Динамика численности, структура популяции и состав пищи бурого медведя острова Итуруп

Рисунок. 3. Изменение среднегодовых концентраций меди в воде озера Ханка за 2003-2009гг. в мг\л

Таблица 3 и рис.3 показывает, что уровень загрязнения вод медью вырос в 2005 году не только в озере Ханка, но и в его впадающих притоках. Максимальные концентрации меди, превышающие высокий уровень загрязнения в течение последних четырёх лет, наиболее часто обнаруживаются в прибрежных районах. Превышение уровня ПДК отмечено в 70-100% отобранных проб, превышение уровня 10 ПДК - в 30-70% проб, 30 ПДК - в 16-22% отобранных проб. 2003, 2004 годы характеризовались небольшим содержанием меди, как в реках, так и в озере. Это связано, в первую очередь, с развитием горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства с использованием пестицидов  при выращивании риса [14].

Среди других тяжёлых металлов, загрязняющих воды озера, следует отметить цинк, марганец и кадмий, по которым отмечены отдельные случаи высокого загрязнения в районах с. Троицкое, с. Сиваковка, с. Камень-Рыболов.

Поведение тяжелых металлов в природных водах является достаточно сложным, зависящим от многих факторов и не ограничивается только ионной формой. Поэтому рассматривалось содержание металлов в устьевых участка водотоков, питающих озеро, и их трансформация в озёрной водной толще, распределением металлов в различных по величине фракциях донных осадков, формы нахождения во взвешенных веществах и фракциях осадков [7].

При сравнении речных и озёрных вод в областях их смешения прослеживается уменьшение содержаний железа растворенного от водосбора к озеру. Для озёрных вод в целом характерны более высокие значения доли органической фазы в миграции железа. Т.е. некоторое снижение концентраций растворенного железа в озере происходит за счёт неорганической фазы железа, по-видимому, благодаря коагуляции гидроокислов при некотором увеличении рН озерных вод в сравнении с речным стоком. В зимнее время содержание взвешенного железа заметно ниже, чем летом из-за низкой мутности вод, несмотря на высокие значения железа в сухой взвеси в сравнении с осенью, четких различий между рекой и озером нет.

В целом в миграции железа преобладает взвешенная форма, имеющая доминирующее значение, как в речных, так и в озёрных водах. Изучение распределения железа в гранулометрическом спектре осадков озера Ханка показало, что в озёрных осадках содержание железа составляет единицы весовых процентов. В наиболее тонкой фракции оно соответствует содержанию во взвеси озера, что очевидно, учитывая тонкий состав взвеси; в более грубых фракциях, как правило, содержание железа закономерно уменьшалось с уменьшением дисперсности.

Фазовый анализ, проведенный для выявления форм нахождения металлов во взвешенных веществах, показал, что основной фазой в миграции железа во взвеси является остаточная, раскристализованная форма, практически не извлекаемая при изменении параметров среды. Она составляет часто до 80-90% общего содержания железа во взвешенном веществе. Можно считать её неподвижной фазой. Следующей по значимости формой миграции железа в твердой фазе является аморфно-гидроокисная, т.е. способная извлекаться при изменении рН среды и переходить в растворенную форму. Она составляет единицы- первые десятки процентов от суммарного взвешенного железа. Наименьшее значение имеют органическая и легкоподвижная фазы - доли и первые единицы процентов от валового содержания железа. Это резерв изменения растворенных содержаний железа. Определение фазового состояния металлов во фракциях донных осадков показывает, что в целом доля подвижной формы уменьшается для двух рассмотренных фракций относительно взвеси озера. Для второй фракции подвижная форма, как правило, меньше, для первой - больше. Это вполне соответствует валовому распределению железа во фракциях взвеси, т.е. накопление железа в более тонких фракциях его связано, прежде всего, с подвижной формой, т.е. с процессами коагуляции или сорбции из раствора.

Содержания растворенного марганца в водотоках, впадающих в озеро Ханка, составляет единицы и десятки мг/л. многократно возрастают содержания марганца растворенного и марганца взвешенного в речных водах в зимнее время, что обусловлено его мобилизацией из донных осадков при снижении в это время содержания в воде растворенного кислорода. Наиболее высокое значение марганца растворенного - в устье р. Спасовки, в озере близ устья. По-видимому, здесь имеет место сероводородное заражение, вызванное скоплением органики, в основном, неприродного происхождения. В озёрной воде в целом отмечается значительное уменьшение марганца растворенного в значение имеет легкоподвижная, легко извлекаемая в раствор форма (до 20%). Роль органической, а также связанной с аморфными гидроокислами железа и марганца фаз лишь немного ниже. Отмечается некоторое увеличение в озёрной взвеси роли легкоподвижной сравнении с речными водами во все периоды опробования, что связано с перераспределением его между растворенной и взвешенной фазами в связи с увеличением щёлочности вод.

Содержание ионной формы цинка в реках водосбора оз. Ханка составляет единицы и десятки мг/л, причём роль органической фазы в миграции растворенного цинка невелика - единицы процентов от цинка растворенного. Повышенный вынос растворенного цинка отмечался в 1982 г. в реках Турга, Б.Усачи, Комиссаровка. Осенью значения цинка возрастают. В верховьях рек содержания цинка растворенного в среднем не ниже, чем в низовьях. В озерных водах содержание его несколько уменьшается. В площадном распределении растворенного цинка отмечается увеличение в южной половине озера, видимо, за счет более значительного поступления с водосбора (как природного, так и антропогенного характера). В осеннее время содержание цинка растворенного в озере увеличено относительно летних значений аналогично речному стоку.

Содержания никеля во взвеси составляют в целом сотые, чаще всего тысячные доли процентов. Рассматривая фазовое распределение никеля во взвешенном веществе водотоков и озера, можно отметить его сравнительно высокую остаточную, т.е. практически неподвижную форму, составляющую, как правило, 60-70%. Из подвижных, т.е. извлекаемых форм, наибольшее фазы в сравнении с речными взвесями. По-видимому, это и определяет увеличение содержания никеля в озёрной взвеси в сравнении с речной. Основным процессом, определяющим увеличение содержаний элемента, видимо, является сорбция.

Содержание взвешенной формы кобальта заметно увеличивается в озёрной воде относительно речного стока, что обусловлено возрастанием мутности озерной воды в сравнении с водотоками. Взвешенная форма хрома в зимнее время минимальна в связи с минимальным содержанием взвешенных частиц в этот период. Наиболее характерна для него малоподвижная форма (связанная с кристаллической структурой минералов). Хром имеет максимальную из всех элементов неподвижную, практически не извлекаемую форму (до 90 и более %). Роль остальных фаз в его миграции невелика. Среди подвижных (извлекаемых) форм хрома относительно большое значение имеет органическая форма. Минимальная роль принадлежит легкоподвижной фазе, легко извлекаемой в раствор. Заметного различия в речных и озерных водах в фазовом распределении хрома не отмечается. Нет четкой зависимости форм хрома и во фракциях осадков, по-видимому, из-за их незначительных различий в валовых содержаниях и минимальной подвижной формы. В озёрной взвеси происходит процесс накопления свинца.

Максимальное содержание свинца взвешенного в речном стоке отмечается в реке Спасовке. Увеличение содержания свинца и взвешенной формы в озёрных водах в сравнении с речными особенно заметно в приустьевых участках, вблизи впадения рек. Лишь в р. Спассовке, также, как и для др. элементов, идёт разбавление содержания свинца в озёрной взвеси относительно высоких содержания в речной взвеси. Содержание взвешенной формы кадмия в озёрной воде больше, чем в реках, благодаря более высокой мутности вод озера. Максимальное значение кадмия взвешенного в водотоках и озере отмечаются в зимнее время, при минимальной мутности, по-видимому, за счёт повышенной сорбционной способности взвеси в этот период (более тонкая взвесь).

Таким образом, изменение параметров среды, в частности, увеличение щелочности от верхней к устьевым участкам рек и озерным водам, сезонные вариации содержания органического вещества, изменения в содержании кислорода в зимнее время влияют на концентрации и формы нахождения элементов, прежде всего это характерно для железа и марганца, наиболее чувствительные к изменению кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий.

По комплексному показателю загрязнения - индексу загрязнения воды (ИЗВ) вода озера и большинства рек его бассейна в течение 2003-2004 гг. оценивалась как «умеренно-загрязненная», но с 2005г. в воде озера и в реках его бассейна увеличилось содержание хлорорганических пестицидов, нефтепродуктов, меди и других загрязняющих веществ. В результате по ИЗВ вода рек отнесена к классу «грязная», а в пунктах с. Троицкое и с. Астраханка к классу «загрязненная». 2003- 2004гг. охарактеризовались наименьшим загрязнением вод озера химическими веществами.

Таким образом, из полученных данных можно сделать вывод: экосистема озера Ханка находится в угрожающем состоянии. В течение исследуемого периода 2003-2009 г.г. качество воды по химическим показателям ухудшается. Данные показывают, что значительное загрязнение было в прошлом и продолжается в настоящем.

3.2.2. Экологический мониторинг состояния представителей ихтиофауны оз. Ханка

Жизнь популяции – рождение особей, их рост, созревание, воспроизводство потомства и смерть – протекает в непрерывном взаимодействии со средой, как биотической так и абиотической. Соответственно изменениям условий жизни меняется темп роста, воспроизводства и интенсивность смертности. На популяцию могут воздействовать факторы и градиенты факторов, к которым популяция не приспособлена – которые не являются ее средой. Воздействие этих факторов обычно особенно сильно сказывается на численности популяции и может привести к ее полному исчезновению.

Биологические показатели (длина, масса и возраст) доминирующих представителей ихтиофауны оз. Ханка, полученные в мониторинговых точках Черниговского НИП, Ханкайского НИП и Спасской НИС за период 2003 – 2009 г.г. показаны в Приложении 2 (табл.6 - табл.8)

Интегрированные биологические показатели динамики длины и возраста за период 2003-2009 г.г. разных представителей ихтиофауны оз. Ханка приведены  на рис. 4-9.

Рисунок 4. Динамика длины и возраста сазана C. carpio

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Рисунок 5. Динамика длины и возраста верхогляда C. еrythropterus

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Рисунок 6. Динамика длины и возраста карася C. carassius

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Рисунок 7. Динамика длины и возраста амурской щуки E. reichertii

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Рисунок 8. Динамика длины амурского сома P. asotus.

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Рисунок 9. Динамика длины и возраста судака S. lucioperka

Прослеживается тенденция уменьшения средней длины на фоне незначительного изменения среднего возраста.

Анализ полученных данных показывает, что в течение периода наблюдения средний возраст исследуемых объектов практически не изменяется. Между тем средняя длина особей имеет тенденцию уменьшения с 2003 по 2009 г.г. с не значительными увеличениями у отдельных наблюдаемых представителей ихтиофауны оз. Ханка.

В таблице 4 и на рисунке 10 приведен удельный вес проб воды озера Ханка не отвечающих нормативам по химическим показателям.

Таблица 4

Удельный вес проб воды оз. Ханка, не отвечающих нормативам по химическим показателям (%)

Рисунок 16 Динамика интегрированного показателя химического загрязнения оз. Ханка

Сопоставим данные химического загрязнения вод бассейна оз. Ханка (табл. 4, рис. 10) и антропогенное давление (п. 3.1.2.) на экосистему озера с показаниями мониторинга некоторых представителей ихтиофауны. С 2003года идет уменьшение среднего роста наблюдаемых объектов ихтиофауны на фоне увеличения химического загрязнения солями тяжелых металлов и усиления антропогенного давления. Это можно объяснить тем, что для рыб большое значение имеют растворенные в воде соли некоторых металлов, в частности железа. Концентрация железа в 0,2 мг/л вызывает резкое снижение газообмена у рыб и замедление их роста, а меньшая концентрация до 0,1 мг/л наоборот стимулируют их рост [19]/ Соединение тяжелых металлов при определенных концентрациях вызывает гибель рыбы. За последнее время весьма важное значение для рыб приобретают растворимые в воде вещества, не входящие нормально в состав вод, а попадающие в результате различных форм деятельности человека и оказывающих пагубное влияние на физиологию рыб.

4.Рекомендации по охране экосистемы оз. Ханка.

В настоящее время мы живем в обществе, которое называют «обществом одноразового потребления». Для него характерно нерациональное, расточительное использование природных ресурсов. Ярким примером такого отношения является ухудшение состояния экосистемы озера Ханка.

Озеро Ханка занесено в «Список водно-болотных угодий» международного значения. И наша задача сохранить эту уникальную систему для человеческого общества. С этой целью должны предусматриваться следующие виды деятельности:

- локальный (местный) экологический мониторинг, т. е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

- расширение и увеличение числа заповедных зон, эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

- охрану и разведение редких видов рыб, растений и животных;

- реакклиматизация  – это искусственное расселение исчезнувших видов рыб (калуга H. dauricus, осетр A. schrenckii) в районах былого распространения. Она часто бывает успешной, так как при этом вид занимает прежнюю экологическую нишу.

- международное сотрудничество в деле охраны среды.

- широкое просвещение и экологическое образование населения; развитие экологического сознания у подрастающего поколения через краеведение. Оно состоит в организации практической и исследовательской деятельности школьников в окружающей среде, а также освоении теоретических знаний на примерах регионального характера. Краеведческий подход позволяет конкретизировать экологические знания, усиливает контакты учащихся с природой, делает процесс изучения экологии личностно значимым.