительному увеличению его трофности.

По содержанию тяжелых металлов в живых организмах последние можно условно разделить на три группы: макро-, микро- и деконцентраторов. В качестве критерия такого деления используют коэффициент биологического накопления (Kd) или коэффициент аккумуляции, который определяется как отношение концентрации тяжелых металлов в гидро-бионтах (сырой вес) к концентрации в воде. Причем организмы одного и того же вида по отношению к разным металлам могут одновременно относиться к разным классификационным группам (Жулидов, Покаржевский. Гусев, 1988).

В целом, по характеру взаимодействия с тяжелыми металлами зоопланктон делится на 3 группы:

а) Фильтраторы (Cladocera, Diaptomidae) - способны быстро накапливать тяжелые металлы в концентрациях, многократно превышающих их содержание в воде и потому наиболее уязвимые и подверженные как острым, так и хроническим интоксикациям;

б) Коловратки (Rotatoria) - обладают способностью независимо от типа питания (как фильтраторы, так и хищники) быстро и адекватно реагировать на присутствие токсических тяжелых металлов колебаниями численности популяций;

в) Хищники (Copepoda - Cyclopoida), отличаются, как правило, высокой устойчивостью к токсикантам (в равной мере тяжелым металлам, нефтепродуктам и другим загрязнителям).

Следует отметить, что не обнаружено ни одной таксономической группы с ярко выраженными особенностями химического элементного состава, то есть содержание тяжелых металлов не является видоспецифичным признаком в строгом смысле этого слова.

Самые низкие значения Kd в зоопланктоне на всех участках водохранилища отмечены для двух металлов: Ва и As. Возможно, у зопланктеров существует защитный механизм, предотвращающий накопление именно этих токсикантов. В общих чертах, содержание типичных микроэлементов (Zn, Mn, Ni, Со, V, Си) в зоопланктоне выше, чем токсичных тяжелых металлов (Pb, Cd, As, Be, Ва, Hg).

Можно отметить различия в тенденциях накопления тяжелых металлов зоопланктоном в верхней (речной) и нижней (озеровидной) частях водохранилища, выделив ряды элементов, расположенные по убыванию значений Kd:

В речной части: Co>Hg>Zn>Mn>Pb>Be>Cd>Ni>Ba>Cu>As>V.

В озеровидной части: Mn>Be>Co>Hg>Zn>V>Ni>Cu>Ba>Cd>As>Pb.

Основной причиной таких различий в рядах накопления тяжелых металлов, по-видимому, является именно смена таксономического состава зоопланктона водохранилища с копеподно-коловраточного в верхней части на кладоцерный комплекс в нижней части.

При сопряженном отборе проб отмечалось значительное увеличение содержания Zn, Со, Ni, Pb и других элементов в зоопланктоне и зообентосе, но не происходило роста уровня содержания тяжелых металлов в воде или донных отложениях. По-видимому, на начальных

этапах загрязнения водотоков тяжелыми металлами мониторинг качества экосистем целесообразнее вести, контролируя уровни содержания металлов в гидробионтах.

7.0С0БЕНН0СТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗООПЛАНКТОНА НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА.

Процесс формирования зоопланктона на больших равнинных реках проходит три стадии. Первая стадия - разрушение существовавших до затопления реофильных, фитофиль-ных и других биоценозов и заселение толщи воды экологически разнородным населением из их фрагментов. Вторая стадия - образование временных группировок, массовое развитие рачков при высокой биомассе коловраток. Третья стадия формирования характеризуется уменьшением видового состава, так как выпадают фитофильные, ацидофильные и другие экологические группировки. Складывается монотонный лимнофильный состав зоопланктона с преобладанием ветвистоусых рачков и с высокой общей биомассой. Н.А.Дзюбан (1959) отмечает, что процесс формирования зоопланктона закончен, когда основной видоеой состав прекращает быстро изменяться и становится более-менее постоянным в своих соотношениях. Формирование нового комплекса зоопланктона из местных видов завершается в основном на второй - третий год после окончания заполнения водохранилища. Если процесс заполнения растянут на несколько лег, тогда замедляется и формирование зоопланктона (Дзюбан, 1965; Мельников, 1966).

Заполнение Новосибирского водохранилища происходило в течение трех лет и, согласно общей закономерности, уменьшение количества зоопланктона должно было наступить на четвертьш-пятый годы, после достижения НПУ.

С целью выявления закономерностей формирования состава зоопланктона и особенностей этого процесса в Новосибирском водохранилище автором предпринята попытка сравнительного анализа сведений о зоопланктоне нескольких крупных водохранилищ Сибири и Дальнего Востока. Анализ основан на результатах собственных исследований и данных, имеющихся в литературе по Новосибирскому, Братскому, Иркутскому, Усгь-Илимскому, Саяно-Шушенскому, Красноярскому, Хантайскому и Вшпойскому водохранилищам (Башарова, Шевелева, 1993; Дубовская, 1987; Кожова, Ербаева, 1980; Насонова, Олифер, 1978; Соколова, 1979; Шевелева, 1993; Шульга, 1973).

Для большинства крупных сибирских водохранилищ, таких как Братское, . Усть-Илимское, Красноярское, Саяно-Шушенское, Вилюйское, характерна быстрая перестройка ранее существовавших ценозов в озерные. В этих водоемах максимальные изменения видового состава отмечались в первые три года наполнения (Башарова, Шевелева, 1993).

В 1956 г. в реке Оби и пойменных озерах было обнаружено 67 таксонов. Из них 16 приходилось.на долю коловраток, 35 - ветвистоусых и Г6 - веслоногих рачков. После достижения НПУ в 1957 году видовой состав сократился до 58 видов, причем выпали 13 видов (главным образом фитофильные, реофильные и ацидофильные), характерные для заболоченных водоемов и русла. р.Оби, но появились ранее не отмеченные виды: D.hyalirta, P.laevis, C.stremius, C.vicinis и M.crassus. Эти рачки характерны для всех крупных водохранилищ Сибири, по крайней мере, на стадии формирования планктонного ценоза. В 1959 г. (Битюков, 1964) было отмечено уже 89 видов зоопланктеров.

Таким образом, подтверждается вывод Н.А.Дзюбан (1959) о закономерном обеднении видового состава зоопланктона в водохранилищах, созданных на реках с развитой поймой в первые годы после достижения НПУ и последующей вспышке видового разнообразия. Однако в европейских водохранилищах основная перестройка и формирование рачко-вого планктона вместо коловраточного происходила быстро, за 2 - 4 года (Мордухай-Болтовской, 1956; Дзюбан, 1959; Вьюшкова, Белявская, 1971; John W.Jensen, 1988). Причем к этому времени формировалось устойчивое доминирующее ядро видов. Для Новосибирского водохранилища, как и для других водохранилищ Сибири с речным верхом, довольно устойчивый лимнический комплекс установился лишь к пятому-шестому году по-

еле достижения НПУ. Ядро доминантов составляли широко распространенные эврибионт-ные виды. Однако, Баранова JI.M. (1967) на седьмом году существования водохранилища в число доминантов включила P.euryptera, P.vulgaris, Kcochlearis, Kquadrata, B.longirostris, M-leuckarti, A.priodonta. В дальнейшем этот состав менялся. В 1970-1972 гг. по данным Померанцевой Д.П. (1976) в зоопланктоне доминировали A.priodonta, B.calyciflorus, D.longispina, D.cucullata, D.brachyurum, M.leuckarti, C.strenuus, A.viridis, E.graciloides. Этот видовой состав ядра доминантов уже мало изменился за последующие 20 лет, хотя и претерпевал некоторые количественные изменения в соотношении видов.

Таким образом, сукцессия видового состава произошла не за 2 - 3 года. В это время завершились лишь самые общие перестройки от значительного обеднения до наибольшего разнообразия видов, а дальнейшее формирование зоопланктонного сообщества происходит уже не столь катастрофично, однако затрагивает не только редкие и единично встречающиеся виды, но и доминантное ядро.

В составе сформировавшегося зоопланктона водохранилищ Сибири по количеству видов преобладают коловратки (110 таксонов из 227, обнаруженных в восьми сравниваемых водохранилищах). В этой группе наиболее многочисленны виды рода Brachionus (13 видов и вариететов) и p. Notholca (12). Первые встречаются преимущественно в водохранилищах Енисейского каскада, в Новосибирском и Хантайском, а вторые - в водохранилищах Ангары. Только пять видов коловраток обнаружены во всех рассматриваемых водохранилищах. Это палеарктические виды A.priodonta, N. acuminata, KAongispina и космополиты K.cochlearis к Kquadrata.

Для Новосибирского водохранилища характерным является отсутствие таких, широко распространенных в других водохранилищах Сибири видов , как Conochilus unicornis, Pofyarthra dolichoptera, Collotheca mutabilis (отсутствует так же в Вилюйском водохранилище) и Ploesoma truncatum (отсутствует так же в УстьИлимском водохранилище).

Среди ветвистоусых рачков всего обнаружено 67 видов, из них общих для всех водохранилищ только пять, широко распространенных: бореальные S.crysíallina и S.vetulus; пале-арктический C.quadrangula; голарктический Klamellatus и космополит Ch.sphaericus.

Из 50 видов веслоногих рачков общих всего четыре, все из которых являются космополитами: A.viridis, E.serrulatus, M-leuckarti, E.graciloides. В Новосибирском водохранилище, в отличие от других водохранилищ Сибири не найдены Macrocyclops albidus и холодолюби-вый Cyclops colensis. Причем Macrocyclops albidus отмечался в составе зоопланктона в первые три года после достижения НПУ, после чего выпал из ценоза.

Интересно отметить, что по преобладанию в зоопланктоне Новосибирского водохранилища ветвистоусых ракообразных оно близко к водохранилищам Ангарского каскада, тогда как в Енисейских высока роль веслоногих.

В Новосибирском водохранилище отмечены 12 видов и вариететов коловраток и 14 видов ракообразных, не встречающихся в других водохранилищах Сибири. Это виды не встречающиеся восточнее Обь-Иртышского бассейна: M.rectirostris, B.bennini, B.coregoni, виды, широко распространенные в Северном полушарии, либо в средней полосе России, приуроченные к прибрежным зарослям макрофитов, либо к прибрежным пескам на участках с замедленным течением, теплолюбивые: T.capucina, T.elongata, P.minor, K.cochlearis var.tecta,E. arenosa, B.calyciflorus var.amphiceros, B.calyciflorus var.anuraeiformis, B.calyciflorus var.spinosus, B.calyciflorus var.dorcas, A.affinis, P.laevis, S.expinosus, A.ambigua, P.truncata, Ch globosus, E.serrulatus v.speratus, E.macrurus; и виды, характерные для пелагиа-ли крупных озер и водохранилищ Европы и Западной Сибири: B.quadridentatus var.melheni, F.longiseta var.limnetica, D. cucullata, Egraciloides, Egracilis.

Известно, что видовой состав зоопланктона наиболее похож в водохранилищах, расположенных в каскаде или имеющих близкие абиотические условия. Новосибирское водохранилище имеет сходные коэффициенты общности со всеми рассматриваемыми водохранилищами (41-46%). Несколько выше сходство с Красноярским водохранилищем, главным

образом за сгст кладоцергюго комплекса (52%). По составу доминирующих видов Новосибирское водохранилище сильно отличается от описываемого ряда сибирских водохранилищ. D.longispina, часто составляющая здесь основу летней биомассы, в других водохранилищах Сибири после стабилизации гидробиологического режима ведущей роли не играет, как и A.viridis и B.calicijlorus, постоянно входящие в число доминантов и субдоминантов зоопланктонного сообщества в Новосибирском водохранилище.

Характер формирования зоопланктонного сообщества в Новосибирском водохранилище нельзя назвать типичным для проточно-русловых или озероподобных водохранилищ, поскольку, обладая повышенной проточностью (внешний водообмен в среднем 7 раз в год), оно сочетает признаки и тех, и других. В результате, и фауна Новосибирского водохранилища сочетает признаки текучих и стоячих вод.

ВЫВОДЫ.

1. В процессе становления зоопланктонного комплекса происходило разрушение исходных ценозов, образование временных группировок и быстрая перестройка реофильного комплекса на лимнофильный. Число видов увеличилось за счет обитателей затопленных пойменных озер и болот. Преобладали литоральные виды. Количество факультативно-планктонных, по сравнению с таковыми в реке, возросло почта вдвое.

• Максимальное изменение видового состава отмечено в первые три года наполнения. Относительная стабилизация зоопланктонного сообщества произошла лишь через пять -шесть лет после достижения НПУ.

В настоящее время для зоопланктона Новосибирского водохранилища отмечено 69 видов, с учетом вариететов - 75 форм зоопланктеров. На долю Rotatoria приходится 31 форма (41% от всего видового состава), Cladocera - также 31 вид и Copepoda - 12 видов и вариететов (18%).

2. Видовой состав зоопланктона Новосибирского водохранилища заметно обедняется по направлению к плотине, а его количественные показатели, наоборот, возрастают. Ежегодное концентрирование зоопланктона обнаружено на мелководном, хорошо прогреваемом прибрежье и в заливах. Здесь же наблюдается и наибольшее видовое разнообразие за счет представителей фитофильного комплекса. По мере удаления от берега фито-филы исчезают практически полностью и заменяются пелагическим комплексом форм.

3. В 1957-63 гг. отмечено значительное увеличение биомассы зоопланктона по сравнению с таковой в реке. Затем в процессе формирования водоема в течение 10-15 лет произошло постепенное уменьшение количественного развития. В последние 20 лет в период открытой воды средняя биомасса зоопланктона колеблется в .пределах 0,3-2,5 г/м3, достигая в заливах 7-8 г/м 3. - ••

В 1959 году основу биомассы на речном участке водохранилища составляли коловратки, а в начале 90-х годов 76% .общей летней биодассьГприходилось на долю Ciado-cera, что свидетельствует о коренной перестройке зоопланктонного сообщества. Зоопланктон водохранилища в настоящее время представлен более крупными формами, но более разрежен. Происходит продвижение крупных озерных форм к зоне выклинивания подпора.

4. Численность и биомасса зоопланктона резко возрастают в летний период и постепенно снижаются в осенне-зимний.

Зима является определенным этапом развития зоопланктонного сообщества. Зимний зоопланктон состоит из двух группировок: специфических зимних видов и зимних генераций круглогодичных видов. Основу биомассы зимой составляют Copepoda и Rotatoria.

При анализе многолетних данных (1971-1995 гг.) выявилось сходство зоопланктона по составу и по количественному развитию в одни и те же сроки за разные годы в схожих условиях.

В маловодные годы со стабильным уроненным режимом в летний период отмечается игенсивное развитие зоопланктона с большим разнообразием ценозов или комплексов планктона с разными ведущими формами, сменяющими друг друга по длине водоема, поскольку в такие годы плесы обладают большей индивидуальностью по ряду факторов среды.

5. Суточная вертикальная миграция у части видов зоопланктона отсутствует, у некоторых выражена слабо, однако для большей части массовых видов характерны миграции: днем они опускаются преимущественно в средние слои, а ночью поднимаются.

Изучены вертикальные миграции массовых видов: О.1опрбр1иа, Т).сиси11а1а, й.ЪгасИуигит, СкярИаеп^, АМпсИ$, МЛеискагИ, Ь.ктЖИ.

Остальные компоненты зоопланктона в течение всех суток приурочены к определенным горизонтам. Популяции большинства видов и главная часть зоопланктона в целом концентрируются в эпи- и металимнионе.

Сезонное вертикальное распределение зоопланктона связано с термическими условиями в пределах водной толщи.

6. Ядро доминантов зоопланктонного сообщества Новосибирского водохранилища менялось медленно. В начале 60-х годов доминировали Р.еигур1ега, Р.ги^аггл, КхосЫеапз, К.диас1га1а, ВЛоп&го&пз, МЛсискагИ, А.рпосЬма, а к началу 70-х годов в состав устойчивых доминантов вошли О./ол^мр/ш, Б.сисиИШа, В. ЪгасЪуигит, Смгепииь, А.шгеНя, Е.£гасИо1(1ех. Этот состав доминантов практически не изменился до настоящего времени.

Стабилизация доминантного комплекса зоопланктона произошла спустя 10 - 12 лет с момента образования водохранилища.

7. Замедленным процессом формирования зоопланкгонных ценозов и эвтрофирования Новосибирское водохранилище похоже на другие водохранилища Сибири при значительных различиях в видоврм составе (коэффициент общности по Серенсену не превышает 46 %). Общие для всех водохранилищ виды принадлежат к широкораспространенным палеарк-там или космополитам. Новосибирское водохранилище характеризуется большим разнообразием прибрежных и прибрежно-фитофильных форм, отсутствующих в других крупных водохранилищах Сибири. Это объясняется его мелководностью, большей прогреваемостью, гомотермией и наличием значительных площадей макрофитов.

8. Лока»..„че абиотические условия, влияющие на процесс формирования планктонных ценозов (мор^-чиегрия водоема и его проточность), более значимы, чем зональные, поэтому по составу доминантного комплекса зоопланктона Новосибирское водохранилище ближе к равнинным водохранилищам умеренной полосы Европейской части России, в частности, к водохранилищам Волжско-Камского каскада.

9. В настоящее время Новосибирское водохранилище относится к водоемам мезотрофного типа. Повышенная проточность водохранилища препятствует увеличению его трофности и заметного роста биомассы зоопланктона по-видимому не произойдет. Дальнейшая перестройка видового состава зоопланкгонных сообществ Новосибирского водохранилища не коснется доминантного ядра.

Ю.По видам-индикаторам зоопланктона, Новосибирское водохранилище является Р-мезосапробным водоемом. По индексу сапробности Пантле и Букка и по индексу видового разнообразия Шеннона воды Новосибирского водохранилища относятся ко II - III классу (слабо и умеренно загрязненные воды).

11.Все изученные группы зоопланктона аккумулируют из воды тяжелые металлы, активно участвуя в процессах самоочищения водохранилища. По величине коэффициентов накопления в зоопланктоне металлы можно расположить в следующем порядке: > Со > Мп > Ве > С(1 > РЬ > гп > № > Си > Ва > V > Ав.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Полухина (Ермолаева) Н.И., Двуреченская С .Я, Смирнов Р.Г. Исследование содержания тяжелых металлов в воде и гидробионтах Новосибирского водохранилища. // Международная конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды", тезисы докладов, Томск, Россия: 12-16 сентября, 1995 г., с. 105.

2. Баженов Ю.П., Захаров В.Л., Савкин В.М., Варламова И.Е., Тарасенко С.Я., Полухина (Ермолаева) Н.И. Новосибирское водохранилище. Загрязнение вод в водохранилище.// Состояние окружающей природной среды в Новосибирской области в 1994 году: Доклад Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов, Новосибирск, 1995, с. 110-114.

3. Попов П.А., Полухина (Ермолаева) Н.И., Киприянова Л.М., Смирнов Р.Г. Современные проблемы гидробиологического мониторинга Новосибирского водохранилища. // Материалы Международного симпозиума "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах", тезисы докладов, Новосибирск 26-28 сентября 1995 г., 1995, с.140-141.

4. Савкин В.М., Варламова И.Е., Тарасенко С.Я., Полухина (Ермолаева) Н.И., Охалин С.Н., Глоденис М.Н. Новосибирское водохранилище. Гидробиологические исследования Новосибирского водохранилища.//Состояние окружающей природной среды в Новосибирской области в 1995 году: Доклад Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов, Новосибирск, 1996, с. 148-151.

5. Тарасенко С.Я., Варламова И.Е., Ермолаева Н.И. О комплексной оценке качества воды Новосибирского водохранилища.// Республиканская конференция "Региональное природопользование и экологический мониторинг", тезисы докладов, Барнаул 27-29 сентября 1996 г., 1996, с.71-72.

6. Александров В.Ю., Варламова И.Е., Олькин С.Е., Охалин С.Н., Савкин В.М., Тарасенко С.Я., Ермолаева Н.И. Региональные экологические проблемы. Экологическое состояние Новосибирского водохранилища и его притоков.// Состояние окружающей природной среды в Новосибирской области в 1996 году: Доклад Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов, Новосибирск, 1996, с. 97 - 104.

7. Polukhina (Ermolaeva)N.I„ Dvurechenskaya S.Ya., Sokolovskaya I.P., Baiyshev V.B., Anoshin G.N., Vorotnikov B.A. Some toxic microelements in Novosibirsk reservoir's ecosystem (data XRF SR. and AAS techniques).// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A, V 405, N2-3, 1998, p.423-427.

8. Ermolaeva N.I., Dvurechenskaya S.Ya., Sokolovskaya I.P., Baiyshev V.B., Anoshin G.N., Vorotnikov B.A. The investigation of some microelements distribution in Novosibirsk reservoir's ecosystem (data XRF SR and AAS techniques). // International Congress on Analytical Chemistry. Abstracts, V.2, Moscow, Russia, Juni 16-21,1997, N 60.

9. Tarasenko S.Ya., Varlamova I.Ye, Ermolaeva N.I. Combined assessment and classification of water quality in the Novosibirsk reservoir.// 3rd International Conference on Reservoir Limnology and Water Quality. Abstracts, ¿eske Budejovice, Czech Republic, August 11-15, 1997,p.l79.

10. Ermolaeva N.I., Dvurechenskaya S.Ya. The investigation of some microelements accumulation in water and water animals of Novosibirsk reservoir.// 17'th International Symposium of the North American Lake Management Society. Abstracts. December 17-24, 1997, Houston, USA, p.70. П.Тарасенко С.Я., Ермолаева Н.И., Савкин.В.М., Орлова ГА Комплексная оценка качества воды Новосибирского водохранилища и его основных притоков.//Состояние окружающей природной среды в Новосибирской области в 1997 году: Доклад Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов, Новосибирск, 1998, с.133-137.

12. Ермолаева Н.И. Особенности формирования зоопланктона Новосибирского водохранилища.// Международная конференция "Экологические проблемы' бассейнов-крупных рек", тезисы докладов, Тольятти, Россия, 14-18 сентября 1998 г., Тольятти, 1998, с.117.

13. Ермолаева НИ. Особенности видового состава зоопланктона Новосибирского водохра-ншшща.//Научная конференция "Биологическое разнообразие животных Сибири", тезисы докладов, г.Томск, 28-30 октября 1998г., Томск, 1998, с.45.

14. Ермолаева Н.И., Тарасенко С .Я. Зоопланктон как показатель качества воды Новосибирского водохранилища.// Научная конференция "Биологическое разнообразие животных Сибири", тезисы докладов, г.Томск, 28-30 октября 1998г., Томск, 1998, с. 176.

Находятся в печати:

1. Ермолаева Н.И., Двуреченсхая С.Я., Аношин Г.Н. Исследование распределения тяжелых металлов в экосистеме Новосибирского водохранилища. //Геохимия, М., (в редакции с марта 1998 г.).

2. Тарасенко С.Я., Ермолаева Н.И., Варламова И.Е., Охалин С.Н. Комплексная оценка качества воды Новосибирского водохранилища.// Экологическая химия, С.-П., (в редакции с февраля 1998 г.).

3. Ермолаева Н И. Состав и функционирование зимних зоопланктонных сообществ Новосибирского водохранилища.// Сибирский экологический ж. (в редакции с февраля 1998 г.).

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ермолаева, Надежда Ивановна, Новосибирск

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

УДК 591. 524.12(С57: 282. 4Н) на правах рукописи

Ермолаева Надежда Ивановна

Формирование и современное состояние зоопланктонного сообщества Новосибирского водохранилища.

03. 00. 08 Зоология.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель к. б. н. Кириллов В. В.

Новосибирск - 1998

- г -

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................. 4

1. Условия формирования зоопланктона Новосибирского

водохранилища......................................... 8

1.1. Физико-географическая характеристика района

1.1.1. Рельеф............................................ 8

1.1.2. Климат............................................ 8

1.1.3. Почвы и растительность...........................11

1.2. Основные характеристики Новосибирского водохранилища.

1. 2.1. Морфология и уровенный режим......................11

1.2.2. Течения...........................................19

1. 2.3. Взвешенные наносы и донные отложения..............21

1. 2. 4. Термический и ледовый режимы......................27

1.3. Гидрохимия Новосибирского водохранилища.

1.3.1. Биогенные и органические вещества.................30

1. 3.2. Шкроэлементы.....................................33

1. 3.3. Газовый режим.....................................33

1. 4. Гидробиология водохранилища.

1. 4.1. Бактериопланктон..................................37

1. 4.2. Фитопланктон......................................38

1. 4.3. }^акрофиты.........................................42

1. 4. 4. Бентос............................................44

1. 4.5. Зоопланктон.......................................45

2. Материалы и методы....................................46

3. Таксономический состав и экологические характеристики

4. Пространственное распределение и внутригодовая динами-

ка численности и биомассы зоопланктона.

4.1. Горизонтальное распределение........................64

4.2. Вертикальное распределение..........................82

4.3. Сезонная динамика...................................92

5. Многолетняя сукцессия зоопланктонных сообществ в

Новосибирском водохранилище..........................107

5.1. Зоопланктон р. Оби и Новосибирского водохранилища

в 1956-1981 гг....................................107

5.2. Сукцессия таксономического состава зоопланктона

в 1956-1994 гг....................................132

5.3. Изменения численности и биомассы зоопланктона

в 1956-1994 гг....................................137

6. Зоопланктон как показатель и фактор формирования качества воды водохранилища.........................145

7. Особенности формирования и функционирования зоопланктона Новосибирского водохранилища...............166

Выводы..................................................192

Список литературы.......................................198

Прилодвение..............................................220

ВВЕДЕНИЕ

Формирование жизни в искусственных водоемах представляет собой чрезвычайно сложную биологическую проблему. Новосибирское водохранилище - это первое равнинное водохранилище Сибири и единственное на р. Оби. Установление особенностей формирования зоопланктонного сообщества может помочь при прогнозировании гидробиологического режима аналогичных водохранилищ в Сибири (в частности Крапивинского) и собственно Новосибирского водохранилища на последующий период эксплуатации. Кроме того, процессы, происходящие в водохранилище, оказывают определяющее влияние на формирование качества воды в нижнем бьефе ГЭС, где расположены водозаборы крупнейшего города Юга Западной Сибири - Новосибирска, в том числе и питьевого водоснабжения: Перво-майско-Дзержинский, городской правобережный(Инской) и городской левобережный.

Известно, что сообщества зоопланктона обладают достаточно высокой скоростью реагирования на изменение внешних условий. Реакция проявляется многозначно., но обязательно затрагивает видовую структуру и численность планктонных организмов. Эта особенность может быть полезна для мониторинга процессов антропогенного и природного эвтрофирования, поскольку сукцессия экосистемы водохранилища происходит с большей скоростью, чем в естественных лимнических водоемах.

Зоопланктон, и главным образом входящие в его состав филь-траторы, осуществляют биологическое самоочищение водоемов. Однако роль зоопланктеров-фильтраторов в этом процессе еще мало изучена. С другой стороны, виды, образующие планктонные ценозы, являются индикаторами качества воды по сапробности. В этом плане многолетнее изучение зоопланктонных сообществ при различном сочетании природных и антропогенных факторов в многолетней динамике имеет большое значение как для сравнительной оценки в комплексе гидробиологического мониторинга, так и для разработки методики прогнозов качества вод.

Цель работы - изучение особенностей формирования и функционирования зоопланктонных сообществ в равнинном водохранилище под влиянием естественных и антропогенных факторов в условиях

юга Западной Сибири.

Задачи исследований:

- изучить видовой состав, сезонную динамику численности и биомассы, соотношения основных групп, структуру ценозов, размерные характеристики фоновых видов зоопланктона,

- определить пространственно-временную динамику зоопланктона в межгодовом аспекте,

- оценить направленность изменений в процессе формирования зоопланктонного сообщества под влиянием гидрологических и гидрохимических факторов.

- дать прогноз гидробиологического режима водоема,

- определить уровень трофности водоема, реакцию зооплан-ктонных сообществ на загрязнение и оценить роль зоопланктона в биологическом очищении воды (в частности накопление тяжелых металлов),

- установить особенности формирования зоопланктонного сообщества в условиях Новосибирского водохранилища по сравнению с другими водохранилищами.

Результаты проведенных исследований:

Установлены основные закономерности формирования зооп-ланктонных сообществ Новосибирского водохранилища и их особенности в сравнении с другими крупными водохранилищами Сибири.

Впервые проведен сравнительный анализ видового и доминантного состава зоопланктона водохранилищ Сибири, достигших стабилизации режима, отмечены сходные черты и выявлены отличия.

Установлена определяющая роль морфометрии, широтного расположения водоема и проточноети на становлении видового состава зоопланктона, формирующегося после достижения НПУ.

Впервые сделано обобщение литературных данных по зоопланктону Новосибирского водохранилища в многолетнем аспекте.

Дана оценка трофического типа Новосибирского водохранилища и прогноз на последующий период.

Определены коэффициенты накопления тяжелых металлов в гидробионтах Новосибирского водохранилища, позволяющие оценить степень участия зоопланктона в процессах самоочищения водоема.

Выявлены некоторые причины "пятнистого" распределения зоопланктона по акватории водоема, включая влияние течения,

характера грунтов, видового состава макрофитов, распределения глубин, гидрохимических факторов.

Впервые подробно исследован подледный период развития зо-опланктонных сообществ в условиях Сибири, определены численность и биомасса зимнего зоопланктона.

Рассчитаны индивидуальные веса планктонных ракообразных и коловраток для Новосибирского водохранилища.

Даны рекомендации по режиму заполнения и эксплуатации водохранилищ, необходимые с экологической точки зрения.

Работа выполнялась в рамках плановых тем научных исследований Новосибирской комплексной лаборатории и Новосибирского филиала Института водных и экологических проблем СО РАЕ Полученные данные являются частью материалов, собираемых в рамках комплексных научных программ : Региональная научно-техническая программа "Сибирь", Фундаментальная программа СО РАН "Биосферные и экологические исследования", Экологическая программа ННЦ СО РАН. Материалы исследований включены в отчет по хоздоговору с ЛенГИДРОПРОЕКТом N 40/91 и доклады Новосибирского областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов "О состоянии окружающей природной среды в Новосибирской области" за 1994, 1995 и 1996 гг.

Материалы диссертации докладывались на Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск, 1995), Международном симпозиуме "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах" (Новосибирск, 1995), Республиканской конференции "Региональное природопользование и экологический мониторинг" (Барнаул, 1996), на 11 Российской конференции по использованию синхротронного излучения SI-96 (Новосибирск 9-12 июля 1996 г.), на Интернациональном конгрессе аналитической химии (Москва, 15-21 июня 1997г.), 3-rd international Conference on

У V

Reservoir Limnology and Water Quality (Ceske Budejovice, Czech Republic, August 11-15, 1997), 17-th International Symposium of the North American Lake Management Society (Houston, December 17-24, 1997).

- 7 -

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и приложения. Работа изложена на 239 стр. , включает 25 рисунков и 45 таблиц. Список цитированной литературы содержит 267 названий, в том числе 24 на иностранных языках.

Автор выражает благодарность сотрудникам Новосибирского отделения СибРыбНИИпроекта Д. П. Померанцевой и Л С. Визер за консультации при определении организмов зоопланктона; сотрудникам Аналитического центра Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН к. г. -м. н. Г. Е Аношину и к. г. -м. н. Б. А. Воротникову за проведение анализов воды, взвеси и зоопланктона на содержание тяжелых металлов; заведующей лабораторией контроля качества поверхностных и сточных вод Управления эксплуатации Новосибирского водохранилища И. Е. Варламовой за любезно предоставленный материал по гидрохимии Новосибирского водохранилища; заведующему лабораторией ресурсов и качества поверхностных вод ИВЭП СО РАН к. г. н. В. М. Савкину и научному сотруднику лаборатории Г. А. Орловой за любезно предоставленные данные по гидрологии и морфологии водохранилища; научному сотруднику лаборатории ихтиологии и гидробиологии Института систематики и экологии животных СО РАН Л. Л Сипко за ценные советы при обработке и оформлении материалов.

В связи с наличием обширных литературных материалов, описывающих особенности формирования зоопланктонных сообществ в равнинных водохранилищах и, в частности, крупных работ, посвященных выявлению общих черт процесса формирования зоопланктона водохранилищ под влиянием факторов, общих для всех или большинства водоемов этого рода (Битюков, 1965; Дзюбан, 1959, 1965; Дзюбан, Мордухай-Болтовекой, 1965; Мельников, 1966; Пидгайко, 1984), основные закономерности, обнаруженные для зоопланктона Новосибирского водохранилищ будут рассмотрены в сравнении с этими материалами в заключительной главе, при обсуждении результатов проведенной работы.

1. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗООПЛАНКТОНА НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА.

1.1. ФИЗИК0-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА..

1.1.1. РЕЛЬЕФ.

Водосборный бассейн Новосибирского водохранилища расположен на юге Западной Сибири на территории Алтайского края, Республики Алтай, Новосибирской и частично Кемеровской областей.

Река Обь на этом участке прорезает Приобское плато, граничащее с востока с Салаиреким кряжем. Приобское плато по правобережью расчленено широкими ложбинами стока и рядом увалов, ориентированных в направлении с северо-востока на юго-запад. Плато на левобережье р. Обь приподнято над рекой на 80-150 м , изрезано короткими, глубокими оврагами и долинами сравнительно небольшого количества малых рек, которые имеют малый уклон и небольшую глубину эрозионного вреза речных долин и русел (рис. 1)( Дубровский, 1957; Бейром С. Г. и др. , 1973).

Река Обь образует двухступенчатую пойму и три четко выраженные надпойменные террасы. После заполнения водохранилища до НПУ оказалась затопленной значительная площадь долины, в том числе пойменная терраса (от плотины до г. Камень-на-Оби),первая терраса (до с. Соколово) и вторая терраса (до д. Тула). Третья терраса и плато затоплены лишь в прибрежных частях, в основном же они формируют берега в нижней части водохранилища. ( Новосибирское водохранилище и озера бассейна Средней Оби... , 1979 ).

1.1.2. КЛИМАТ.

Новосибирское водохранилище, расположенное в пределах равнинной части юга Западной Сибири, подвержено влиянию всех воздушных масс, поступающих на эту территорию.

Открытость и равнинность территории Западной Сибири к северу делает ее доступной воздействию арктических воздушных масс. Поступающий на территорию атлантический воздух является

Рис. 1.

Схема водосборного бассейна Новосибирского водохранилища.

трансформированным и нередко перерождается в континентальный. Воздушные массы с Атлантики в основном приходят в летний период. В холодное время года большая часть Западной Сибири находится под влиянием отрога Азиатского антициклона.

За год на эту территорию поступает 90 ккал/см*. Половину года водохранилище покрыто льдом и снегом, в связи с чем значительное количество тепла в холодный период отражается от его поверхности. В весенний период тепло тратится на таяние снега в бассейне водохранилища.

Температурный режим, обусловленный резкой сменой воздушных масс, отличается континентальностью ( продолжительная суровая зима со средней температурой 17,0-19,0*С ниже нуля, сменяющаяся коротким жарким летом со средней температурой в июле 19,0° С ). Абсолютный минимум составляет -50*С, а абсолютный максимум +38°С ( по данным станции Новосибирск-Бугры ). Продолжительность безморозного периода (> 0°С) 119-123 дня. Переход среднесуточной температуры через 0° С весной происходит обычно во второй декаде апреля, а осенью - в начале третьей декады октября.

Годовое количество осадков, выпадающее на этой территории, составляет 350-400 мм. Внутригодовой ход осадков над акваторией аналогичен годовому ходу на побережье: максимум осадков - в августе, минимум - в феврале. Наибольшие средние месячные скорости ветра, достигающие 5,9-6,8 м/сек, наблюдаются в переходные сезоны. Средняя годовая скорость ветра над водохранилищем невелика (3,8-4,7 м/с). Среднемесячные скорости ветра имеют ярко выраженный годовой ход с максимумом в осенне-зимний период и минимумом в летний период. Преобладают юго-западные ветра и они же характеризуются наибольшими скоростями.

Наибольший интерес представляют ветры со скоростями, которые могут вызвать сильное волнение. Практически, такие ветры на водохранилище Новосибирской ГЭС имеют скорость больше 8 м/сек и наблюдаются в безледоетавный период, продолжаясь в общей сложности 400-580 ч. ( 12-15% этого периода ). Наиболее штормовыми месяцами являются сентябрь и октябрь.

1.1.3. ПОЧВЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ.

Подводный рельеф водохранилища составляют русло Оби, мелкие протоки, пойма, надпойменные террасы и выположенные склоны Приобского плато. Наибольшие площади в затопленных угодьях занимали леса и кустарники, луга, русло Оби и ее притоков, болота (Приложение 1.)(Бейром и др. ,1973).

При подготовке ложа водохранилища под затопление проведена частичная вырубка лесов на площади 280 км2.

Леса и кустарники широко были представлены в пойме и на первой надпойменной террасе. Преобладающими формациями были сосновые, березовые и ивовые леса (рис. 2.)(Павлова, 1961). Общий запас органической массы травяной растительности определен в 1 млн. т. (Павлова, 1961). Если к этому запасу органики в травах прибавить затопленную древесную и кустарниковую растительность, то проектную цифру нужно увеличить в несколько раз. Вся затопленная растительная масса послужила основой для формирования органической части в различных типах иловых отложений водохранилища.

Все разнообразие затопленных почв можно свести к четырем основным группам: аллювиальные, луговые, болотные и оподзолен-но-боровые почвенные разности (см. рис.2.).

1.2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОСИБИРСКОГО

ВОДОХРАНИЛИЩА.

1. 2.1. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И УРОВЕННОГО РЕЖИМА.

Водохранилище Новосибирской ГЭС является одним из первых больших искусственных водоемов, созданных в условиях Сибири.

Строительство Новосибирской ГЭС началось с 1950 г на р. Оби у с. Нижние Чемы, в 20 км выше г. Новосибирска. Наполнение Новосибирского водохранилища начато с весны 1957 г. В результате подъема уровня на 12 м летом 1957г. образовался водоем с

2 9

площадью водного зеркала 800 км и объемом воды 5,6 км (Еу-тягин, Васильев, Сухоруков, 1960; Самочкин, 1959 ). Процесс заполнения водохранилища до отметок НПУ продолжался до конца июня 1959 г.. К этому периоду объем воды составил 8,8 км3, из них полезный -4,4 км-*, площадь водного зеркала - 1070 км2, средняя ширина водоема около 10 км, максимальная - 22 км, ми-

7

8

•л о » '!

V V 1 V V

9 ю

Рис. 2. Схема распределения растительности и почв по лод<у водохранилища до затопления

1-Мелкодерновинные степи, (почвы остепненные луговые); •2-разнотравно-овсянидевые луга местами деградированные (почвы лугово-аллювиальные, ^карбонатные); 3-полевицевые и осоковые низинные луга (почвы лугово-болотистые, карбонатные); 4-вейниковые луга (почвы аллювиальные, - карбонатные); 5-осоково-тростниковые болота (лугово-болотные почвы); б-сосновые и беревово-сосновые леса (почвы оподзоленные боровые песчаные, лугово-дерновые); 7-березовые колки и леса (почвы серые лесные, аллювиа�