Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в устьевой области Волги

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Макарова, Елена Николаевна

Введение

1 .Современные представления о влиянии природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в устьевой области Волги

1.1 Физико-географическая характеристика и природное 10 районирование устьевой области Волги

1.2 Биология, экология и промысел воблы и леща в Волго- 15 Каспийском бассейне

1.3 Влияние речного стока на воспроизводство воблы и леща

1.4 Влияние загрязнения устьевой области Волги на 33 состояние ее ихтиофауны

2. Материалы и методы исследования

3. Совместное влияние регулирования стока и его естественных 51 колебаний на режим половодья и урожайность воблы и леща

3.1 Вклад регулирования стока и его естественных колебаний 52 в изменчивость стока половодья в дельте Волги

3.2 Анализ совместного влияния регулирования стока и его 54 естественных колебаний на режим половодья и урожайность воблы и леща

3.3 Влияние зарегулирования стока на гидрологические 58 условия и урожайность воблы и леща в годы различной водности

3.4 Влияние естественных колебаний водности на 71 гидрологические условия и урожайность воблы и леща в бытовых условиях и после зарегулирования стока

3.5 Расчет (прогноз) гидрологических параметров половодья 110 и урожайности воблы и леща

4. Процессы, влияющие на загрязненность и качество вод в мелководной зоне и их воздействие на урожайность воблы и леща

4.1 Характеристика природных условий в мелководной зоне 119 У устьевого взморья в период проведения исследований

4.2 Состояние загрязненности и качества вод в мелководной 130 зоне устьевого взморья в период проведения исследований

4.3 Влияние стока загрязняющих веществ на урожайность 144 воблы и леща в дельте Волги

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в устьевой области Волги"

Актуальность исследования. В настоящее время, как и сто лет назад, полупроходные рыбы стали играть одну из главных ролей в рыбном промысле Волго-Каспийского бассейна (Казанчеев, 1973; Иванов, 2000). В перспективе устойчивость рыбного хозяйства в этом бассейне также будет зависеть от их запасов.

После зарегулирования стока р. Волги запасы полупроходных рыб уменьшились в связи с ухудшением условий их размножения и роста (Каспийское море: Ихтиофауна и промысловые ресурсы, 1989). Уменьшению запасов способствовали маловодные 70-е годы, а последовавшее за тем повышение водности р. Волги привело к их увеличению (Научные основы, 1998).

Причиной ухудшения качества среды обитания полупроходных рыб нередко является ее загрязнение (Лукьяненко, 1990), уровень которого зависит не только от поступления загрязняющих веществ, но и от процессов, определяющих их дальнейшую судьбу в водоеме (Устьевая область, 1998).

Судя по опыту, и в дальнейшем качество среды обитания и состояние запасов полупроходных рыб будет зависеть не от одного (природного или антропогенного) процесса, а от их сочетания друг с другом. Исследование этой зависимости имеет большое значение для научного обоснования стабилизации запасов полупроходных рыб и обеспечения устойчивого рыболовства в Волго-Каспийском бассейне.

Целью работы явилось изучение совместного влияния природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща -двух наиболее массовых видов полупроходных рыб устьевой области р. Волги.

Достижение указанной цели предполагает проведение обширных эко-лого-рыбохозяйственных исследований. В связи с этим рамки работы были сужены за счет сокращения числа анализируемых в работе антропогенных и природных процессов. В качестве первых рассматриваются зарегулирование стока и загрязнение речных вод, а в качестве вторых - естественные колебания водности р. Волги и природные условия, влияющие на распределение и трансформацию загрязняющих веществ в мелководной зоне устьевого взморья, как части ареала полупроходных рыб.

Задачи исследования, соответствующие их цели, объекту и предмету, сформулированы следующим образом:

1. Оценить влияние зарегулирования стока на гидрологические условия и урожайность воблы и леща в дельте р. Волги в годы различной водности.

2. Провести сравнительный анализ влияния естественных колебаний водности на гидрологические условия и урожайность воблы и леща в бытовых условиях и после зарегулирования стока.

3. На основе полученных результатов предложить методы расчета (прогноза) гидрологических параметров половодья и урожайности воблы и леща в дельте р. Волги.

4. Установить особенности влияния стока загрязняющих веществ и гидролого-гидрохимических условий на загрязненность и качество воды в мелководной зоне.

5. Определить воздействие стока загрязняющих веществ на урожайность воблы и леща в дельте р. Волги, а также условия, в которых оно проявляется.

Попытки решения некоторых из названных задач предпринимались ранее. В этих случаях автором использовались новые подходы, чему дано обоснование в работе. Это обстоятельство наложило отпечаток на ее структуру. В главе, посвященной материалам и методам исследования, речь идет об источниках и первичной обработке данных, а методы их последующего анализа излагаются вместе с описанием полученных результатов.

Теоретическое значение и научная новизна. Благодаря новым подходам впервые установлены некоторые особенности совместного влияния природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в устьевой области Волги: основной вклад в изменчивость объема половодья, несмотря на его уменьшение, обусловленное зарегулированием стока, вносят естественные колебания водности реки; после зарегулирования стока по сравнению с бытовыми условиями усилилась и/или приобрела устойчивый характер зависимость параметров половодья и показателей урожайности рыб от водности лет; основными причинами изменения урожайности рыб после зарегулирования стока по сравнению с бытовыми условиями явились: для воблы — изменения стока воды в мае, а для леща - изменения стока воды в июне; временная изменчивость состояния загрязненности водной среды и качества вод мелководной зоны определяется поступлением загрязняющих веществ с речным стоком, а пространственная изменчивость зависит от процессов переноса и накопления загрязняющих веществ; воздействие стока загрязняющих веществ на урожайность воблы и леща выражается в ее отклонениях от величины, обусловленной влиянием гидрологических факторов, и не наблюдается в экстремальные по водности годы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Степень воздействия зарегулирования стока на гидрологические параметры половодья снижается при повышении водности лет, но восстановление естественного режима половодья в многоводные годы невозможно. Воздействие зарегулирования стока на урожайность воблы зависит от водности лет, по сравнению с бытовыми условиями урожайность воблы в маловодные годы снизилась, а в многоводные годы возросла. Воздействие зарегулирования стока на урожайность леща было более сильным и устойчивым, по сравнению с бытовыми условиями она снизилась в маловодные годы в среднем на 80%, а в многоводные годы - в среднем на 65%.

2. После зарегулирования стока влияние естественных колебаний водности на урожайность воблы и леща, носит не ограниченный, как это было в бытовых условиях, а комплексный характер, т.е. распространяется на все состояния гидрологического режима и проявляется при посредстве большого числа разнородных гидрологических параметров.

3. Установленные в работе количественные зависимости гидрологических параметров половодья от его объема и показателей урожайности рыб от гидрологических параметров половодья можно использовать для расчета (прогноза) гидрологических условий половодья и урожайности воблы и леща в дельте Волги за месяц и более до наступления полых вод.

4. Временные изменения состояния загрязненности водной среды и качества вод мелководной зоны в основном определяются поступлением загрязняющих веществ с речным стоком. Существенное влияние на пространственную изменчивость уровня загрязненности и качества вод оказывают процессы переноса и накопления загрязняющих веществ в мелководной зоне. Накопление ЗВ в донных отложениях происходит вдоль пути их переноса с течениями, что указывает на миграцию загрязняющих веществ во взвешенной форме.

5. Воздействие стока загрязняющих веществ на урожайность воблы и леща наблюдается только в годы, водность которых близка к норме. Это воздействие выражается в отклонениях урожайности от значений, рассчитанных исходя из гидрологических условий половодья. Снижению урожайности рыб на 10% способствует: воблы - увеличение стока цинка на 1 тыс. тонн, леща -увеличение стока нефтяных углеводородов на 10 тыс. тонн.

Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований расширяют и углубляют современные представления о совместном влиянии природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в устьевой области Волги.

Предложенные в работе методы расчета (прогноза) гидрологических параметров половодья и урожайности рыб можно использовать для обоснования, планирования и осуществления водохозяйственных и рыбохозяйст-венных мероприятий, направленных на повышение урожайности рыб. Установленные количественные зависимости урожайности воблы и леща от стока загрязняющих веществ пригодны для оценки ущерба рыбным запасам, наносимого загрязнением речных вод.

Результаты анализа совместного влияния природных и антропогенных процессов на состояние загрязненности и качество вод мелководной зоны имеют значение для экологического обоснования намечаемой (ОАО «ЛУ-КОИЛ», ООО «Каспийская нефтяная компания») нефтегазодобывающей деятельности в северной части Каспийского моря. В целом выявленные закономерности позволяют более эффективно планировать мероприятия, снижающие антропогенную нагрузку на акваторию исследуемого района.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международной конференции «Осетровые на рубеже XXI века» (Астрахань, 2000); на Международной конференции «Современные проблемы Каспия», посвященной 105-летию КаспНИРХ (Астрахань, 2002); на Международной конференции «Проблемы мониторинга экосистем Каспийского моря» (Махачкала, 2002); на II Международной конференции «Человек и животные» (Астрахань, 2004).

Личный вклад автора. В основу работы положены исследования, выполненные в 1998-2003 гг. Основные результаты исследований получены автором самостоятельно. Автор предложила новые подходы к анализу совместного влияния природных и антропогенных процессов на среду обитания и урожайность воблы и леща в дельте Волги. Автор принимала непосредственное участие в организации и проведении экспедиционных работ в мелководной зоне, анализе и обобщении полученных данных.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. В диссертации помещено 49 таблиц, 26 рисунков. Приложение содержит 16 таблиц, 2 рисунка. Список литературы включает 111 названий. Текст диссертации изложен на 162 страницах, общий объем работы 195 страниц.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Макарова, Елена Николаевна

ВЫВОДЫ:

1. Носящее комплексный характер воздействие зарегулирования стока на гидрологические параметры половодья снижается при повышении водности лет, но восстановление естественного режима половодья в многоводные годы невозможно. Воздействие зарегулирования стока на урожайность леща было более сильным, чем на урожайность воблы. По сравнению с бытовыми условиями урожайность воблы в маловодные годы снизилась примерно на треть, в годы средней водности она практически не изменилась, а в многоводные она возросла, но также примерно на треть. В маловодные и средне-водные годы урожайность леща по сравнению с бытовыми условиями снизилась в среднем на 80%, а в многоводные годы примерно на 65%.

2. После зарегулирования по сравнению бытовыми условиями усилилась и/или приобрела устойчивый характер зависимость объемных, временных, хронологических параметров половодья от водности лет. В настоящее время влияние естественных колебаний водности на урожайность воблы и леща, носит не ограниченный, как это было в бытовых условиях, а комплексный характер, т.е. распространяется на все состояния гидрологического режима и проявляется при посредстве большого числа разнородных гидрологических параметров.

3. Установленные в работе количественные зависимости гидрологических параметров половодья от его объема и показателей урожайности рыб от гидрологических параметров половодья можно использовать для расчета (прогноза) гидрологических условий половодья и урожайности воблы и леща в дельте Волги за месяц и более до наступления полых вод. Это открывает широкие возможности для оптимизации попусков воды с целью повышения уровня воспроизводства рыбных запасов.

4. Временная изменчивость состояния загрязненности водной среды и качества вод мелководной зоны в основном определяется поступлением загрязняющих веществ с речным стоком. На пространственную изменчивость уровня загрязненности и качества вод влияют процессы переноса и накопления загрязняющих веществ. Накопление ЗВ в донных отложениях происходит вдоль пути их переноса с течениями. Условия, благоприятствующие взмучиванию донных отложений, одновременно способствуют переносу загрязняющих веществ из отмелой в приглубую часть мелководной зоны.

5. Зависимость урожайности воблы и леща от стока загрязняющих веществ носит сложный характер. Она проявляется только в годы, водность которых близка к норме, и выражается в отклонениях фактической урожайности от величины, значение которой определяется гидрологическими условиями. При увеличении стока цинка на 1 тыс. тонн урожайность воблы снижается примерно на 10%, а урожайность леща снижается на такую же величину при увеличении стока нефтяных углеводородов на 10 тыс. тонн. Количественный характер этой зависимости позволяет использовать ее для оценки ущерба рыбным запасам, наносимого загрязнением речных вод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования призваны восполнить один из существенных пробелов в изучении экологии полупроходных рыб Волго-Каспийского бассейна. Как показал анализ научных публикаций, в предыдущих исследованиях недостаточно внимания уделялось четкой дифференциации природных и антропогенных процессов и анализу их совместного влияния на состояние среды обитания и воспроизводство полупроходных рыб.

Между тем, соблюдение этих условий имеет важное значение для выяснения причин динамики воспроизводства рыбных запасов. При этом речь идет не только об изменениях, имевших место в прошлом (что немаловажно), но прежде всего об изменениях, которые можно ожидать в будущем, когда уровень естественного воспроизводства полупроходных рыб, без сомнения, будет по-прежнему определяться совместным влиянием природных и антропогенных процессов на среду их обитания.

Из числа антропогенных факторов, влияющих на состояние среды обитания и воспроизводство воблы и леща - наиболее массовых видов полупроходных рыб, в работе рассмотрены зарегулирование речного стока и загрязнение речных вод. В качестве природных процессов, влияние которых сочетается с влиянием антропогенных факторов, в работе рассмотрены естественные колебания водности Волги и условия, определяющие распределение загрязняющих веществ в мелководной зоне устьевого взморья реки, как основной части ареала полупроходных рыб.

В работе впервые по данным 1960-2001 гг. установлена количественная зависимость объема половодья в вершине дельты Волги от притока воды к Волжско-Камскому каскаду водохранилищ. Из результатов дисперсионного анализа следует, что несмотря на обусловленное зарегулированием сокращение объема половодья (примерно с 60 до 40% годового стока), основной вклад в его изменчивость вносят естественные колебания водности реки, обусловленные изменениями увлажненности Волжского бассейна. Это объясняется относительным постоянством объема воды, используемой для заполнения водохранилищ.

Благодаря новому подходу к формированию исходных материалов, в частности использованию выборок, выровненных по годовому стоку, удалось четко определить воздействие зарегулирования на изменение гидрологического режима половодья в дельте Волги. Практически все из рассмотренных в работе 15 гидрологических параметров половодья в той или иной степени подверглись антропогенной деформации, за исключением стока воды в мае, объем которого в среднем практически не изменился.

Предложенные в работе критерии позволили дать оценку воздействия зарегулирования стока р. Волги на гидрологические параметры половодья в ее дельте. Подтверждено мнение о том, что степень воздействия зарегулирования на гидрологические параметры половодья снижается при повышении водности лет. В то же время впервые показано, что восстановление естественного режима половодья в многоводные годы невозможно, так как в эти годы наряду с сокращением числа параметров, испытывающих сильное воздействие, уменьшается число параметров, испытывающих слабое воздействие. Изменения продолжительности подъема воды и ее стока в летние месяцы, обусловленные зарегулированием, носят сильный, устойчивый характер и не компенсируется повышением водности лет.

В работе показано, что в бытовых условиях изменения объема половодья практически не отражались на его хронологических параметрах, при чем увеличение объема половодья в основном происходило за счет наращивания его высоты, а не увеличения продолжительности. После зарегулирования стока ситуация кардинально изменилась. Все гидрологические параметры половодья, за исключением даты наступления максимального уровня, оказались связанными с объемом половодья, при этом самое высокое значение коэффициента линейной корреляции приобрела его связь продолжительностью половодья.

Анализ влияния естественных колебаний водности на гидрологический режим половодья в дельте Волги показал, что после зарегулирования стока по сравнению с бытовыми условиями усилилась и/или приобрела устойчивый характер зависимость объемных, временных и хронологических параметров половодья от водности лет. Повышение водности после зарегулирования стока способствует снижению скорости подъема и спада воды, тогда как в бытовых условиях связь между этими параметрами была положительной. Строительство каскада водохранилищ способствовало также усилению и повышению устойчивости отрицательной зависимости сроков начала половодья от водности лет.

В работе показано, что характер и степень воздействия зарегулирования стока на урожайность воблы зависит от водности лет. По сравнению с бытовыми условиями урожайность воблы в маловодные годы снизилась примерно на треть, в годы средней водности она практически не изменилась, а в многоводные она возросла, но также примерно на треть. Воздействие зарегулирования стока на урожайность леща было более сильным, чем на урожайность воблы. В маловодные и средневодные годы урожайность леща по сравнению с бытовыми условиями снизилась в среднем на 80%, а в многоводные годы примерно на 65%. Степень воздействия зарегулирования стока на урожайность леща слабо зависит от водности лет, то есть носит более устойчивый характер.

Результаты статистического анализа свидетельствуют, что зарегулирование стока привело не только к изменению урожайности рыб, но и к преобразованию ее зависимости от гидрологических параметров половодья. В бытовых условиях повышению урожайности воблы и леща во всем диапазоне стока благоприятствовало позднее половодье, а после строительства Волж-ско-Камского каскада урожайность рыб стала тесно зависеть от площади территории, затапливаемой во время половодья, при этом на урожайность воблы влияет также сток воды в период обводнения нерестилищ, а на урожайность леща - продолжительность этого периода.

Более детальные исследования показали, что в гидрологическом режиме половодья в бытовых условиях можно выделить четыре состояния, отличающиеся между собой по гидрологическим условиям и их влиянию на урожайность воблы и леща. При водности ниже нормы и относительно низкой урожайности рыб последняя зависела от распределения стока между фазами половодья. Наиболее благоприятные условия для воспроизводства воблы и леща складывались при увеличении стока половодья в среднем от 150 до 170 л км . При этом их урожайность возрастала вдвое, особенно благоприятные условия для роста складывались при сдвиге половодья на более поздние, чем обычно, сроки. Повышение расходов воды при дальнейшем увеличении объема половодья неблагоприятно отражалось на урожайности рыб, но увеличение продолжительности половодья препятствовало ее снижению.

В работе впервые показано, что бытовых условиях различие между воблой и лещом в биологии и экологии размножения проявлялось главным образом, в более тесной и устойчивой зависимости урожайности леща от стока воды в июне. Судя по отношению урожайности воблы к урожайности леща, которое постепенно снижалось с повышением водности, маловодные годы в бытовых условиях были относительно благоприятными для воспроизводства воблы, а многоводные - для воспроизводства леща.

Вообще, влияние естественных колебаний водности на урожайность воблы и леща в бытовых условиях носило ограниченный характер, давая о себе знать при отдельных состояниях гидрологического режима. Хотя переход этого режима из одного состояния в другое был обусловлен изменениями водности, в пределах каждого из этих состояний урожайность рыб зависела не столько от объема половодья, сколько от его распределения во времени.

Характер последнего, по-видимому, определялся другими факторами, в частности, изменениями температурного режима в бассейне и дельте Волги.

В результате исследований в гидрологическом режиме половодья после зарегулирования стока выделено три состояния, отличающиеся между собой по гидрологическим условиям и их влиянию на урожайность воблы и леща. При этом важным фактором, определяющим реакцию урожайности на изменение гидрологических условий является дата начала половодья. В маловодные годы, когда половодье начинается позже обычного, повышению урожайности воблы способствует сдвиг его начала на более ранние сроки. Урожайность леща, крайне низкая в эти годы, напротив, положительно, но слабо откликается на сдвиг начала половодья на более поздние сроки. В годы средней водности повышению урожайности воблы способствует уменьшение продолжительности половодья, а урожайность леща, наоборот, в этих условиях снижается. В многоводные годы, когда половодье начинается раньше обычного, урожайность воблы и леща повышается вдвое по сравнению с годами средней водности. При этом росту урожайности того и другого вида рыб способствует повышение максимального уровня воды, а на урожайность леща также благотворно влияет увеличение продолжительности половодья.

В работе впервые продемонстрировано, что разность между значениями урожайности воблы в бытовых условиях и после зарегулирования стока в основном определяется изменением стока воды в мае. В связи с этим повышение водности мая, наблюдающееся после строительства Волжско-Камского каскада ГЭС в средне- и многоводные годы, можно рассматривать как фактор, положительно влияющий на урожайность воблы. Его позитивное влияние в полной мере проявляется только тогда, когда половодье после зарегулирования стока наступает не позже, чем это было в бытовых условиях. В качестве фактора, положительно влияющего на урожайность воблы после зарегулирования стока, следует также рассматривать "срезку" пика максимальных расходов, в отсутствие которой повышению ее урожайности в многоводные годы препятствовало бы увеличение проточности полоев, как это наблюдалось в бытовых условиях.

Также впервые показано, что, основной непосредственной причиной снижения урожайности леща после зарегулирования стока Волги, является уменьшение стока воды в июне. Увеличение стока воды в июне, которому в бытовых условиях сопутствовал сдвиг максимума, а после зарегулирования -сдвиг даты окончания половодья на более поздние, чем обычно, сроки, благоприятствует завершению развития молоди леща и ее скату в море. Позитивное влияние на урожайность леща оказывает и увеличение стока воды в мае, когда оно сопровождается увеличением площади нерестилищ (маловодные годы в бытовых условиях и многоводные годы после зарегулирования стока). Однако повышение урожайности леща, обусловленное увеличением площади нерестилищ, менее значимо чем то, причиной которого является увеличение стока воды в июне. При сравнительно благоприятных условиях для нереста леща (многоводные годы после зарегулирования стока) численность его сеголеток в море в несколько раз меньше, чем при условиях, благоприятствовавших развитию личинок и скату молоди в море (годы средней водности в бытовых условиях). От успешного достижения молодью леща покатной стадии развития в большей степени, чем от результатов нереста, зависит численность его сеголеток в море.

Все гидрологические факторы, влияющие на урожайность рыб после зарегулирования стока, за исключением даты наступления максимального уровня, в свою очередь находятся в тесной зависимости от стока половодья. И наоборот, все гидрологические параметры, находящиеся в устойчивой зависимости от стока половодья, в свою очередь влияют на урожайность рыб.

Таким образом, после зарегулирования стока влияние естественных колебаний водности на урожайность воблы и леща, носит не ограниченный, как это было в бытовых условиях, а комплексный характер, т.е. распространяется на все состояния гидрологического режима и проявляется при посредстве большого числа разнородных гидрологических параметров.

По материалам экспедиционных исследований установлено, что на происходящие в мелководной зоне устьевого взморья Волги физико-химические и биохимические процессы влияют несколько природных факторов: а) поступление с речным стоком пресных вод, растворенных и взвешенных веществ; б) циркуляция, перемешивание вод и взмучивание донных отложений. Большое значение имеет воздействие ветра на динамику вод. Западные ветры способствуют отклонению струй речных вод к востоку, а восточные - к западу. При этом в первом случае повышается минерализация вод в западной части, а во втором случае - в восточной части мелководной зоны. Отклонения струй речных вод более ярко выражены в приглубой части по сравнению отмелой. Уменьшение прозрачности, обусловленное усилением ветра, волнения и взмучивания донных отложений, способствует снижению скорости фотосинтеза. При благоприятных для жизнедеятельности фитопланктона условиях, биогенные элементы, поступающие с речным стоком, активно потребляются в отмелой части мелководной зоны.

Результаты анализа состояния загрязненности водной среды и качества вод мелководной зоны в 2000 и 2001 гг. указывают, что их временная изменчивость в основном определяется поступлением загрязняющих веществ с речным стоком. Существенное влияние на пространственную изменчивость уровня загрязненности и качества вод оказывают процессы переноса и накопления загрязняющих веществ в мелководной зоне, зависящие от гидрометеорологических условий. Накопление ЗВ в донных отложениях происходит вдоль пути их переноса с течениями, что указывает на миграцию загрязняющих веществ в взвешенной форме. Условия, благоприятствующие взмучиванию донных отложений, одновременно способствуют переносу загрязняющих веществ из отмелой в приглубую часть мелководной зоны. Межгодовые изменения качества вод отличаются широким размахом (от "чистых" до грязных"). Судя по полученным данным этому способствует наличие у дельты Волги определенной самоочищающей способности. Воды мелководной зоны становятся "чистыми", когда загрязняющие вещества, поступающие в вершину дельты полностью ассимилируются в ее водотоках и водоемах. Резкое ухудшение качества вод мелководной зоны происходит в случае, когда сток загрязняющих веществ в вершине дельты превышает ее ассимиляционную емкость.

Анализ пространственно-временной изменчивости загрязненности вод р. Волги показал, что сток нефтяных углеводородов, фенолов и СПАВ формируется за счет многочисленных источников, благодаря чему ему свойственны частые, но относительно слабые отклонения от среднего значения. Сток меди и цинка формируется за счет малочисленных источников, при этом его редкие, но относительно сильные отклонения от фонового уровня, вероятно, возникают при сложении их действия друг с другом.

Впервые установлена зависимость урожайности воблы и леща от стока загрязняющих веществ, которая носит сложный характер. Во-первых, она не проявляется в годы экстремальные по гидрологическим условиям (крайне маловодные и многоводные). Во-вторых она выражается не в изменениях средней урожайности рыб, величина которой определяется гидрологическими условиями, а в отклонениях фактической урожайности от средней величины, т.е. в аномалиях урожайности. При увеличении стока цинка на 1 тыс. тонн урожайность воблы снижается примерно на 10%, а урожайность леща снижается на такую же величину при увеличении стока нефтяных углеводородов на 10 тыс. тонн.

К практически наиболее важным результатам работы относятся установленные в работе количественные зависимости гидрологических параметров половодья от его объема и показателей урожайности рыб от гидрологических параметров половодья. В работе показано, что эти зависимости, апробированные на широком материале, превышающем по объему исходные выборки, можно использовать для составления прогнозов гидрологических условий половодья и урожайности воблы и леща в дельте Волги за месяц и более до наступления полых вод, что открывает широкие возможности для оптимизации попусков воды с целью повышения уровня воспроизводства рыбных запасов. Одновременно, проверка на независимом материале подтвердила объективный характер выявленных в работе причинно-следственных связей урожайности воблы и леща с гидрологическими параметрами половодья. Практическую ценность имеет также установленная зависимость урожайности воблы и леща от стока загрязняющих веществ. Количественный характер этой зависимости позволяет использовать ее для оценки ущерба рыбным запасам, наносимого загрязнением речных вод.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Макарова, Елена Николаевна, Астрахань

1. Авакян А.Б., Широков В.М. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. Екатеринбург: Изд-во «Виктор», 1994. 319 с.

2. Алехина Р.П. Эффективность размножения воблы и леща в разных зонах дельты Волги в зависимости от гидрологических условий. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Мурманск, 1975 -С. 3-4.

3. Алехина Р.П., Финаева В.Г. Значение отдельных районов дельты Волги в воспроизводстве полупроходных рыб // Рыбохозяйственные основы территориального перераспределения водных ресурсов. М.: ВНИРО, 1981. С. 65-80.

4. Алехина Р.П., Курапов А.А., Финаева В.Г. Режим весенних попусков и его влияние на ранний онтогенез полупроходных рыб Волго-Каспийского района. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по раннему онтогенезу. Мурманск, 1988 С. 16-18.

5. Алехина Р.П., Финаева В.Г. Оценка эффективности размножения полупроходных рыб в дельте Волги // Сб. Экология молоди и проблемы воспроизводства каспийских рыб. М.: Изд-во ВНИРО, 2001. - С.7-21

6. Анализ экологического состояния Среднего Каспия и проблема воспроизводства рыб. / А.А. Гаджиев, М.М. Шихшабеков, Г.М. Абдурахманов, А.А. Мунгиев. (отв. ред. Г.М. Абдурахманов) М.: Наука, 2003. - 424 с.

7. Артемьев В.Е. Геохимия органического вещества в системе река-море -М: Наука, 1993, 204 с.

8. Артюхова В.И. Изучение адаптации синезеленых водорослей к некоторым токсикантам // Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. биол. наук.-М, 1980.-24 с.

9. Астахова Т.В. Паразитофауна молоди воблы Волжско-Каспийского района. Труды КаспНИРО. 1957. Т. XIII. - С 12 - 19.

10. П.Астахова Т.В., Катунин Д.Н. Требования рыбного хозяйства Каспия к водному режиму р. Волги // Тр. КаспНИРХа. 1971. - Т.26. - С.3-8.

11. Байдин С.С. Сток и уровни дельты Волги. М.: Гидрометеоиздат, 1962. С. 337.

12. Байдин С.С., Линберг Ф.Н., Самойлов И.В. Гидрология дельты Волги. М.: Гидрометеоиздат. 1956. С.331.

13. Белевич Е.Ф. Районирование дельты Волги.// Тр. Астраханского заповедника. 1963. Вып. 8. С. 401-421.

14. Белоголова Л.А. Биология и формирование численности молоди полупроходных рыб в Северном Каспии в условиях зарегулированного стока реки Волги // Автореф. канд. дисс. М., 1991. - 26 с.

15. Белоголова Л.А. Динамика численности и распределения молоди полупроходных рыб в Северном Каспии в период зарегулирования стока Волги // Экология молоди и проблемы воспроизводства каспийских рыб: Сб. научных трудов. М.: Изд-во ВНИРО, 2001. С. 37 -58.

16. Берг Л.С. 1949. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. Изд. 4-е. Ч. 2. С. 925.

17. Биогеохимия океана М: Наука, 1983 - 368 с.

18. Бухарицын П.И. Прибрежные нефтепромыслы и нефтяное загрязнение Северного Каспия. Сб. Биологические ресурсы Каспийского моря. Астрахань. 1992. С. 51-53.

19. Волга и ее жизнь. Л., «Наука». 1978. 348 с.

20. Вуглинский B.C. Водные ресурсы и водный баланс крупных водохранилищ СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 223 с.

21. Ган Г.Н. Влияние падения уровня моря и спрямления русла на гидрологический режим низовья реки (на примере Сулака) // Труды ГОИН. 1970. Вып. 98. С. 41-49.

22. Гераскин П.П. Нарушения обмена веществ у русского осетра в современных условиях Волго-Каспия // Осетровое хозяйство водоемов СССР: Краткие тез. научн. докл. к предстоящему Всес. Срвещанию (ноябрь 1989г.).-Астрахань, 1989. С.60-62.

23. Герлах С.А. Загрязнение морей. Диагноз и терапия JI: Гидрометеоиз-дат, 1985 - 263 с.

24. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Каспийское море. Вып. 2. Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности./ СПб. 1996. 322 с.

25. Горбунов К.В., Коблицкая А.Ф., Косова А.А. Значение авандельты р. Волги для воспроизводства полупроходных рыб // Тр. Астрах. Заповедника. 1965. Вып. 10. С. 375 -441.

26. Давыдов Д.К. Гидрография СССР. (Воды суши). Ч. II. Гидрография районов. М., 1955. 510 с.

27. Давыдов JI.K. Гидрография СССР. (Воды суши). Ч. I. Общая характеристика вод. Д., 1953. 184 с.

28. Демина Л.Л., Гордеев В.В., Фомина Л.С. Fe, Mn, Zn, Си в речной воде и взвеси и их изменения в зоне смешения речных вод с морскими (на примере рек Черного, Азовского и Каспийского морей) // Геохимия, 1978, №8 С.1211-1229

29. Земская К.А., Кузьмин А.Г. О закономерностях воспроизводства полупроходных рыб Каспия // Тр. ВНИРО. 1972. - Т.83. - С.54-71.

30. Зиновьев А.Ф. Планктон полоев и ильменей дельты р. Волги и его кормовое значение для молоди промысловых рыб. // Тр. В.-К. научн. Рыбо-хоз. ст. 1947. - т. IX. вып.1.-С. 19-21.

31. Иванов В.П. Биологические ресурсы Каспийского моря. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2000. - 100 с.

32. Иванов В.П., Сокольский А.Ф. Научные основы стратегии защиты биологических ресурсов Каспийского моря от нефтяного загрязнения. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2000. - 181 с

33. Казанчеев Е.Н Биологическая и рыбная продуктивность Северного Каспия // Отчетная сессия КаспНИРХа по работам 1972 г.: Тез. докл. -Астрахань, 1973. С. 29-31.

34. Казанчеев Е.Н. Рыбы Каспийского моря (определитель). М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 168 с.

35. Казанчеев Е.Н.О полупроходных рыбах Северного Каспия. Тр. ВНИРО, 1972, т. 89, с. 42 - 61

36. Каспийское море. Гидрология и гидрохимия (под редакцией С.Р. Байди-на, А.Н. Косарева).//М., Наука. 1986. 261 с.

37. Каспийское море. Структура и динамика вод.// М.: Наука, 1990. 163 с.

38. Каспийское море: Ихтиофауна и промысловые ресурсы / В.Н. Беляева, Е.Н. Казанчеев, В.М. Распопов и др. М.: Наука, 1989. 236 с.

39. Катунин Д.Н. Режим солености северной части Каспийского моря в современных условиях // Тр. КаспНИРХа. 1967. - Т.23. - С. 10-16.

40. Катунин Д.Н. Заливание волжской дельты в условиях работы Волго-камского каскада гидроэлектростанций // Тр. КаспНИРХ. Астрахань. -1971. Т. 26. -С.35 -41.

41. Катунин Д.Н., Хрипунов И.А., Беспарточный Н.П. Современный гидролого-гидрохимический режим Каспийского моря.// Тезисы докладов IX конференции по промысловой океанологии. М., 1993 г. С. 40-41 .

42. Коблицкая А.Ф. Значение низовьев дельты р. Волги для нереста рыб. -Вопросы ихтиологии, 1957, вып. 9, с. 29 54.

43. Коблицкая А.Ф. Влияние изменений различных факторов среды на характер и эффективность нереста полупроходных рыб в низовьях дельты Волги // Тр. Совещ. по динамике численности рыб Ихтиол, комис. АН СССР. 1961. Вып. 13. С. 265 267.

44. Коблицкая А.Ф. Изучение нереста пресноводных рыб: (Метод, пособие). М.: Пищевая пром-сть, 1966. 110 с.

45. Коблицкая А.Ф. Определитель молоди пресноводных рыб. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981 - 208 с.

46. Коблицкая А.Ф. Сукцессия нерестовых сообществ дельты Волги. Вопросы ихтиологии, 1977, т. 17, вып. 4(105), С. 607-620.

47. Круглова Г.В., Христофоров А.В., Эдельштейн К.К. Влияние антропогенных факторов на многолетние колебания стока Волги // Вест. Моск. Ун-та, сер.5, География, 1994, №1. С. 48-55.

48. Кукса В.И. Южные моря в условиях антропогенного стресса.// СПб: Гидрометеоиздат, 1994. С. 74-149.

49. Кушнаренко А.И., Сидорова М.А., Белоголова JI.A., Чернявский В.И. Распределение и численность полупроходных рыб в Северном Каспии / Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 2001 г. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2002. С. 247 - 263.

50. Лукъяненко В.И. Кризисная токсикологическая обстановка в водоемах.// Рыбное хозяйство. 1990. № 6. С. 45-49.

51. Миронов О.Г., Лаганская Л.А. Развитие микроскопических водорослей в морской воде, загрязненной углеводородами // Продукционно-биологические процессы в южных морях. Киев, 1969.

52. Михайлов В.Н., Коротаев В.Н., Полонский В.Ф. Гидролого-морфологические процессы в Устьевой области Волги и их изменения под влиянием колебаний уровня Каспийского моря // Геоморфология, 1993, №4. С.97- 107.

53. Михайлов В.Н., Рогов М.М., Макарова Т.А., Полонский В.Ф. Динамика гидрографической сети неприливных устьев рек. М.: Гидрометеоиздат, 1977.294 с.

54. Михайлов В.Н. Устьевая область Волги как динамическая система // Вестн. МГУ. Сер. 5, География. 1995. №1. С. 62 70.

55. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. - 207 с.

56. Научные основы устойчивого рыболовства и регионального распределения промысловых объектов Каспийского моря /Под ред. В.Н. Беляевой, В.П. Иванова, В. К. Зиланова. М.: Изд-во ВНИРО, 1998. - 167 с.

57. Небольсина Т.К. Нерест рыб в култучной зоне и авандельте Волги // Рыбной хозяйство. 1956. - №12. - С.53.

58. Некрасова С.О. Загрязнение поверхностных вод в дельте р. Волги. Сб. Биологические ресурсы Каспийского моря. Астрахань. 1992. С. 284-285.

59. Никаноров A.M. Качество поверхностных вод суши России и совершенствование государственной системы мониторинга.// Вода: экология и технология. Материалы международного конгресса. М. 1994. С. 10491057.

60. Орадовский С.Г., Афанасьева Н.А., Иванова Т.А., Матвейчук И.Г. Оценка тенденций изменения уровня химической загрязненности акваторий Каспийского, Черного и Азовского морей за период 1980-1955 гг. // Океанология, 1997, т. 37, № 6 С.862-867

61. Павлов Д.С., Катунин Д.Н., Алехина Р.П., Власенко А.Д., Дубинина В.Г., Сидорова М.А. Требования рыбного хозяйства к объему весенних попусков воды в дельту Волги // Рыбн. хоз. 1989. № 9. - С. 29 - 31.

62. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. -М.:Пищепромиздат, 1979. 304с.

63. Полонский В.Ф., Лупачев Ю.В., Скриптунов Н.А. Гидролого-морфологические процессы в устьях рек и методы их расчета (прогноза). СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 383 с.

64. Полонский В.Ф. Особенности современных гидролого-морфологических процессов в дельте Волги.// Водные ресурсы. 1995. Т. 22. № 5. С. 517527.

65. Попова О.В., Хорошко В.И., Васильева Л.М. Об уровнях загрязненности вод Волго-Каспийского бассейна. Сб. Биологические ресурсы Каспийского моря. Астрахань. 1992. С. 314-316.

66. Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука, 1977. 256 с.

67. Русловые процессы в дельте Волги./ Под. Ред. Н.И. Алексеевского. М.:

68. Географический факультет МГУ, 1997. 165 е.: ил. (Геоэкология Прикаспия/ Гл. ред. Н.С. Касимов. Вып. 2).

69. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 1997год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 1998. - 212 с.

70. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 1998год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 1999. - 415 с.

71. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 1999год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2000. - 376 с.

72. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 2000год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2001. - 512 с.

73. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 2001год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2002. - 630 с.

74. Рыбохозяйственные исследования на Каспии: Результаты НИР за 2002год. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2003. - 560 с.

75. Рычагов Г.И. Уровенный режим Каспийского моря за последние 10000лет // Вестн. МГУ. Сер. 5, География. 1993. № 2. С. 38-49.

76. Сборник материалов наблюдений по дельте Волги. Ростов на - Дону1967.394 с.

77. Сидорова М.А. Распространение леща (Abramis brama orientalis В) в Северном Каспии. -Тр. КаспНИРХ, 1971, т.26, с. 162 167.

78. Сидорова М.А. биология и формирование запасов леща Волго

79. Каспийского района в условиях зарегулированного стока Волги: Авто-реф. Дис. На соиск. уч. степ. канд. биол. наук. М.:ВНИРО, 1981.- 25 с.

80. Сидорова М.А., Кушнаренко А.И. Состояние запасов полупроходных иречных рыб Волго-Каспийского бассейна // I конгресс ихтиологов России: Тез. докл. (Астрахань, сент. 1997 г.) М., ВНИРО, 1997. С. 458.

81. Сидорова М.А., Алехина Р.П. Динамика численности волго-каспийскоголеща // Состояние запасов промысловых объектов на Каспии и их использование. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2001. - С. 280 - 293.

82. Симонов А.И. Гидрология и гидрохимия вод устьевого взморья в морябез приливов М: Гидрометеоиздат, 1969 - 230 с.

83. Скриптунов Н.А. Гидрология предустьевого взморья Волги М: Гидрометеоиздат, 1958 143 с.

84. Современное состояние и факторы, определяющие биологическое иландшафтное разнообразие Волжско Каспийского региона России. / Абдурахманов Г.М., Карпюк М.И., Морозов Б.Н., Пузанченко Ю.Г. -М.: Наука, 2002 г. - 416 с.

85. Состояние запасов промысловых объектов на Каспии и их использование. Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2001. - 409 с.

86. Сытник Ю.М., Арутюнова Н.В., Евтушенко Н.Ю. Тяжелые металлы восетровых рыбах Каспия.// Проблемы изучения, охраны и рационального использования природных ресурсов Волго-Ахтубинской поймы и дельты реки Волги. Астрахань, 1989. С. 97-98.

87. Танасийчук Н.П. 1951. Промысловые рыбы Волго-Каспия. М.: Пищепромиздат. 88 с.

88. Танасийчук B.C. Динамика численности промысловых рыб // Тр.

89. ВНИРО. 1952. - T.XXI. - С.195 - 112.

90. Танасийчук В.С, Воноков И.К. Влияние воды разной солености на сперму и икру воблы и леща Северного Каспия // Тр. ВНИРО. 1956. -Т.32. - С.284.

91. Танасийчук B.C. Закономерности формирования численности некоторыхкаспийских рыб // Тр. КаспНИРО. 1957. - T.XIII. - С. 3-77.

92. Танасийчук Н.П. Лещ Северного Каспия: Распределение, изменениевозрастного состава, влияние промысла на состав популяции // Тр. КаспНИРХ. 1959. Т. 15. С. 3 38.

93. Устьевая область Волги: гидролого-морфологические процессы, режимзагрязняющих веществ и влияние колебаний уровня Каспийского моря.- М.: ГЕОС, 1998.-280 с.

94. Федосов М.В. Взвешенное вещество в Северном Каспии.// Метеорология и гидрология. 1989, №3. С. 83-94.

95. Фильчаков В.А. Современное состояние донной фауны (макрозообен-тос) водоемов низовьев дельты Волги.// Материалы Отчетной сессиинаучного отдела Астраханского Госзаповедника за 1986-1990 гг. Астрахань. 1991. С. 18-20.

96. Чугунов H.J1. Биология молоди промысловых рыб Волго-Каспийского района // Тр. Астраханской ихтиологической лаборатории, 1928. Т. 6, вып. 4. 282 с.

97. Чуйков Ю.С., Бухарицын П.И., Киселева J1.A., Фильчаков В.А., Сапрыкин В.Н., Лабунская Е.Н. Гидролого-гидробиологический режим Нижней Волги.// Экология Астраханской области. Вып. 4. / Астрахань. 1996. 256 с.

98. Шапоренко С.И. Загрязнение прибрежных морских вод России // Водные ресурсы, 1997, т. 24, № 3, С. 320-327

99. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 302.

100. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 334.

101. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольяти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

102. Экология молоди и проблемы воспроизводства каспийских рыб: Сборник научных трудов. М.: Изд-во ВНИРО, 2001. - 311 с.

103. Экологическая политика ОАО «ЛУКОЙЛ» на Каспийском море, т.2; Охрана окружающей среды при поиске, разведке и добыче углеводородного сырья в северной части Каспийского моря. астрахань, 2003. -256 с.

104. Якубов Ш.А., Суворова Т.Ф., Яковлев А.Ф., Терлецкий В.П., Якубова Д.Ш. Рациональное природопользование на Волго-Каспии // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сборник трудов. Экология. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002. 160 с.

105. Яновский Э.Г. Результаты учета молоди воблы, леща и судака в Северном Каспии в период зарегулированного стока Волги // Тр. ВНИРО. 1972.-Т. 83. -С.204-211.

106. Список опубликованных работ:

107. Федорова Н.Н., Куренкова М.П., Ложниченко О.В., Макарова Е.Н., Зайцев В.Ф., Шипулин С.В. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях селезенки осетровых. // Вопросы рыболовства №1 - 2000 г. - Ростов-на-Дону, 2000. - С. 152-153.

108. Макарова Е.Н., Куренкова М.П. Влияние антропогенных факторов на клетки крови осетровых. // «Морфология» научно-теоретический медицинский журнал, том 117 №3- Санкт-Петербург, «Эскулап» - 2000. - С. 72.

109. Макарова Е.Н. Динамика содержания тяжелых металлов в поверхностных водах на основных нерестилищах в дельте р. Волги // Тез. докл. Международной конференции «Осетровые на рубеже XXI века», Астрахань, 2000. С. 72-73.

110. Макарова Е.Н., Монахов С.К. О рыбохозяйственных требованиях к пропуску половодья в дельту Волги в средние по водности года // Современные проблемы Каспия. Материалы Международной конференции, посвященной 105-летию КаспНИРХ. Астрахань, 2002-С. 212-216.

111. Ю.Макарова Е.Н., Курапов А.А., Монахов С.К. Гидролого-гидрохимические процессы в мелководной зоне водном пространстве между дельтой волги и лицензионным участком ОАО "ЛУКОЙЛ"// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 2003, №7 - С. 37-44.

112. П.Чуйков Ю.С., Курапов А.А., Попова Н.В., Макарова Е.Н., Монахов С.К. О трансформации стока загрязняющих веществ в мелководной зоне устьевого взморья Волги // Астраханский вестник экологического образования, 2003, № 1 С. 34 - 39.

113. Макарова Е.Н., Монахов С.К. Влияние половодья в дельте Волги на урожайность леща // Материалы II Международной конференции «Человек и животные», Астрахань, 2004, С. 98 102.