ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОДОХРАНИЛИЩ КАЛМЫКИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 2012-2014 ГГ.
GEO-ECOLOGICAL MONITIRING OF RESERVOIRS of kalmykia ON THE RESULTS OF FIELD STUDIES 2012-2014.
С.С. Уланова, Н.Л. Федорова, И.А. Мучкаева
S.S. Ulanova, N.L. Fedorova, I.A. Muchkaeva
Институт комплексных исследований аридных территорий
(Россия, 358005 Республика Калмыкия, г. Элиста, ул. Хомутникова, 111)
Institute of Complex research arid areas
(Russia, 358005, Republic of Kalmykia, Elista, Homutnikova St.,111)
e-mail: ikiat@yandex.ru
В статье представлены результаты трехлетнего геоэкологического мониторинга водохранилища Цаган-Нур, расположенного в Сарпинской депрессии Прикаспийской низменности. Описаны состав и структура экотонных систем водоема по результатам 2012-2014 гг. Показано, что в течение исследуемого периода произошло увеличение минерализации вод водохранилища.
The article presents our data (results) of three-year geo-ecological monitoring of Tsagan-Nur reservoir, that is located in Sarpinskaya depression of Caspian lowland. The composition and the structure of the reservoir’s ecotone systems for 2012-2014 are presented. It is shown that during this period there was an increase in the salinity of the waters of the reservoir.
В целях определения современного состояния водохранилищ Калмыкии выполнялся геоэкологический мониторинг четырех искусственных водоемов, при этом изучение их экотонных территорий являлось важной задачей исследований, продиктованной необходимостью сохранения богатого биологического разнообразия, генофонда степной и пустынной биоты. Объектами долговременного мониторинга являлись водоемы, наиболее значимые в воднохозяйственном балансе республики: Чограйское, Цаган-Нур, Деед-Хулсун и Красинское. Основной целью геоэкологического мониторинга является предотвращение отрицательных последствий, связанных с хозяйственной деятельностью человека. В связи с этим, основной задачей проводимого мониторинга было получение объективной информации о состоянии компонентов природных экосистем искусственных водоемов, их оценка и прогноз развития в пространстве и во времени. Методической основой данного исследования является подход, базирующийся на представлении о водном объекте и ландшафтах побережий как единой эколого-динамической системы – экотона «вода-суша» и его блоковой структуры [2]. Согласно этому подходу, выделяются участки (блоки) водоема и побережья, испытывающие разное воздействие водохранилища: волновую абразию и длительное заливание на обнажающемся дне водохранилища (флуктуационный блок); заливание, абразию и аккумуляцию отложений на кратковременно заливаемом участке территории побережья (динамический блок); подтопление неглубоко залегающими к поверхности грунтовыми водами на более удаленном от уреза воды участке побережья (дистантный блок), косвенное влияние водоема через микроклимат – маргинальный блок. Исследования выполнялись согласно созданной и апробированной нами ранее методики комплексного изучения искусственных водоемов и экотонных зон «вода-суша» для аридных территорий [6, 4]. Наземные исследования включали мониторинг поверхностных вод водоемов и изучение прилегающих к ним территорий, находящихся в зоне воздействия водохранилищ, называемых экотонными зонами «вода-суша». Полевые исследования проводились во время вегетационного периода с апреля по октябрь. На побережьях водохранилищ прокладывали топоэкологические профили перпендикулярно урезу воды, от водоема вглубь побережья до зональной растительности. Топоэкологическое инструментальное профилирование побережий включало заложение пробных площадок с подробным изучением почв, растительности, грунтовых вод и определением высотных отметок рельефа на профиле с помощью нивелира [3].
В данной статье приведены результаты полевых исследований 2012-2014 гг. водоема Цаган-Нур, расположенного в южной части Сарпинской депрессии Прикаспийской низменности, оставленной древним руслом Волги. Водохранилище руслового типа, вытянуто с севера на юго-восток, ограничено в верхней северной части земляной плотиной водоема Ханата, с юга – плотиной у поселка Цаган-Нур, по которой проходит дорога с твердым покрытием. Ложе его вытянуто на 45 км при ширине от 0,7 до 1,5 км. Средняя глубина 1,15 м. Емкость 90.0 млн. м3 при нормально-подпертом горизонте (НПГ), площадь зеркала 61,5 км2 [1]. До начала искусственного регулирования режима водоемов Сарпинской низменности питание озера Цаган-Нур ограничивалось весенними талыми водами, стекающими с восточного склона возвышенности Ергени, и атмосферными осадками. В 1960-70-х гг. с вводом в эксплуатацию Сарпинской оросительно-обводнительной системы (СООС), водоем стал приемником сбросных вод с орошаемых массивов. Основным источником питания в настоящее время является канал ВР-1, берущий воду из Волги. Минерализация воды озера колеблется год от года (от 7 до 12 г/л) и по сезонам, в зависимости от количества осадков, объема, минерализации и времени поступления дренажно-сбросных вод. Ионный состав вод также связан с поступлением сбросных вод и разбором их на орошение [5].
Изучение современного экологического состояния водоема и его экотонной системы «вода-суша» проводили на трех ключевых участках: в северной части водоема (зоне выклинивания подпора), в центральной части (наиболее широкой русловой части) и южной (приплотинной). Структура экотонной системы «вода-суша» приплотинного ключевого участка согласно топоэкологическому профилю, заложенному в мае 2012 г. на левом побережье, образует четыре блока: флуктуационный, динамический, дистантный и маргинальный. Общая протяженность экотонной системы составила 250 м от уреза воды. Относительные отметки высот во флуктуационном блоке изменялись от 0 до 0,35 м. Грунтовые воды в данном блоке залегали на глубине от 0,6 до 1,5 м. Их минерализация изменялась в пределах от 11,18 до 11,47 г/л. Тип засоления – хлоридно-сульфатно-натриевый. Почвы – влажные луговые засоленные высокосолончаковатые. Поверхность почвы была лишена растительности. Динамический блок шириной 136 м, был представлен двумя поясами растительности. Сообщества занимали часть побережья с отметками высот от 0,57 м до 1,35 м. Грунтовые воды в данном поясе, по сравнению с флуктуационным блоком, заглубились до 1,8 м. Однако их минерализация ненамного увеличилась (10,22-13,15 г/л). Тип засоления, по сравнению с первым блоком, не изменился и остался – хлоридно-сульфатно-натриевым. Почвы – луговые среднезасоленные солончаковатые. В данных эдафических условиях произрастали солянковые сообщества, с ОПП 20%, высота основной массы травостоя не более 3 см. В состав сообщества входили 4 вида: однолетний ксерофит бассия исополистная (Bassia hyssopifolia), полукустарничек ксеромезофит лебеда бородавчатая (Halimione verrucifera), монокарпики: галоксерофит петросимония супротиволистная (Petrosimonia oppositifolia), гигрофит солерос европейский (Salicornia europaea), галофит солончаковая астра паннонская (Tripolium pannonicum). Вес фитомассы укосов в воздушно-сухом виде составил весной 124 г/м2, осенью –303 г/м2. Во втором поясе динамического блока на луговых засоленных высокосолончаковатых почвах произрастали тростниково-тамариксовые сообщества (Tamarix laxa - Phragmites australis), с ОПП 10%. В сообществе отмечали 7 видов. Верхний ярус составлял кустарник тамарикс рыхлый (Tamarix laxa), высотой в среднем 1,1 м. Нижний ярус слагали поликарпики: гигрофит тростник обыкновенный (Phragmites australis), галомезофит полынь сантонинная (Artemisia santonica), однолетний ксерофит мортук пшеничный (Eremopyrum triticeum). Из рудеральных видов отмечены ксерофиты турнефорция сибирская (Argusia sibirica), латук татарский (Lactuca tatarica), а также солончаковая астра паннонская (Tripolium pannonicum). Вес фитомассы укосов в воздушно-сухом виде составил весной 68 г/м2, осенью –57 г/м2. Ширина дистантного блока достигает 29 м. Относительные высотные отметки поверхности в данном блоке возрастают от 2,69 м до 3,48 м над урезом воды. Грунтовые воды залегали на глубине более 2,2 м. На лугово-бурых засоленных высокосолончаковатых почвах произрастали полынно-тамариксовые сообщества (Tamarix ramosissima – Tamarix laxa – Artemisia santonica), с ОПП 55%. В сообществе 16 видов, два яруса; верхний образуют кустарники такмарикса высотой от 1 до 2 м. Доминанты – тамарикс рыхлый (Tamarix laxa) и гребенщик ветвистый (Tamarix ramosissima). В травянистом ярусе более 30% поверхности занимал галомезофит полынь сантонинная (Artemisia santonica), высотой 21 см, обилие по шкале Друде cop. Обилие по Друде остальных видов не более 5 %. Это злаки: многолетний гипергалофит прибрежница береговая (Aeluropus littoralis), эфемер ксерофит костенец зонтичный (Holosteum umbellatum), эфемер мезофит неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum). Из полукустарничков: ксерофит анабазис безлистный (Anabasis aphylla), кермек метельчатый (Limonium scoparia). Монокарпики: галофит солянка туполистная (Salsola mutica), ксеромезофиты вероника весенняя (Veronica verna) и хориспора нежная (Chorispora tenella), мезоксерофиты подмаренник распростертый (Galium humifusum) и гулявник Лoзеля (Sisymbrium loeselii), ксерофиты халимион стебельчатый (Halimione pedunculata), бурачок пустынный (Alyssum desertorum), веснянка весенняя (Erophila verna) и желтушник выемчатый (Erysimum repandum). Вес фитомассы укосов в воздушно-сухом виде составил весной 112 г/м2, осенью – 67 г/м2. Со 193 м начинается маргинальный блок. Относительное превышение над урезом воды составляет 3,5 м. Грунтовые воды в данном блоке заглубляются до 3-5 м. Почвы – бурые полупустынные легкосуглинистые в комплексе с солонцами. Зональная растительность представлена в данном блоке полынно-мятликовыми сообществами (Poa bulbosa – Artemisia lerchiana – Artemisia santonica), с ОПП 25%. В сообществе отмечено 18 видов. Доминантом выступает эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), ПП 25%, обилие по шкале Друде – cop1-2. Из полыней встречены: галомезофит полынь сантонинная (Artemisia santonica), ксеромезофит полынь малоцветковая (Artemisia pauciflora). Также из полукустарничов наблюдали ксерофит анабазис безлистный (Anabasis aphylla). Единично встречались следующие виды: из злаков ксерофитные эфемеры мортук восточный (Eremopyrum orientale) и костенец зонтичный (Holosteum umbellatum), из разнотравья многолетние мезофит лютик остроплодный (Ranunculus oxyspermus), ксеромезофит тысячелистник благородный (Achillea nobilis), дву- и многолетний ксерофит чертополох шиповатый (Carduus acanthoides), двулетние ксерофиты смолевка клейкая (Silene viscosa), яснотка стеблеобъемлющая (Lamium amplexicaule), липучка оттопыренная (Lappula squarrosa), однолетние ксеромезофит климакоптера мясистая (Climacoptera crassa), ксерофит бурачок пустынный (Alyssum desertorum), гулявник высокий (Sisymbrium altissimum), многосемянник лежачий (Hymenolobus procumbens). Вес фитомассы укосов в воздушно-сухом виде составил весной 62 г/м2, осенью –65 г/м2.
Изменение минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища представлен на рис.1. Анализ этих данных показывает постепенное увеличение степени засоления поверхностных вод в течение изучаемого периода с 11,25 г/л в 2012 году до 15,44 г/л в 2014 году. Грунтовые воды в 1 скважине (флуктуационный блок) незначительно увеличивают свою минерализацию к 2014 г.
Рисунок 1. Изменение минерализации поверхностных и грунтовых вод в приплотинной части водохранилища Цаган-Нур по результатам осенних полевых исследований 2012-2014 гг.
В целом по всему профилю водохранилища Цаган-Нур, результаты трехлетнего мониторинга показали увеличение минерализации поверхностных вод по всему профилю водохранилища Цаган-Нур: в зоне выклинивания подпора (8,95 г/л (2012 г.) до 11,08 г/л (2013 г.); в центральной части (с 11,6 г/л до 12,78 г/л в 2014 году); у плотины (11,25 г/л в 2012 г. до 15,44 г/л в 2014 г.). Грунтовые воды в течение трех лет незначительно изменили свою минерализацию. Тип засоления поверхностных и грунтовых вод - натриево-сульфатно-хлоридный. Наиболее минерализованы грунтовые воды в зоне выклинивания подпора (16,14 г/л), наименее – в приплотинной (7,56 г/л). В осенний период грунтовые воды заглубляются в зависимости от блока экотона от 0,2 до 0,9 м. Минерализация грунтовых вод, в целом по водохранилищу, к осени незначительно увеличивается на 2-3,5 г/л.
«Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Министерства образования и науки Республики Калмыкия в рамках научного проекта №14-45-01-004 «р_юг_а».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: