Изследователска статия том 2 брой 7

Баринова С.С., 1

Проверете Captcha

Съжаляваме за неудобството: предприемаме мерки за предотвратяване на измамни подавания на формуляри от екстрактори и обхождане на страници. Моля, въведете правилната дума на Captcha, за да видите имейл идентификатор.

1 Институт за еволюция, Университет в Хайфа, Израел
2 Републиканско държавно предприятие за правото на икономическо ползване "Институт по зоология", Министерство на образованието и науката, Казахстан
3 Институт по хидробиология на НАН на Украйна, Украйна

Кореспонденция: Баринова С.С., Институт за еволюция, Университет в Хайфа, връх Кармел, Ave. Abba Khoushi 199, Хайфа 3498838, Израел

Получено: 31 октомври 2017 г. | Публикувано: 24 ноември 2017 г.

Цитат: Баринова С. С., Крупа Е. Г., Протасов А. А., Новоселова Т. Н. (2017) Бентификация във вътрешните водни екосистеми на Евразия, някои екологични аспекти. MOJ Eco Environmental Sci 2 (7): 00048. DOI: 10.15406/mojes.2017.02.00048

Промяната в структурата на трофичната пирамида във водните екосистеми, наречена бентификация/контуризация, е важен процес, чиито резултати не само засягат риболова, но и създават техническа намеса в охлаждащите резервоари. Сравнихме процеса на бентификация в естественото голямо езеро Балхаш и изкуствения басейн за охлаждане на атомната електроцентрала Хмелницки на базата на дългосрочно изследване на фитопланктона, зоопланктона и зообентоса.
Промените в екосистемата на езерото Балхаш, която е под нападение на двучерупчестата Monodacna colorata, могат да бъдат разделени на два периода:

  1. Преди 1996 г. с разнообразни бентосни видове и
  2. Период от 1996-2012 г., когато е увеличена бентосната биомаса в резултат на недостатъчно използване от шаран на черупчести месо като фуражен обект.

Процесът на бентификация на екосистемата за охлаждащ басейн на АЕЦ Хмелницки е разделен на своята екосистема, функционираща на три периода:

  1. 1998-2007 преди нахлуването на миди зебра и първия период на окупация с развит фитопланктон;
  2. 2008-2011 с бентификация, причинена от инвазията на Dreissena;
  3. От 2012 г. до момента с възстановяване на фитопланктонните променливи. Само с помощта на биоиндикацията за температурата на водата можем да заключим, че реакцията на екосистемата на топлинното въздействие на влизането на втория енергиен блок се забавя и се оказва по-малка от последващата инвазия на Драйсена.

Ключови думи: Бентос; Фитопланктон; Атомна електроцентрала; Охлаждащ басейн; Резервоар ХАЕС; Украйна; Езерото Балхаш; Казахстан

Езерото Балхаш

Езерото Балхаш (Фигура 1) е едно от най-големите езера в сухия пояс на Казахстан [9]. Реките Или, Каратал, Аксу и Лепси, които се вливат в езерото от юг, произхождат от планините на Тиан Шан. Протокът Узинарал разделя езерото на две различни части: Западен Балхаш и Източен Балхаш. Езерото Балхаш има увеличение на общото количество разтворени твърди вещества (TDS) в посока от запад на изток. Повишеното ниво на тежки метали във вода и почва се дължи на наличието на рудни находища в региона, както и на антропогенното замърсяване на езерото [9].

екосистеми

Фигура 1: Карта на езерото Балхаш с хидрологичните райони и падащите реки (а); изглед към езерото с пояса на макрофитите (b).

Хладилен басейн за атомна електроцентрала Хмелницки

Охлаждащият басейн в АЕЦ Хмелницки (ХАЕЦ) (Фигура 2) е резервоар, запълнен през 1986 г. с води на река Гнилой Рог, както и с река Горин и експлоатиран от 1987 г. Площта на този басейн е 15,4 км 2 и обемът е приблизително 120 милиона m 3, повърхността е 20 km 2, бавността на бреговата линия е 20,4 km, средната дълбочина е около 6 m с максимални 12 m [4]. На север този басейн е ограничен от земен язовир с дължина 6,85 км, облицован с бетон до дъното (дълбочина 7-8 м), а след това (3 км) с развалини. Обемът на водата в приемния канал е приблизително 0,8 милиона m 3. Мидата от зебра (Dreissena polymorpha) спонтанно нахлува в охлаждащия басейн през 2003-2004 г. [7]. Проблемът с мидата Зебра се е увеличил през следващите години и с избухването на развитието през 2006-2007 г. той има максимална стойност до 2 kg m 2 в бентос и до 20 kg m2 в перифитон през 2008 г. [2], а след това през 2008-2011 г. намаление [8].

Фигура 2: Карта на охлаждащия басейн в АЕЦ Хмелницки (а) с червена стрелка за подаване на топла вода в басейна и синя стрелка за извеждане на студена вода; изгледът на охлаждащия басейн през август 2014 г. (б).

Екосистемата на езерото Балхаш дългосрочна динамика

Фигура 3: Статистически картографирана температура на водата (а) и богатство на видовете фитопланктон (б) на езерото Балхаш през 2004 г.

Фигура 4: Дългосрочно разпространение на биомасата на фитопланктон, зоопланктон и зообентос в езерото Балхаш през 1976-2017 г.

Дългосрочна динамика на екосистемата на охлаждащия басейн на АЕЦ Хмелницки

Фигура 5: Статистически картографирана температура на водата и изобилие от зоопланктон в повърхностите на охлаждащия басейн на ХАЕС през 2014 г.

Фигура 6: Разпределението на богатството на видовете фитопланктон в охлаждащия басейн на ХАЕС през 1998-2014 г. Червената стрелка е маркирана за начален час през 2004 г., когато е пуснат в експлоатация вторият енергиен блок.

Фигура 7: Изглед на резултата от бентификацията в охлаждащия басейн на ХАЕЦ след инвазия на миди зебра през 2006 г. Лентата на скалата (бяла рулетка) е 1 m.

Фигура 8: Индикаторите за видовете фитопланктон за температурата на водата в хладилния басейн на ХАЕС през 1998-2014 г. (а). Червената стрелка показва времето за стартиране на втория енергиен блок. Процент на видовите групи температурни индикатори през периода на изследване (b).

Процесът на бентификация/контуриране в езерото Балхаш е осигурен от двучерупчестата колорада Monodacna с два периода. Първият е 1976-1995 г., когато биомасата на макрозообентоса се формира от различни видове. Общата биомаса на макрозообентоса през втория период 1996-2012 г. демонстрира 4 пъти увеличаване на бентосната биомаса за предходните години в резултат на недостатъчно използване на шараните от черупчести като фуражен обект. Следователно, ако биомасата на макрозообентоса в езерото Балхаш, дължаща се на Monodacna colorata, продължи да бъде на високо ниво, може да се очаква, че след няколко години изобилието и биомасата на зоопланктонната общност като конкурентен потребител на фитопланктон също ще намалее.

Работата е извършена частично по проект №. 1846/ГФ4 Г.2015-Г2016 за Комитет на науката, Министерство на образованието и науката, Република Казахстан „Разработване на методите за контрол на екологичното състояние на водните тела в Казахстан“, „Изследване на съвременното хидроекологично състояние на риболовните води резервоари и разработване на биологични обосновки за целенасочеността и приоритета на риболовната рекултивация за опазване и повишаване на риболовния потенциал на резервоара ”. Работата беше частично подкрепена от израелското Министерство на абсорбцията и Министерството на образованието на Украйна.

  1. Протасов А. А. (2014) Концептуални модели на процесите във водните екосистеми. Хидробиологичен вестник 50 (1): 3-19.
  2. Протасов А.А. (Изд.) (2011) Техно-екосистема на АЕЦ. Хидробиология, околна среда и екологична оценка. Киев, Институт по хидробиология на НАСУ, Украйна.
  3. Протасов А, Силаева А (2012) Пределни групи хидробионти в техно-екосистемите на термални и атомни електроцентрали. Институт по хидробиология НАНУ, Украйна.
  4. Zhu B, Fitzgerald DG, Mayer CM, Rudstam LG, Mills EL (2006) Промяна на функцията на екосистемата от миди Зебра в езерото Онеида: Въздействия върху потопени макрофити. Екосистеми 9 (6): 1017-1028.
  5. Makarevich TA, Mastitsky SE, Savich IV (2008) Фитоперифитон върху черупките на Dreissena polymorpha (Pallas) в езерото Naroch. Водни нашествия 3 (3): 283-295.
  6. Cecala RK, Mayer CM, Schulz KL, Mills EL (2008) Увеличено първично производство на бентосни водорасли в отговор на инвазивната мида зебра (Dreissena polymorpha) в продуктивна екосистема, езерото Онеида, Ню Йорк. J Integr Plant Biol 50 (11): 1452-1466.
  7. Величко И. М. (1979) Производство на перифитон и зелени нишковидни водорасли. Плитки води на язовир Кременчуг. Киев: Наукова думка, стр. 133-146.
  8. Баринова С.С., Протасов А.А., Новоселова Т.Н. (2017) Пространствен анализ на екологичните и биологичните променливи в технологичната екосистема на АЕЦ Хмелницки с нов статистически подход. MOJ Екология и науки за околната среда 2 (3): 1-7.
  9. Krupa E, Barinova S, Ponamareva L, Tsoy V (2018) Статистическо картографиране и 3-D повърхностни участъци при анализ на фитопланктона на езерото Балхаш (Казахстан). Transylv Rev Syst Ecol Res, The Wetlands Diversity 20 (1): 1-16.
  10. Krupa E, Slyvinskiy G, Barinova S (2014) Ефектът на климатичните фактори върху дългосрочната динамика на водната екосистема на езерото Балхаш (Казахстан, Централна Азия). Adv Stud Biol 6 (3): 115-136.
  11. Баринова С, Крупа Е, Кадирова У (2017) Пространствена динамика на видовото богатство на фитопланктона на езерото Балхаш (Казахстан) в градиента на абиотични фактори. Transylv Rev Syst Ecol Res, The Wetlands Diversity 19 (2): 1-18.
  12. Крупа Е. Г., Баринова С. С., Цой В. Н., Лопарева Т. Й., Садырбаева Н. Н. (2017) Пространствен анализ на хидрохимичните и токсикологичните променливи на езерото Балхаш, Казахстан. Res J Pharm Biol Chem Sci 8 (3): 1827-1839.
  13. Крупа Е.Г., Баринова С.С., Цой В.Н., Садирбаева Н.Н. (2017) Формиране на фитопланктон на езерото Балхаш (Казахстан) под въздействието на основните регионално-климатични фактори. Adv Biol Earth Sci 2 (2): 204-213 .
  14. Крупа Е. Г., Баринова С. С., Исбеков К. Б., Цой В. Н., Асилбекова С. З. и др. (2017) Влияние на химичния състав на водата върху пространственото разпределение на фитопланктона в езерото Балхаш (Казахстан). Res J Pharm Biol Chem Sci 8 (5): 396-411.
  15. Крупа Е.Г., Цой В.Н., Лопарева Т.Я., Пономарева Л.П., Ануриева А.Н. и др. (2013) Дългосрочна динамика на хидробионтите на езерото Балхаш и връзката му с факторите на околната среда. Бюлетин на Астраханския държавен технически университет, Серия: Риболов 2: 85-96.
  16. Алимов А. Ф. (1981) Функционална екология на двучерупчестите мекотели. Известия на Зоологическия институт на Академията на науките на СССР. Ленинград, Наука Ленинградски клон 96: 248.
  17. Садирбаева Н.Н. (2013) Сазан от езерото Балхаш. В: Биоразнообразието и рационалното използване на природните ресурси. Махачкала, ALEF (IP Овчинников М.А.): стр. 121-123 (на руски).
  18. Протасов А.А., Юришинец VI (2005) Нахлуването на Dreissena polymorpha Pallas в езерцето за охлаждане на АЕЦ Хмелницки. Vestn Zool 39 (5): 74.
  19. Протасов А. А., Силаева А. А. (2014) Контуризация и нейните особености в технологичните екосистеми. Биология на вътрешните води 7 (2): 101-107.
  20. Протасов А.А., Баринова С, Новоселова Т.Н. (2017) Характеристики на екологичното състояние на охлаждащия резервоар на атомната електроцентрала въз основа на биоиндикативни индекси на фитопланктона. Хидробиологичен вестник 53 (2): 3-21.
  21. Новоселова Т.Н., Баринова С.С. (2017) Дългосрочна динамика на температурните видове-показатели в питопланктона на охлаждащото езерце. Материали от III-та международна конференция «Биоиндикация при мониторинг на сладководни екосистеми» 23-27 октомври 2017 г., Санкт Петербург, Русия. Институт по лимнология RAS, Санкт Петербург, стр. 226-230.
  22. Barinova S (2017) Основни и практични методи и системи за биоиндикация за оценка на качеството на водата. Int J Envir Sci Nat Resources 2 (3): 1-11.
  23. Barinova S, Fahima T (2017) Развитието на световната база данни за индикатори за сладководни водорасли. J Envir Ecol 8 (1): 1-7.
  24. Simberloff D, Martin JL, Genovesi P, Maris V, Wardle DA, et al. (2013) Въздействия на биологичните нашествия: какво е какво и как да продължим напред. Тенденции Ecol Evol 28 (1): 58-66.
  25. Mayer CM, Burlakova LE, Eklöv P, Fitzgerald D, Karatayev AY, et al. (2014) Бентификацията на сладководни езера: екзотични миди, преобръщащи екосистемите с главата надолу. В: TF Nalepa и DW Schloesser (Eds,). Кюга и миди зебра: биология, въздействия и контрол (2-ро издание), CRC Press, Boca Raton, FL, САЩ, стр. 575-585.