Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Продукционная характеристика водоемов Среднего Поволжья как базы пастбищной аквакультуры

ВАК РФ 03.00.10, Ихтиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Калайда, Марина Львовна, Казань

//

Казанский государственный университет

На правах рукописи

Калайда Марина Львовна

Продукционная характеристика водоемов Среднего Поволжья как базы пастбищной аквакультуры ( на примере Республики Татарстан )

Специальность 03.00.10 - ихтиология

J

У

Диссертация на соискание^ученш стеги доктора биологических наук

У*

Казань - 1998 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................................3

Глава 1. Физико-географическая характеристика бассейна

среднего течения р. Волги................................................................9

Природно-климатические особенности региона............................10

Гидрография бассейна среднего течения р. Волги в пределах

Республики Татарстан......................................................................18

Глава 2. Материал и методы................................................................39

Глава 3. Гидробиологическая характеристика основных рыбохо-

зяйственных водоемов Республики Татарстан..............................45

Гидробиологическая характеристика Куйбышевского водохранилища.............................................................................................45

Гидробиологическая характеристика типовых малых водоемов

комплексного назначения..............................................................182

Глава 4. Оценка степени антропогенного воздействия на водоемы

Республики Татарстан...................................................................246

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях и

гидробионтах.................................................................................251

Гидробиологические критерии антропогенного воздействия.....266

Методика оценки величины ущерба, наносимого рыбному

хозяйству сбросами вод в водоемы Республики Татарстан......276

Глава 5. Пути увеличения рыбопродуктивности водоемов

бассейна р. Волги в современных условиях...............................296

Ихтиофауна.............................:.........:...........................................296

Динамика уловов рыбы в Республике Татарстан в условиях

антропогенного воздействия на водоемы.................................345

Концепция развития пастбищной аквакультуры в водоемах

Республики Татарстан................

Заключение........................................

Основные выводы..............................

Список использованной литературы Приложения.......................................

378

370

428

375

Введение

На современном этапе в условиях усиления антропогенного воздействия на водные ресурсы особенно актуальным становится развитие аквакультуры, объединяющей различные направления воспроизводсятва гидробионтов , позволяющей преодолеть негативные проявления депрессивного состояния ресурсов традиционных объектов промысла.

Применение методов пастбищной аквакультуры позволяет рационально использовать продукционный потенциал водохранилищ , водоемов-охладителей и других водоемов комплексного назначения, при направленном формировании ихтиоценоза получать дополнительную высококачественную рыбную продукцию за счет более полного освоения трофического потенциала и способствует восстановлению ценной аборигенной ихтиофауны .

Широкое использование в пастбищной аквакультуре растительноядных рыб способствует получению не только рыбохозяйственного , но и значительного биомелиоративного эффекта, в условиях возрастающего антропогенного воздействия на основные рыбохозяйственные водоемы Республики Татарстан.

Перспективность этого направления подтверждена развитием аквакультуры в Норвегии, Дании, США, Китае и ряде других стран (Кинне,1977; Моисеев, 1977, 1979, 1984, 1990, 1991, 1993; Stickney,1990; Fishery statistics, 1990 Aquaculture..., 1992; Приложение..., 1993; Багров, 1993; Виноградов, Золотова, 1994; Barannikova, Mamontov,1996; Вундцеттель, Виноградов, 1997; Мамонтов, 1997).

Мировой объем продукции аквакультуры быстро растет и, если в среднем за последние 15 лет ежегодный прирост животной продукции аквакультурных хозяйств составлял 530 тыс.т (Mistakidis, 1977; Моисеев, 1991), то в самые последние годы среднегодовой прирост продукции аквакультурных хозяйств достиг 1,2 млн. т или 55% к приросту собственно мирового вылова за тот же период (Моисеев, 1991). Среди выращиваемых объектов аквакультуры преобладают рыбы (51,4%), моллюски (20,2%) и водоросли (23,8%)(Моисеев, 1991,1993).

Важными объективными предпосылками для развития пресноводной аквакультуры в нашей стране являются обширный фонд естественных и техногенных водоемов, наличие научно-технического потенциала и опыта практической работы, значительный неудовлетворенный спрос на пресноводную рыбу (Кудерский,1996).

Главные составляющие аквакультуры России - это воспроизводство рыбных ресурсов путем направленного формирования ихтиофауны водоемов и товарное рыбоводство, базирующееся, главным образом, на выращивании карповых рыб.

В Поволжском регионе наличие развитой речной системы всегда оказывало сильное влияние на развитие рыболовства и

рыбоводства (Деларю, 1910; Арнольд, 1913; Сомов, 1922; Лукин, Калайда, 1983а, 19836; Капкаева, Калайда, 1983; Калайда и др., 1996). И.Н. Арнольд (1913) на основании обследования 5 уездов бывшей Казанской губернии указывал, что если поставить вопрос о том, какие виды рыбоводства возможны и наиболее подходящие для Казанской губернии, то придется ответить: почти все.

На территории Казанской губернии в 1910 г. числилось 340 прудов общей площадью около 576 га (Мартышев,1949). В 1911-1912 гг. было построено еще 1350 прудов , используемых, главным образом, в хозяйственных и противопожарных целях. Эти пруды специально для разведения рыбы не использовались. Поданным М.П. Сомова (1922) в 1915 году в России насчитывалось 4761 рыбоводное хозяйство, общей площадью около 26 тыс. га , из которых в Казанской губернии находились два , общей площадью 9,8 га, и 55 прудов, освоенных в целях рыбоводства крестьянами. Крестьяне разводили сазана, линя, карася, ручьевую и радужную форель, сига, стерлядь и другие виды.

Все рыбоводные начинания в Казанской губернии отличались стремлением разводить возможно больше видов рыб. Предпочтение отдавалось линю и карасю. В помещичьих прудах разводили преимущественно форель. А в хозяйстве "Долгая поляна" (Верхнеуслонского района) обилие ключей с высококачественной водой дало возможность создать форелевое хозяйство (Мартышев, 1949). Эти рыбоводные начинания мало считались с условиями местного рынка, на котором имелась сравнительно дешевая рыба из естественных водоемов (Сомов, 1922).

Для всего дореволюционного периода и первых лет Советской власти характерно отсутствие в Татарии собственного посадочного материала.

В последующий период в связи с зарегулированием стока р. Волги в 1955 г., а затем с середины 80-х годов в связи с введением в эксплуатацию Чебоксарского и Нижнекамского гидроузлов, образовался единый Волжско-Камский каскад водохранилищ. Резкое увеличение антропогенной нагрузки на водоемы Среднего Поволжья привело к целому ряду негативных последствий , среди которых отмечаются ухудшение качества воды, сокращение уловов рыбы, снижение уровня естественного воспроизводства и ухудшение качественного состава ихтиофауны. Ихтиофауна Куйбышевского водохранилища формировалась стихийно, и соответственно прогнозы по его рыбопродукционному потенциалу не были реализованы. Максимальная добыча рыбы в Куйбышевском водохранилище составила 59,7 тыс. ц ( в 1989 г.), из них в пределах Республики Татарстан - 24,78 тыс. ц. С 1989 года наметилась устойчивая тенденция в снижении промышленных уловов, и в настоящее время вылов рыбы в водохранилище в пределах республики составляет около 15 тыс. ц .

В сложившихся условиях становится совершенно очевидной необходимость в формировании концепции развития аквакультуры в таком крупном регионе Среднего Поволжья как Республика Татарстан. Оценка состояния и перспектив аквакультуры в регионе позволит определить приоритетные, наиболее перспективные, как с экономических, так с социальных и природоохранных позиций, направления ее развития.

Целью данной работы явилось выяснение продукционных возможностей водоемов в условиях их комплексного использования и определение основных направлений развития аквакультуры в Республике Татарстан .

В соответствии с поставленной целью решались следующие конкретные задачи :

- изучение гидробиологического режима, состояния кормовой базы и ихтиофауны крупнейшего водоема Республики Татарстан -Куйбышевского водохранилища;

- типизация малых водоемов комплексного назначения (ВКН);

- гидробиологическая характеристика типовых малых ВКН ;

- оценка степени антропогенного воздействия на водоемы Республики Татарстан ;

- разработка методики оценки величины ущерба, наносимого рыбному хозяйству сбросами вод в рыбохозяйственные водоемы ;

- анализ динамики уловов рыбы в Республике Татарстан;

- формирование концепции развития пастбищной аквакультуры в водоемах республики.

Исследования по теме диссертационной работы (Рис.1) выполнялись на кафедре зоологии позвоночных Казанского государственного университета с 1977 по 1997 годы. Работа выполнялась в соответствии с Координационным планом МСХ СССР и ВАСХНИЛ по проблеме О.сх.81 "Разработать прогрессивную биотехнику рыбоводства в прудах и сельскохозяйственных водоемах комплексного назначения " (задание 02.10 ), по отраслевой научно-технической программе 0.СХ.47 "Ирригационное рыбоводство " Агропрома СССР и ВАСХНИЛ (задание 0102 ). Использованы материалы программ, выполненных по заданию МСХ ТАССР в 1982-

Рис. 1. Схешт исследований.

1987 гг., Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Республики Татарстан и Экологического фонда в 1993-1997 гг. под руководством диссертанта и при его личном участии .

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры зоологии позвоночных Казанского государственного университета и сотрудникам научно-производственной фирмы "Комплемент" за оказанную помощь при сборе и обработке полевых материалов в периоды экспедиционных работ, Экологическому фонду Республики Татарстан за оказанную финансовую поддержку при полевом сборе материалов, заведующему кафедрой зоологии позвоночных Казанского государственного университета профессору В.А. Кузнецову за консультационную помощь и поддержку в период выполнения работы.

Глава 1. Физико-географическая характеристика бассейна

среднего течения р. Волги

Республика Татарстан расположена в восточной части ВосточноЕвропейской равнины, в среднем течении р. Волги, в местах слияния крупнейших рек равнин Среднего Поволжья : Волги, Камы, Вятки, Свияги. Площадь республики составляет 6784,7 тыс. га , из них 4441,7 тыс. га (65,5% от общей площади) являются землями сельскохозяйственного назначения , 1119,3 тыс. га (16,5% ) землями лесного фонда, 448,9 тыс. га ( 6,6% ) землями водного фонда (Государственный доклад..., 1995 ).

Рельеф Татарии волнистый, расчлененный многочисленными долинами рек. Около 90% территории занимают низменные равнины, и лишь на западе и юго-востоке возвышенности — Приволжская и

Бугульминско - Белебеевская (343 м абс.) (Государственный доклад..., 1996 ).

Наименьшие высоты приурочены к урезу Куйбышевского водохранилища, средний уровень которого имеет отметку 53,0 м абс. Основные площади республики находятся на абсолютных отметках 120-160 м ( Зеленая книга Республики Татарстан, 1993 ).

Равнины местами изрезаны, особенно в краевых частях, оврагами и балками. Густота овражной сети на территории республики изменяется в пределах от 0 до 2,48 км/км2 (Стариков, 1967). На большей части территории густота овражного расчленения превышает 0,1 км/км2 (Государственный доклад..., 1994). Максимальные показатели густоты овражной сети республики приурочены к правобережью Камы, Вятки, Волго-Свияжскому Междуречью.

В природном отношении территорию республики, ориентируясь по крупным рекам , делят на три части: Предволжье (на правом берегу Волги), Предкамье (к северу от Камы) и Закамье (к югу от Камы ).

Предкамье, в свою очередь, по реке Вятке делят на Западное и Восточное, а Закамье по верхнему Черемшану и реке Шешме делят на Западное (низкое) Закамье и Восточное (высокое) Закамье (Ступишин, 1976; Ступишин и др., 1980). Каждая часть представляет своеобразный физико -географический регион с характерными для него чертами ландшафта.

Климатические особенности региона

На территории Республики Татарстан, расположенной вдали от океанов и морей, сложился умеренно-континентальный тип климата с

теплым летом и умеренно-холодной зимой. Он формируется под влиянием ряда факторов, главнейшими из которых являются солнечная радиация и атмосферная циркуляция. Большое влияние на климат оказывают рельеф, растительный покров, гидрологическая сеть, а на протяжении последних 30 лет — антропогенная деятельность.

В связи с небольшой протяженностью с севера на юг и с запада на восток радиационный режим по территории меняется мало.

Циркуляция атмосферы является определяющим фактором в распределении температуры воздуха в холодный период года, когда территория республики наиболее подвержена влиянию Атлантики и Сибири, что обуславливает понижение температуры с запада на восток. В теплый период циркуляционные процессы ослабевают, и в формировании термического режима возрастает роль радиационных факторов и местных условий.

Самым холодным месяцем года является январь со средней температурой воздуха -14 °С, самым теплым - июль с температурой около 19 °С. Средняя месячная температура изменяется по территории в небольших пределах (1,5-2,0°С). Абсолютные минимумы температуры воздуха в году достигают - (47-52) °С. Абсолютные максимумы соответствуют + (37 - 40 )°С. Изменение среднемесячной многолетней температуры воздуха по данным Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Республики Татарстан (Государственный доклад..., 1997) приведено на рис. 2. Устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через 0°С весной происходит в первой декаде апреля, а осенью - в конце октября. Продолжительность периода с устойчивой

20

0

0

0

-20

-30

Температура ,град.С

норма

Рис.2. Среднемесячные температуры воздуха в Республике Татарстан.

температурой выше О °С колеблется по территории республики в пределах 198 - 209 дней. Самым теплым регионом республики является Предволжье (Ступишин, 1980). Районом самых высоких летних и самых низких зимних температур в республике является Западное Закамье.

Вегетационный период в республике длится в среднем 165-170 дней - с двадцатых чисел апреля до 5-10 октября (Зарипова, Сальникова, 1975). По количеству теплых дней в году территория республики

относится ко второй, а южная часть республики - к третьей рыбоводной зоне (Сборник нормативно-технологической документации по товарному рыбоводству, 1986). Климатические условия вполне благоприятны для рыбного хозяйства.

В последние годы минимальная температура воздуха была отмечена в 1994 году - 42 0 мороза в восточных районах Татарстана и в феврале 1996 г. - 36-39 ° ниже нуля. В то время как в 1993 г. средняя температура в январе была на 6 °С , а в 1995 г.- на 8-9 ° выше нормы (см. рис.2 ). Большую часть 1994 года среднемесячные температуры отличались от "нормы", особенно существенно заметны аномалии в январе, феврале и летние месяцы.

Температура воды выше 20°С в Куйбышевском водохранилище отмечается обычно в июле - августе (Рис. 3). Температурный режим в малых водоемах комплексного назначения благоприятен для их рыбохозяйственного использования.

Осадков на территории республики выпадает около 440 мм, из них на теплый период (апрель-октябрь) приходится около 310 мм

Температура,грал.С

месяцы

водохранилище ' ВКН овражно— балочные

ВКН пойменные а ВКН русловые

Рис.3. Температурный режим водоемов различного типа по данным

непосредственных наблюдений

(Зарипова, Сальникова, 1975). Самым увлажненным и прохладным регионом является Предкамье. На его территории выпадает больше всего осадков - до 500-510 мм в год ( Колобов, 1968). Предкамье выделяется и своей высокой озерностью. Примерно 50 % озер сосредоточено на его территории. В Западном Предкамье, характеризующимся большим количеством провальных озер и почти полным отсутствием выхода грунтовых вод на поверхность земли, расширение водного фонда идет, главным образом, за счет устройства прудов в балках на атмосферном питании. Центральное Предкамье богато грунтовыми водами, выходящими на поверхность. Местность большей частью пересечена оврагами и балками , которые в противоэрозионных целях превращают в малые водоемы комплексного назначения.

Положительным фактором в климате региона является совпадение наиболее теплого сезона с периодом увеличения влажности и выпадения наибольшего количества осадков, а также достаточное количество тепла и солнечного освещения в период вегетации.

Для региона характерны периодически повторяющиеся засухи : приблизительно 30-35 лет из 100 (Колобов, Муракаева, 1980). Они могут приносить заметный урон сельскохозяйственному производству. Одновременно именно в эти годы отмечаются максимальные индивидуальные массы у выращиваемой рыбы в прудах и ВКН : сеголетки толстолобиков в прудах достигали 60 г, а двухлетки карпа и ра