2. влияние изменения климата на природные системы ихтиофауна некоторых озер Монголии
|
|
Скачать 2.01 Mb.
|
|
Замана Л.В. Водные экосистемы Юго-Восточного Забайкалья - индикаторы климатических изменений |
|
Гидрохимия и состояние соленых озер Юго-Восточного Забайкалья в конце прошлого – начале текущего столетия в связи с климатическими изменениями ^ Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, г. Чита Results of the water chemical composition study from 8 lakes are resulted for years 1987 and 2006, relating to different phases of the atmospheric humidification of the area. For the majority of lakes mineralization of the salinity has increased by 10-15 % to 5-7 times together with growth of dryness of climatic conditions in the current century. Its composition is hydrocarbonate-chloridic and chloride-hydrocarbonate sodium. The advancing accumulation of HCO3- and CO32- in comparison with Cl- has been noticed together with increase of salinity caused by their microbiologic producing in water of lakes. It has been recommended to include saline lakes into the system of monitoring of climatic changes. На юге Восточного Забайкалья и на сопредельных территориях Монголии и Китая раскинулись многочисленные соленые озера, различные по химическому составу и степени минерализации. Причины гидрохимических отличий их во многом невыяснены, но несомненно, что вариации состава и солености зависят от климатических колебаний из-за изменения общей увлажненности территории и водности самих озер. Во влажные периоды происходит прогрессирующее разбавление рапы озер, в засушливые – ее концентрирование. В фазу аридизации климатических условий многие озера высыхают, у других значительно сокращается водная поверхность и глубина. Периодически практически полностью пересыхают даже наиболее крупные соединяющиеся между собой озера Барун- и Зун-Торей, акватории которых в годы наибольшего наполнения имеют суммарную площадь до 880 км2. Сведения по химическому составу и минерализации озерных вод представляют интерес в различных аспектах. При значительном изменении минерализации воды меняется биологическая продуктивность водоемов, состав водных биогеоценозов и, следовательно, кормовая база ихтиофауны, водных и околоводных птиц. Озера лежат на глобальном пролетном пути птиц из Австралии и Юго-Восточной Азии на север России и обратно и играют важную экологическую роль как места гнездования и отдыха многих видов при их сезонных миграциях. Некоторые озера заселены рыбой и используются в рыбохозяйственном отношении, в том числе для разведения ценных промысловых видов, в частности, пеляди. Знание диапазона и темпов изменения солености воды в этом случае имеет важное практическое значение. Снова появился интерес к озерам в связи с добычи солей, что имело место в Забайкалье ранее. В последние годы озера, включая соленые, привлекают внимание исследователей при реконструкции палеоклимата по донным осадкам. При этом используются различные геохимические показатели, которые зависят от условий осадкообразования, в первую очередь – от характеристик минералообразующей среды, т.е., водной толщи. Приведенным перечнем не исчерпывается научные и прикладные вопросы, связанные с изучением динамики функционирования соленых озер. Таблица Химический состав озерных вод по данным исследований в 1987 и 2000-е годы
Примечания. *Натрий определен по разности; **данные за 2006 г. О.А. Скляровой (Институт геохимии СО РАН), содержания HCO3- и CO32- указаны суммарно; в формуле Курлова под HCO3- даны процентные содержания гидрокарбонатного и карбонатного ионов. Данные по гидрохимии озер ограничены и носят отрывочный характер. В настоящем сообщении приведены результаты гидрохимических исследований на озерах Онон-Торейской группы (таблица), выполненных с разрывом в 20 лет в разные фазы климатического увлажнения территории. Озера расположены по правобережью р. Онон до границы с Монголией. Они различаются по размерам (от десятков гектаров до указанных выше), морфологии ванн, источникам водно-солевого питания, геологическим и гидрогеологическим условиям местоположения и др. Ведущими факторами формирования их солености и химического состава принято считать процессы испарительного концентрирования озерных вод и вторичного минералообразования (выпадения в осадок минералов по мере насыщения по ним рапы). В таблицу включены озера, по которым имеются данные за оба срока опробования. Результаты 1987 г. характеризуют гидрохимический режим озер в фазу нарастания увлажненности. Начало ее приходится на 1982 г. Данные за 2006 г. относятся к фазе аридизации климатических условий, наступившей в 1999 г. [1]. За 8 лет произошло резкое усиление засушливости, которое привело к высыханию по состоянию на 2006-2007 гг. не менее трети общего числа озер и повышению солености в большинстве из сохранившихся. Текущее состояние озер, с учетом данных по другим расположенным на смежной территории озерам (Борзинскому, Горбунка, Хилганта и др.), близко к периоду наибольшей сухости климата за последние 50-60 лет. Соленость рапы в рассматриваемых озерах в первый срок изменялась в пределах 1.86-16.63 г/л и была существенно ниже, чем во второй – 3.27-57.78 г/л. По большинству озер она увеличилась от 10-15 % до 5-7 раз. Разные масштабы ее роста в первую очередь определяются приходно-расходными статьями водного баланса и в особенности соотношением площадей водосборов и акваторий. Мелкие озера с преимущественно поверхностным питанием и малой площадью водосбора в засушливые периоды высыхают. Минерализация воды в озерах менее чем за 10 лет может повышаться многократно в зависимости от исходной ее величины и объема воды в конкретном водоеме. В некоторых озерах юга Забайкалья (к примеру, Борзинском) соленость остается стабильно высокой, изменяясь при колебании атмосферного увлажнения в относительно узких пределах, что обеспечивается растворением донных солевых отложений при опреснении рапы. При преобладающем росте минерализации в фазу аридизации климата отмечаются случаи ее понижения. Особенно обращает на себя внимание разнонаправленный характер изменения солености воды в озерах Барун- и Зун-Торей в рассматриваемые сроки. В последнем из них, являющимся конечным бассейном стока в системе этих озер, в отдельные промежутки гидрологических циклов, как следует из приведенных результатов, возможен гидрохимический режим, инверсионный по данному показателю по отношению к господствующему для соленых озер региона. Это следует учитывать при интерпретации климата прошлого по донным осадкам Зун-Торея. Работы такие в настоящее время ведутся. Отмеченный факт связан, по-видимому, с запаздыванием реакции водоема с большим объемом водных масс на климатические колебания. По химическому составу катионов практически все озера натриевые, анионный состав их гидрокарбонатно-хлоридный или хлоридно-гидрокарбонатный, изредка хлорид является единственным значимым для определения химического типа воды анионом. Изменение химического состава вод при увеличении солености различно. В одних случаях (озера Нарым-Булак, Дорбон-Торум, Барун- и Зун-Торей) происходит закономерный рост относительного содержания хлоридов в водах, обусловленный соотношением растворимости солей содержащихся в водах катионов. В других озерах карбонатные компоненты в сравнении с хлоридами накапливаются в воде более интенсивно, что можно объяснить микробиологическим продуцированием их непосредственно в водной толще как в результате фотосинтеза, так и потребления поступающего в водоем детрита. Заметно обеднение рапы сульфатами, которое при ненасыщенности ее по отношению к мирабилиту и тенардиту обусловлено, по всей видимости, процессами сульфатредукции. Соленые озера могут служить надежными объектами мониторинга климатических изменений в сухостепной зоне региона. Проводившиеся ранее Забайкальским УГМС наблюдения на оз. Барун-Торей прекращены, к тому же выполнение их на этом озере затруднено из-за сильно меняющегося положения береговой линии. Представляется необходимой постановка на озерах постоянных наблюдений за их уровенным и гидрохимическим режимом. При выборе объектов мониторинга необходимо иметь в виду, что малые озера с происходящими вариациями климата изменяют свои характеристики более согласовано. Литература 1. Обязов В.А. Изменение температуры воздуха и увлажненности территории Забайкалья и приграничных районов Китая // Природоохранное сотрудничество Читинской области (РФ) и Автономного района Внутренняя Монголия (Китай) в трансграничных экологических районах: Материалы конференции / Забайкальский гос. гум.-пед. университет. – Чита, 2007. – С. 247-250. ^ М.Ц. Итигилова Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН Water ecosystems are the indicator of the processes occuring in water-modular territory. Features of climatic conditions of Transbaikalia allow to allocate cyclic fluctuations of a level of lakes with amplitude up to two meters. We lead(carry out) long-term researches with 1965 y. on present time ecosystem modelling reservoirs of Southeast Transbaikalia. In work the analysis of materials is given at different phases of cyclic fluctuation of a level of lakes. Водные экосистемы являются индикатором процессов, происходящих на водосборной территории, и также всех климатических изменений в регионе. Забайкалье является зоной недостаточного увлажнения (годовая сумма осадков колеблется 173-462 мм, составив в среднем 308 мм при слое испарения около 500 мм (Шишкин, 1993), с высокой величиной суммарной радиации 1 млн. ккал/м2 (Атлас Забайкалья, 1967). В результате этого наблюдаются циклические колебания уровня озер со значительной амплитудой. Внутривековые циклические колебания уровня озер, как одного из факторов общей увлажненности климата широко известны (Шнитников, 1957, 1970 и др.). Известно также, что при этом в основном меняется минерализация и в связи с этим наблюдается изменения растительного и животного мира озерных экосистем. В настоящее время имеются достаточно много материалов по динамике биоты пульсирующих содово-соленых озер, связанных с динамикой их минерализации ( Экология озера Чаны, 1986). И также нами получены материалы на степных водоемах Ононо-Торейской котловины (Содовые озера Забайкалья, 1991). Но в мире немного работ по закономерностям циклических сукцессий озерных экосистем с устойчивыми изменениями суммы ионов, каковыми являются водоемы Ивано-Арахлейской системы . Как известно, водные экосистемы это единство всех организмов взаимодействующее с водой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ. Настоящее сообщение посвящено почти 40-летним стационарным исследованиям на основе методологии экосистемного подхода структуры и функционирования водных экосистем разной трофности Ивано-Арахлейских озер. Группа озер еще в годы работы Международной биологической программы была признана модельными экосистемами для Юго-Восточного Забайкалья. Озера Арахлей, Шакшинское, Иргень, Ундугун относятся к бассейну озера Байкал. Из них самым крупным (площадь более 50 км2), глубоким (максимальная глубина -17 м), димиктическим, с минерализацией 115-150 мг/л является мезотрофное оз. Арахлей. Остальные озера неглубокие, полимиктические и по трофности эвтрофные и оз. Иргень – высокотрофное. В питании озер основную роль играют осадки (оз.Арахлей – 53%). Вода расходуется в основном (80%) на испарение. За период наблюдений (1964-2007 гг.) многолетняя амплитуда колебаний на Арахлее составила 219 см, а на Шакшинском – 201 см и при этом площадь водной поверхности Арахлея изменялась на 4,7 км2, Шакшинского – на 3,6 км2. В динамике уровня озер выделены два полных цикла продолжительностью 10-14 лет и нисходящая ветвь третьего цикла (Обязов и др. 2002, 2003) и данные 2000-2007 гг. любезно предоставлены Забайкальским Управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Выявлены следующие региональные структурно-функциональные особенности водных экосистем: подледная вегетация продуцентов – фитопланктона, макрофитов, фитомикробентоса и др. и в связи с этим в годовом лимническом цикле сокращается или исчезает сезон биологической зимы; сукцессии определяются циклическими колебаниями уровня вод (Шишкин, 1993). Б.А. Шишкиным (1972, 1993) разработана рабочая гипотеза о закономерностях сукцессий на первых трофических уровнях экосистем полимиктических озер. В связи с этим в данной работе рассматривается динамика экосистемы димиктического озера. Наблюдаемые изменения являются следствием совокупного воздействия уровенного режима в сочетании с антропогенной нагрузкой. При спаде уровня воды (1967-68 гг., 1980-82 гг., 1998-по настоящее время) в оз. Арахлей в автотрофном компоненте экосистемы наблюдается сокращение площади зарастания высшими водными растениями, уменьшение величин их годовой продукции (Базарова, Итигилова, 2006). И при этом идет смена доминирующих комплексов. В 60-х годах водоем характеризовался как харовый (Бондарева, 1974), в 70-х гг. как нителлово-роголистниковый (Золотарева,1981), в 1998-настоящее время роголистниково-рясковый (Базарова, 2003). Отмечено появление нового вида – индикатора эвтрофирования – кладофоры (Куклин, 2000). И регистрируется факт исчезновения водных мхов – индикаторов чистых вод. Также отмечены изменения в сообществе фитопланктона (Оглы, 1993). При анализе данных по первичной продукции фитопланктона Е.И. Бондаревой (1974), З.П. Оглы (1993), А.П. Куклина (2003) отмечено, что в период низкого стояния уровня уменьшается продукция фитопланктона. Получено уравнение (Куклин, 2003а) зависимости годовых величин первичной продукции от колебания уровня, выраженное полиномиальной функцией: y = -1,0476х3 + 104,25 х2-3171,6х+31213, R2=0.9996 Но в последние засушливые годы по величинам годовой первичной продукции фитопланктона оз.Арахлей относится к эвтрофному типу (Корякина, Итигилова, в печати). Также меняется гетеротрофный компонент экосистемы. Зоопланктон. По данным многолетних исследований – 60-х годов В.П. Горлачева (1972), с 1974 по настоящее время М.Ц. Итигиловой (1990), 1995-1999 гг. Е.Ю. Афониной (Итигилова, Афонина, 2007) автором получено уравнение зависимости летнего зоопланктона от колебания уровня воды: У= 0,0113х2- 5,1218х + 602,57, R2= 0.8728 При спаде уровня воды в летний период в основном увеличивается количество мелких организмов - коловраток р. Conochilus и в связи с этим увеличивается общая численность зоопланктона, происходит снижение средней индивидуальной массы для сообщества в целом, уменьшается индекс видового разнообразия Шеннона. Динамика сообщества зоопланктона при снижении уровня воды также указывает на процесс эвтрофирования водоема. Зообентос озера был в 60-70-х годах моллюсково-хирономидным (Шаповалова, 1981), а в настоящее время в связи со случайной акклиматизацией байкальского эндемика Gmelinoides fasciatus Stebb. в сообществе зообентоса доминируют амфиподы (Матафонов, Итигилова, Камалтынов, 2006) и субдоминантом стали моллюски. В целом общая численность и биомасса зообентоса в последние годы возросла за счет амфипод, но без снижения количественных показателей других групп (Итигилова, Афонин, Матафонов, др.1999, Матафонов, Итигилова, 2000; Матафонов, 2005). Динамика уровенного режима оказывает существенное влияние на структуру ихтиоценозов. Для небольших озер при повышении уровня доминирующее положение занимают плотва и окунь, а при понижении – карась. Для озера – Арахлей ихтиоценоз достаточно стабилен и доминируют окунь и плотва (Ивано-Арахлейский заказник, 2002). Влияние многолетних колебаний уровенного режима озер на среду обитания и на биотические сообщества проявляется достаточно хорошо, хотя результаты по динамике численности редуцентов - микроорганизмов не выявили достаточно четкой зависимости от уровня (Шишкин, 1993; Матюгина, 2002). Таким образом, при понижении уровня озер и при той антропогенной нагрузке на оз.Арахлей меняется видовой состав основных сообществ организмов: появляются виды индикаторы эвтрофирования и исчезают виды-показатели чистых вод, идет одновременное вторжение (инвазия) видов из других экосистем, например, эндемик оз Байкал, но теперь уже эвритоп - рачок Gmelinoides fasciatus Stebb. Следует отметить, что при несомненной глубине и полноте гидрологической изученности внутривекового озерного цикла степень его биологической изученности еще не достаточна. Эта природная цикличность, обусловленная климатическими факторами и в том числе и глобальным потеплением, нуждается в специальном изучении гидробиологами. Изучение закономерностей озерного внутривекового природного цикла открывает реальный путь для прогнозирования различных биологических процессов в водоемах. Литература 1. Атлас Забайкалья.(Бурятская АССР и Читинская область). – М.; Иркутск: ГУГК, 1967. 2. Базарова Б.Б., Итигилова М.Ц. Многолетняя динамика продуктивности водной растительности оз. Арахлей (Восточное Забайкалье) // Известие РАН. Серия биологическая, 2006. – №1. – С. 81-85. 3. Базарова Б.Б. Структура и продуктивность растительности водных экосистем Восточного Забайкалья (на примере озер бассейна реки Хилок): Автореф. дис...канд. биол. наук. – Улан-Удэ, 2003. – 18 с. 4. Базарова Б.Б. Макрофиты // Ивано-Арахлейский заказник: природно-ресурсный потенциал территории. – Чита: Поиск, 2002. – С.84-89. 5. Бондарева Е.И. Первичная продукция и деструкция органического вещества Ивано-Арахлейских озер (Забайкалье) // Автореф. дис...канд. биол. наук. – Иркутск, 1974. – 24 с. 6. Горлачев В.П. Сезонная структура и межгодовые изменения зоопланктона некоторых Ивано-Арахлейских озер // Биологическая продуктивность Ивано-Арахлейских озер. – Чита, 1972. – С. 63-95. 7. Золотарева Л.Н.Высшая водная растительность озера Арахлей // Биологическая продуктивность озера Арахлей (Забайкалье). – Новосибирск: Наука, 1981. – С. 32-37. 8. Ивано-Арахлейский заказник: природно-ресурсный потенциал территории. - Чита: Поиск, 2002. – 232 с. 9. Итигилова М.Ц. Функциональная роль фитофильного зоопланктона Ивано-Арахлейских озер // Автореф. дис…канд. биол. наук. – Иркутск,1990. – 24 с. 10. Итигилова М.Ц., Афонина Е.Ю. Структурные показатели зоопланктона – индикатор климатических факторов (на примере оз.Арахлей) // Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. – СПб.: ЛЕМА, 2007. – С. 225-231. 11. Итигилова М.Ц., Афонии А.В., Горлачева Е.П., Михеев И.Е., Замана Л.В., Обязов В..А, Усманов М.Т., Матюгина Е.Б., Михалева Е.Ю., Перфильева В.В.,Базарова Б.Б., Куклин А.П., Матафонов Д.В., Матафонов П.В. Многолетняя динамика структурно-функциональной организации водных экосистем Ивано-Арахлейских озер (Забайкалье) // Озерные экосистемы: биолог. процессы, антропогенная трансформация, качество воды. – Минск – Нарочь, 1999. – С. 21. 12. Обязов В.А., Усманов М.Т., Жилин В.Н. Гидрология // Ивано-Арахлейский заказник: природно-ресурсный потенциал территории. - Чита: Поиск, 2002. – С. 21-27. 13. Обязов В.А. Уровенный режим озер Забайкалья // Забайкалье в геополитике России / Мат. межд. симпозиума «Изменение климата и окружающей среды Центральной Азии». – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. – С. 50-53. 14. Оглы З.П. Фитопланктон разнотипных озер Забайкалья // Автореф. дис...канд. биол. наук. – СПб.,1993. – 18 с. 15. Содовые озера Забайкалья: Экология и продуктивность. – Новосибирск: СИФ «Наука»,1991. – 216 с. 16. Куклин А.П. Макрофитные водоросли озера Арахлей (Забайкалье) // V Всероссийская конференция по водным растениям «Гидроботаника 2000». – Борок, 2000. – С. 41-46. 17. Куклин А.П. Фитопланктон, водоросли обрастания и первичная продукция органического вещества // Ивано-Арахлейский заказник: природно-ресурсный потенциал территории. – Чита: Поиск, 2002. – С. 80-84. 18. Матафонов Д.В., Итигилова М.Ц., Камалтынов P.M. Особенности экспансии Gmelinoides fasciatus (Stebbing, 1899) водоемов Восточного Забайкалья ( на примере озера Арахлей) // Сибирский экологический журнал. – 2006. – Т. 13 (5). – С. 595-601. 19. Матафонов П.В., Итигилова М.Ц. Современное состояние зообентоса озера Арахлей // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия. – Томск, 2000. – С. 548-550. 20. Матафонов П.В. Экология сообщест мейозообентоса озера Арахлей: Автореф. дис...канд. биол. наук. – Улан-Удэ, 2005. – 21 с. 21. Матюгина Е.Б. Структурно-функциональная организация микробного сообщества водоемов и водотоков верхней части бассейна реки Хилок (Забайкалье) // Автореф. дис...канд. биол. наук. – Улан-Удэ, 2002. – 22 с. 22.Шаповалова И.М. Макрозообентос озера Арахлей // Биологическая продуктивность озера Арахлей (Забайкалье). – Новосибирск: Наука, 1981. – С. 122-138. 23. Шнитников А.В. Озера Западной Сибири и Северного Казахстана и многовековая изменчивость увлажненность степей // Тр. лаб. Озероведения (АН СССР),. – Т. 5. – 1957. – С. 5-63. 24. Шнитников А.В. Влияние внутривековой изменчивости увлажненности бассейнов озер на развитие их депрессий // Озера семиаридной зоны СССР. – Л.: Наука. Ленингр. отд-ние,1970. – С. 5-19. 25. Шишкин Б.А. Региональные особенности озерных экосистем Забайкалья // Диссертация (научный доклад) …докт. биол. наук. – СПб., 1993. – 112 с. 26. Шишкин Б.А. Об основных закономерностях межгодовых изменений режима Ивано-Арахлейских озер // Биологическая продуктивность Ивано-Арахлейских озер. - Чита,1972. – С. 151-162. 27. Экология озера Чаны. – Новосибирск: Наука,1986. – 271 с. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям