Том 7 Номер 4
Том 7 Номер 4 2024 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Экологические проблемы и состояние водной среды
Оценки влияния нагонных явлений на потенциал накопления соединений тяжелых металлов в почве дельты Дона в период маловодья (2007–2020 гг.)
Бердников С.В., Герасюк В.С., Клещенков А.В., Кулыгин В.В., Лихтанская Н.В., Шевердяев И.В.
Аннотация
Введение. Загрязнение почвы поймы нижнего Дона потенциально токсичными элементами (ПТЭ), к которым относятся соединения тяжелых металлов (ТМ), связано с привнесением этих веществ речными водами в периоды половодий, когда дельта затапливается паводковыми водами и на ее территории накапливаются взвешенные наносы и мигрирующие в их составе различные химические соединения. В современный длительный период маловодья весенние паводки отсутствуют, а затопление происходит преимущественно нагонными морскими водами из Таганрогского залива. Актуальность. Комплексный подход на основе данных экспедиционных исследований, наблюдений на гидрологических постах и результатов математического моделирования позволяет показать, как ПTЭ, мигрирующие в составе взвешенных наносов, могут загрязнять почвы дельты Дона и как это связано с нагонными явлениями. Целью настоящей работы является описание условий загрязнения дельты Дона ПTЭ, прежде всего соединениями ТМ, в условиях низкого жидкого и сокращения твердого стоков р. Дон и влияния нагонных явлений. Методы. Для описания переноса и трансформации взвешенных веществ использован подход, базирующийся на совместном применении детальной гидрологической модели HEC-RAS, адаптированной к условиям устьевой области р. Дон (DonDeltaHECRAS), и динамической модели баланса воды и веществ, переносимых водными массами (DonDeltaBalanceModel). Результаты. Получены оценки поступления ТМ со стоком в устьевую область Дона и ее вклада в «фильтрацию» химических соединений на пути их миграции с речными водами в Азовское море. Проведены расчеты динамики взвешенных наносов для шести типов нагонов, получены оценки накопления взвешенных веществ в дельте Дона. Также получены оценки поступления ТМ в верхний слой почвы дельты Дона при нагонах. Выводы. Источником загрязнения дельты ПТЭ является их антропогенный сток. Если в период высокой воды и паводков накопление ПТЭ происходит за счет речного фактора, то в период маловодья и влияния нагонов антропогенные речные ПТЭ, после биогеохимической трансформации на устьевом взморье, в Таганрогском заливе и Азовском море, возвращаются в дельту при нагонах. Роль дельты и устьевой области в качестве «фильтра» на пути миграции растворенных и взвешенных форм ПТЭ из реки в море трансформировалась.
Ключевые слова: тяжелые металлы, дельта Дона, маловодье, нагонные явления, антропогенное воздействие
Эколого-рыбохозяйственные аспекты формирования современного гидрологического режима водных объектов Азово-Донского района.
Часть 1: Антропогенные и климатические изменения стока реки Дон; рыбохозяйственные требования к водным объектам Нижнего Дона
Жукова С.В., Подмарева Т.И., Тарадина Е.А., Лутынская Л.А., Бурлачко Д.С., Карманов В.Г., Бугаев Л.А., Белоусов В.Н.
Аннотация
Введение. В работе, состоящей из двух частей, рассматриваются эколого-рыбохозяйственные аспекты антропогенных и климатических преобразований гидрологического режима в бассейне р. Дон, регламентируемое и фактическое выполнение требований рыбохозяйственного комплекса к водным ресурсам Нижнего Дона (Часть 1); в ней также освещаются вопросы соответствия современного геоботанического состояния пойменных нерестилищ Нижнего Дона рыбохозяйственным требованиям, изменения условий среды обитания водных биоресурсов Таганрогского залива как приемной емкости для адаптации молоди рыб к морским условиям и эффективности работы Усть-Манычских рыбоходных каналов в нерестовый период (Часть 2). Функционирование водной и околоводной экосистем Азово-Донского района, равно как и процессы естественного воспроизводства рыб, зависит от гидрологического режима р. Дон, степени воздействия антропогенных и климатических факторов, а также методов управления водными ресурсами в Донском водохозяйственном комплексе (ДВХК). Актуальность. Рассмотрены экологорыбохозяйственные аспекты формирования современного гидрологического режима в бассейне Нижнего Дона и нормативно-правовой регламент регулирования водного режима Цимлянского водохранилища; названы основные причины низкой вероятности организации экологорыбохозяйственных попусков. Цель работы — оценить возможности реализации требований рыбного хозяйства к водным ресурсам Цимлянского водохранилища в условиях изменений современного гидрологического режима р. Дон. Методы. Использованы данные по стоку р. Дон в створе станицы Раздорской, опубликованные в ежегодных справочных изданиях Росгидромета (до 1991 г.), а также данные среднемесячных и максимальных расходов воды (станица Раздорская), получаемые на договорной основе от Северо-Кавказского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (СК УГМС), за период 1992–2023 гг. Данные ежедневного мониторинга гидрологического режима Цимлянского водохранилища были взяты на интернетсайте Донского бассейнового водного управления (ДБВУ). Также использованы архивные и литературные данные по теме исследования. При обработке материалов применяли методы математической статистики и графо-аналитического построения. Результаты. В бассейне р. Дон отмечается тенденция снижения объемов годового и весеннего стока под влиянием климатических и антропогенных факторов, что затрудняет обводнение пойменных нерестилищ и осуществление процессов естественного воспроизводства. Выводы. В процессе комплексного использования и межотраслевого распределения водных ресурсов Цимлянского водохранилища отмечается приоритет хозяйственной деятельности над экологической целесообразностью. Организация весенних эколого-рыбохозяйственных попусков на Нижнем Дону на протяжении последних лет (1994–2024 гг.) не представлялась возможной.
Ключевые слова: Нижний Дон, изменение стока, Цимлянское водохранилище, экологорыбохозяйственные попуски, расход воды, объем стока, приток, сброс, уровень
Условия среды обитания водных биоресурсов на акватории Нижнего Дона (2015–2024 гг.)
Косенко Ю.В., Кораблина И.В., Горгола Л.Г., Баскакова Т.Е., Елфимова Н.С.
Аннотация
Введение. Гидрохимический и токсикологический режим Нижнего Дона оказывает существенное влияние на условия среды обитания полупроходных видов рыб и экологическое состояние Азовского моря. Актуальность. В настоящее время акватория Нижнего Дона представляет собой трансформированную природную экосистему, состояние которой в последние годы значительно ухудшается. Экологические проблемы Нижнего Дона связаны и с глобальными естественными климатическими факторами, такими как изменение атмосферной циркуляции и существенное уменьшение поверхностного стока, наблюдаемое с 2007 г. по настоящее время. Цель работы — изучение гидрохимического режима и токсикологического состояния акватории Нижнего Дона в 2015–2024 гг. Методы. Представлены результаты исследований гидрохимического режима и загрязнения приоритетными токсикантами экосистемы нижнего течения р. Дон на участке от ст. Романовская до места впадения в Азовское море за период 2015–2024 гг. в весенний, летний и осенний сезоны года. Отбор проб осуществлялся согласно требованиям ГОСТ Р 59024-2020, ГОСТ 17.1.5.01-80 и ГОСТ 31339-2006. Определение гидрохимических и токсикологических показателей воды, донных отложений и гидробионтов проводилось в соответствии с требованиями руководящих документов, разработанных и утвержденных для мониторинговых природоохранных исследований на федеральном уровне. Результаты. Концентрации биогенных элементов и уровень общей минерализации воды являлись благоприятными для жизнедеятельности гидробионтов. Вода в нижнем течении р. Дон характеризуется высокой трофностью. Отмечено локальное загрязнение акватории приоритетными токсикантами. Выводы. Наиболее загрязненные нефтепродуктами участки акватории — устье р. Темерник, акватория выпуска городской канализации г. Ростова-на-Дону и рук. Мокрая Каланча с превышением порогового уровня в донных осадках в 9–25 раз. Локальные повышенные концентрации ПХБ и нефтепродуктов в воде, а также бенз(а)пирена в донных отложениях дополнительно усугубляют условия среды обитания гидробионтов. Качество водных биоресурсов, выловленных в р. Дон, признано удовлетворительным по показателям загрязнения, и их употребление в пищу не представляет опасности для здоровья человека.
Ключевые слова: Нижний Дон, гидрохимический режим, приоритетные токсиканты, вода, донные отложения, водные биологические ресурсы, антропогенное влияние, природные факторы
Многолетняя динамика концентрации фосфора и оценка эвтрофирования нижнего течения реки Дон
Сорокина В.В., Клещенков А.В., Герасюк В.С., Лихтанская Н.В., Кулыгин В.В., Гуртовая Т.Ю., Жулидов А.В., Лю Маодянь, Бердников С.В.
Аннотация
Введение. Избыточное поступление биогенных веществ в поверхностные воды представляет экологическую проблему. В конце ХХ – начале ХХI вв. биогенная нагрузка на реки снизилась благодаря деятельности, связанной с управлением водными ресурсами (очистке сточных вод, запретам на использование фосфатных моющих средств, сокращению использования некоторых сельскохозяйственных удобрений и пр.). Актуальность. Достоверные данные об уровнях содержания фосфора в воде и их многолетней динамике в поверхностных водах немногочисленны, в т. ч. из-за проблем с качеством таких данных. По-прежнему мало информации о том, как изменилось трофическое состояние нижнего Дона. Цель работы — провести сравнительный анализ долгосрочных (1986–2002 и 2011–2020 гг.) тенденций изменения уровней содержания минерального и общего фосфора в нижнем течении р. Дон и оценить связанные с этим изменения в вероятности формирования тех или иных трофических условий. Методы. Исследование выполнено на основе данных анализа содержания фосфатов и общего фосфора в воде в замыкающем створе р. Дон (ст. Раздорская) в 1986–2002 и 2011–2020 гг., а также результатов статистического моделирования методом WRTDS (Weighted Regressions on Time, Discharge, and Season (взвешенные регрессии по времени, расходу воды и сезону)). Результаты. Установлены основные тенденции изменения динамики содержания фосфатов и общего фосфора в воде нижнего Дона. Для концентрации фосфатов и общего фосфора наблюдается отрицательная зависимость от расходов воды. Начиная с 1995 г. отмечается тенденция уменьшения относительной доли минеральной и увеличения органической составляющей в общем фосфоре. В соот ветствии с уровнями общего фосфора в воде определен трофический статус нижнего Дона в период 1986–2020 гг. Состояние нижнего Дона изменилось от мезотрофного в 1990-х гг. до эвтрофного в первой декаде ХХI в. Во второй декаде ХХI в. положительный тренд изменения уровней содержания фосфора в речной воде сменился на отрицательный, а в 2015 г. эвтрофные условия поменялись на мезотрофные. Выводы. Механизмы, ответственные за долгосрочные изменения уровней содержания фосфора в воде нижнего Дона, остаются неустановленными и могут быть уточнены в результате дальнейших исследований. По нашему мнению, наблюдаемые многолетние вариации содержания фосфора в реке связаны с резкими изменениями в сельском хозяйстве, промышленности и других видах экономической деятельности в регионе после 1991 г. Изменение гидрологического режима (маловодье) также внесло свой вклад, повлияв на качественные характеристики стока биогенных элементов и их соотношение. Ключевые слова: минеральный фосфор, общий фосфор, речной сток, река Дон, трофические условия
Биология и экология гидробионтов
Динамика численности и биомассы понтогаммаруса (Pontogammarus maeoticus Sowinsky, 1894) в восточной части Азовского моря при изменениях солености вод в 2001–2023 гг.
Саенко Е.М., Котов С.В.
Аннотация
Введение. Происходящие климатические изменения оказывают существенное влияние на промысловые ресурсы Азовского моря. Актуальность. В условиях депрессивного состояния традиционных объектов промысла актуальным является поиск альтернативных, способных заместить выпадающие объемы и обеспечить развитие рыболовства в новых экологических условиях. Целью работы стала оценка закономерности динамики численности и биомассы понтогаммаруса в условиях роста солености вод. Методы. Материалом для работы послужили данные исследований 2001–2023 гг. по оценке численности и биомассы популяции понтогаммаруса в Азовском море с учетом фактора среды обитания (соленость). Отбор проб понтогаммаруса осуществляли в супралиторальной зоне бентосной рамкой и ловушкой, в верхнесублиторальной зоне на глубине 0,5 м — ловушкой. Пробы фиксировали 4%-ным водным раствором формальдегида. Камеральная обработка включала определение вида, пола, размерных характеристик, подсчет количества особей в пробе, индивидуальной массы рачков. Результаты. В 2001–2015 гг. в пределах солености 9,64–13,24 ‰ в Азовском море отмечался рост удельных численности и биомассы популяции. Обнаружена значимая положительная связь между удельной численностью, удельной биомассой и соленостью моря (r=0,87–0,91). Дальнейший рост солености до 14,91–15,29 ‰ в 2021–2023 гг. негативно отразился на плотности распределения рачков по сравнению с 2015 г. Корреляционный анализ выявил сильную отрицательную связь (r=-0,99) между соленостью и численностью скоплений рачков, а также их биомассой. В Таганрогском заливе при солености 5,26–7,34 ‰ показатели численности и биомассы были наименьшими по сравнению со всей акваторией Азовского моря. С ростом солености в 2009–2015 гг. отмечался рост удельной численности и биомассы понтогаммаруса. Выявлена сильная положительная связь (r=0,90– 0,92) между количественными показателями распределения популяции и соленостью воды. В последующие годы (2021–2023) зависимость количественных показателей и солености вод в заливе сохранила положительную направленность. Выводы. Оптимальным для жизнедеятельности понтогаммаруса является уровень солености воды в пределах 11,25–13,24 ‰, при котором формируются скопления с наиболее высокой численностью и биомассой. В случае продолжения роста солености вод Азовского моря в последующие годы следует ожидать сокращения численности и биомассы скоплений рачков, а соответственно, и общего запаса данного промыслового ресурса.
Ключевые слова: понтогаммарус, соленость, Азовское море, распределение, численность, биомасса, запас
Морфометрические особенности жаброногого рачка рода Artemia Leach, 1819 в заливе Сиваш
Семик А.М., Замятина Е.А.
Аннотация
Введение. Рост объемов добычи артемии в ХХI столетии со всей остротой поставил вопрос о разработке мер по сохранению и рациональному использованию этого ценного водного биологического ресурса. Актуальность. Республика Крым, благодаря наличию благоприятных условий в заливе Сиваш, обладает огромными запасами артемии. Варьирование водно-солевого режима залива Сиваш за прошедшие десятилетия требует пристального изучения биологии этих ракообразных в изменяющихся условиях, а также рассмотрения их морфометрических показателей. Цель исследований — изучение морфометрических параметров жаброногого рачка артемии (Artemia Leach, 1819) залива Сиваш. Методы. Проведен корреляционный анализ морфометрических (9 пластических и 3 меристических) параметров самок и самцов артемии. Сбор и камеральную обработку гидробиологических проб осуществляли по стандартным методикам. Для отбора планктонных проб использовали сеть Апштейна. Соленость воды определяли рефрактометрическим солемером, температуру воды измеряли термометром Kelilong. Пробы фиксировали 4%-ным формалином, камеральную обработку проводили под стереоскопическим микроскопом, взвешивали гидробионтов с помощью аналитических весов с точностью до 0,0001 г. Результаты. Выявлен водно-солевой режим отдельных акваторий Сиваша, который определяется географическими особенностями залива и сезонными осадками. В географическом аспекте соленость вод возрастает с востока на запад в Западном Сиваше, с севера на юг — в Восточном Сиваше. В заливе Сиваш выявлены партеногенетическая и бисексуальная популяции артемии. Самки имеют более крупные размеры тела по сравнению с самцами. Наиболее вариабельные параметры: фуркальные показатели самок и абдоминальные показатели самцов. Выводы. Сравнительный анализ изменчивости морфометрических признаков половозрелых особей артемии показал их различия у самок и самцов. Нормальное распределение отмечено для длины тела (tl) и абдомена (al), ширины головной капсулы (hw), диаметра глаза (ed), длины цефалоторакса (сl), в то время как бимодальное — для длины фурки (fl), отношения длины фурки к длине абдомена (fl/al) и отношения длины цефалоторакса к длине абдомена (cl/al). Взаимосвязь отсутствует между длиной и шириной брюшка у самок (r=0,01), а величина отношения длины абдомена к общей длине тела демонстрирует сильную корреляционную связь (r=-0,97). Сопряженность признаков у самок артемий была сильной в 25,7 % от всех сравниваемых пар, средней — в 18,2 %, слабой — в 45,5 % и отсутствовала в 10,6 %. У самцов она была сильной в 39,4 % от всех сравниваемых пар, средней — в 31,8 %, слабой — в 9,1 % и отсутствовала в 19,7 %.
Ключевые слова: залив Сиваш, артемия, морфометрия, партеногенетическая и бисексуальная популяции, корреляционный анализ
Ихтиофауна морских и континентальных водоемов
Влияние наночастиц промышленных пластиков на модельных рыб Danio rerio (Hamilton, 1822)
Анненков В.В., Пальшин В.А., Лунина Н.А., Даниловцева Е.Н., Зелинский С.Н., Костров С.В., Сафина Д.Р.
Аннотация
Введение. Наночастицы промышленных пластиков рассматриваются в качестве потенциально опасных загрязнителей водоемов из-за способности проникать в живые клетки путем эндоцитоза. Актуальность. Изучение действия нанопластиков на гидробионтов в концентрациях, ожидаемых для природных вод, является актуальным для разработки природоохранных мероприятий в контексте индустриального развития общества. Цель. В данной работе изучено действие наночастиц полистирола, поливинилхлорида и полиметилметакрилата на модельный организм — рыб Danio rerio (Hamilton, 1822). Методы. Использовали флуоресцентные наночастицы диаметром 110–180 нм; их дисперсии не содержали токсичных стабилизаторов и консервантов. Культивирование в присутствии нанопластика проводили начиная со второго дня после фертилизации в течение 20–30 дней при высоких (1–15 мг/л) и трех месяцев при низких (0,01–0,1 мг/л) концентрациях. Результаты. Установлено, что наночастицы не оказывают значимого влияния на выживаемость эмбрионов и мальков при концентрациях 0,01–0,1 мг/л, что превышает ожидаемое наличие нанопластика в природных водах. При высоких концентрациях (5–15 мг/л) выживаемость снижалась. Использование флуоресцентных наночастиц показало, что пластик в организм рыб проникает при использовании корма, способного ассимилировать наночастицы (инфузории), а при его замене на более крупные организмы (науплии) рыбы очищаются от нанопластика. Взрослые рыбы, пережившие воздействие нанопластика, способны к размножению на уровне контрольных групп, причем в случае воздействия высокой концентрации полимера (15 мг/л) аномалии в развитии эмбрионов отсутствуют, в отличие от контрольных особей. Можно предположить, что высокая концентрация нанопластика действует в качестве фактора отбора, снижая долю особей с генетическими отклонениями, хотя данная гипотеза нуждается в тщательной проверке с использованием молекулярно-генетических и биохимических методов. Выводы. Полученные результаты указывают на отсутствие значимого влияния нанопластика на D. rerio при возможных природных концентрациях и могут использоваться для разработки методических подходов к изучению воздействия нанопластиков на другие организмы, включая промысловых рыб.
Ключевые слова: Danio rerio, зебрафиш, нанопластик, флуоресценция, токсичность
О поимке серебристого иглобрюха Lagocephalus sceleratus (Gmelin, 1789) в Керченско-Таманском районе Черного моря
Дудкин С.И.
Аннотация
Введение. В связи с потеплением климата и развитием морских транспортных путей в Черном море регулярно фиксируются новые виды рыб, мигрирующие из Средиземного моря и морей северо-западной части Индийского океана. Актуальность. Новые инвазивные виды рыб осваивают черноморский ареал и становятся трофическими конкурентами аборигенных видов или проявляют хищничество в их отношении, могут представлять опасность для человека. Цель работы — описать случаи поимки серебристого иглобрюха весной 2024 г. в Керченско-Таманском районе Черного моря, его биологические особенности и возможные пути миграции в Черном море, а также дать информацию о возможной опасности его употребления в пищу или кормления им домашних животных. Методы. Информация о случаях поимки серебристого иглобрюха получена из устных сообщений подводных охотников и при анализе результатов фотофиксации. Результаты. Подтверждено два случая поимки серебристого иглобрюха весной 2024 г. на глубинах до 8 м на песчаных грунтах в районе пос. Волна и пос. Веселовка Темрюкского района Краснодарского края. Это первые подтвержденные случаи его поимки в Керченско-Таманском районе Черного моря. Выводы. Обнаружение крупных половозрелых особей серебристого иглобрюха в северовосточной части Черного моря весной свидетельствует о его потенциальном размножении в летний период и формировании локальных сезонных популяций, а также о возможности его зимовки в отдельных районах юго-восточной части Черного моря. Данный вид представляет значительную опасность для человека при употреблении в пищу из-за высокого содержания тетродотоксина в тканях, включая мышцы.
Ключевые слова: Черное море, Керченско-Таманский район, серебристый иглобрюх, Lagocephalus sceleratus, инвазия
Аквакультура и технологии воспроизводства
Материалы к экологическому состоянию нерестилищ Ейского экспериментального хозяйства по разведению и воспроизводству рыбы в 2020–2023 гг.
Порошина Е.А., Сергеева С.Г., Белоусов В.Н., Горбенко Е.В., Бугаев Л.А.
Аннотация
Введение. Ейское экспериментальное хозяйство по разведению и воспроизводству рыбы (ЕЭХРВР) было создано для воспроизводства судака и тарани — водных биологических ресурсов Азовского бассейна. В последние годы отмечено снижение эффективности работы предприятия. Актуальность. Результаты анализа экологического состояния нерестилищ ЕЭХРВР позволят разрабатывать и корректировать мероприятия по искусственному воспроизводству судака и тарани на основе актуальных данных. Цель данной работы — дать оценку экологическому состоянию нерестилищ и установить причины снижения количества выпускаемой молоди. Методы. Исследование морфобиологических параметров особей рассматриваемых видов, а также гидрологического и гидрохимического режима в водоемах хозяйства проводилось по общепринятым в рыбоводстве методикам. Результаты. В 2020 г. в условиях дефицита пресного стока и высокой солености воды на нерестилищах (до 10 ‰) объемы выпуска молоди судака и тарани по сравнению со среднемноголетними данными сократились в 9 и 3 раза, соответственно. В 2021 г. в результате неблагоприятной гидрологической обстановки нерестово-выростные водоемы были выведены на «сухое» летование. В 2022 г. произошло улучшение гидрологической и гидрохимической ситуации, однако количество выпускаемой молоди осталось на крайне низком уровне, а в 2023 г. при проведении учетных съемок в июне–августе молодь тарани в уловах полностью отсутствовала, молодь судака встречалась единично. Производители судака и тарани, заходящие на нерест, характеризовались невысокими значениями морфобиологических показателей (масса, длина, плодовитость, коэффициенты упитанности и зрелости). Выводы. В 2020–2023 гг. в ЕЭХРВР сложился комплекс экологических условий, негативно повлиявший на нерест, время ската в море, количество и качество молоди судака и тарани.
Ключевые слова: Ейское экспериментальное хозяйство по разведению и воспроизводству рыбы (ЕЭХРВР), судак Sander lucioperca, тарань Rutilus rutilus, гидрологические и гидрохимические условия, возрастной состав, плодовитость, физиологическое состояние, молодь рыб