УДК 574.5

DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1383-1389

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДОХРАНИЛИЩА КИРКИТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЙ 2022-2023 гг.

THE CURRENT POSITION OF THE KIRKITA WATER RESERVOIR ACCORDING TO THE RESULTS OF RESEARCH IN 2022-2023

Уланова С.С.¹, Бембеева О.Г.², Джамбинов В.Е.³

Ulanova S.S.¹, Bembeeva O.G.², Dzhambinov V.E.³

Бюджетное научное учреждение Республики Калмыкия «Институт комплексных исследований аридных территорий», Элиста, Россия

Budgetary Scientific Institution of the Republic of Kalmykia "The Institute of Complex Research of Arid Territories", Elista, Russia

E-mail: ¹svetaulanova@yandex.ru, ²bembeeva_og@mail.ru, ³vlad-djambinov14@yandex.ru

Аннотация. В статье рассмотрено современное состояние водохранилища Киркита по результатам полевых исследований 2022-2023 гг. Водоем является водохранилищем-коллектором и относится к системе Состинских озер, расположенных на юго-востоке Республики Калмыкия в Состинской локальной впадине Кумо-Манычской области. В качестве методологического приема использовали экотонную концепцию В.С. Залетаева [1], базирующийся на представлении о водном объекте и ландшафтах побережий как единой эколого-динамической системы – экотона «вода-суша» и его блоковой структуры. В статье представлены результаты исследований структурно-функциональной организации экотонных систем побережий водоема Киркита. Изучены гидрохимический состав поверхностных и грунтовых вод, относительные отметки высот мезорельефа побережья, глубина залегания грунтовых вод, состав и структура почв, состав и продуктивность господствующих фитоценозов экотонных территорий. Выявлена сезонная динамика видового состава растительности экотонной системы «вода-суша», приведены результаты таксономического, биоморфологического, эколого-ценотического анализов растительных сообществ исследуемого водоема. Полевые исследования показывают, что с падением уровня водохранилища Киркита произошло увеличение минерализации поверхностных вод, а также изменения в составе и структуре экотонной системы, связанные с уменьшением количества поясов растительности в блоках, изменением количества видов и проективного покрытия травостоя.

Ключевые слова: водохранилище Киркита, Состинские озера, экотонная система, минерализация.

Abstract. The article considers the current state of the Kirkita reservoir based on the results of field researches in 2022-2023. The pond is a water-collecting area and belongs to the system of Sostinsky lakes located in the south-east of the Republic of Kalmykia in the Sostinsky local depression of the Kumo-Manych region. As a methodological technique, V.S. Zaletaev's ecotone concept was used, based on the idea of a water body and the landscape of the coasts as a single ecological and dynamic system. This consists of the "water – land" ecotone and its block structure. The article presents the results of research on the structural and functional organization of ecotone systems of coasts of the Kirkita water reservoir. The hydrochemical composition of surface and groundwater, the relative elevation marks of the coast mesorelief, the groundwater depth, the contents and structure of soils, components and productivity of the dominant phytocenoses of ecotone territories have been studied. The seasonal dynamics of the species composition of vegetation of the ecotone system "water-land" is revealed, the results of taxonomic, biomorphological, ecological and cenotic analyses of plant communities of the studied storage pond are identified. Field studies show that with the fall in level of the Kirkita water reservoir, there was an increase in the mineralization of surface waters and changes in the composition and structure of the ecotone system. This led to a decrease in the number of vegetation belts in blocks and a change in the amount of species and the projective cover of grass stand.

Key words: the Kirkita water reservoir, Sostinsky lakes, the ecotone system, the mineralization.

Введение. Выявление последствий создания и использования искусственных водоемов в аридной зоне является важной научной проблемой в настоящее время. Созданные в 30-50-е годы прошлого столетия в степных и пустынных ландшафтах водохранилища стали важным фактором трансформации природной среды. На их побережьях под влиянием изменения режима речного стока завершились процессы гидрогенной трансформации ландшафтов: сформировались природные комплексы, приуроченные к условиям ежегодного заливания, подтопления. Благодаря искусственным водоемам в аридных условиях возникают редко встречающиеся в естественных условиях гидроморфные биотопы и поддерживается природное биоразнообразие почв, растительности, животного населения [2].

Экологическим последствиям и проблемам создания крупных водохранилищ посвящено много научных исследований [3-5], в то время как малым и небольшим искусственным водоемам, изучению их гидрологических особенностей, а также их совокупному воздействию на природную среду уделяется недостаточное внимание.

Объект исследования – водохранилище Киркита – относится к системе Состинских водоемов, расположенных в Состинской локальной впадине Кумо-Манычской области [6]. Состинские водоемы являются устьевыми окончаниями реки Восточный Маныч. Основное питание Состинских водоемов, в том числе водоема Киркита, – сбросные воды, поступающие по руслу реки Восточный Маныч из Чограйского водохранилища [7]. Водоем Киркита расположен на юго-востоке Республики Калмыкия, в 7 км к юго-востоку от поселка Ачинеры. Ранее детальные обследования гидрологического режима и структурно-функциональной организации экотонных систем побережий водоема Киркита не проводились.

Материалы и методы. Натурные исследования современного состояния водоема Киркита проводились в весенние и осенние периоды в 2022-2023 гг. Основной методологический прием – это изучение водного объекта и прилегающих к нему территорий с позиций экотонной концепции В.С. Залетаева, базирующийся на представлении о водном объекте и ландшафтах побережий как единой эколого-динамической системы – экотона «вода-суша» и его блоковой структуры [1]. 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. В работе использовали разработанную в Институте методику комплексной геоэкологической оценки искусственных водоемов аридной зоны и прилегающих к ним территорий с использованием ГИС-технологий [8]. 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. На протяжении топоэкологического профиля закладывались скважины до уровня почвенно-грунтовых вод. Количество скважин регламентировалось рельефом и растительностью. При вскрытии почвенно-грунтовых вод отмечалась глубина, замерялась скорость подъема воды, фиксировался установившийся уровень. Дополнительно отбирались образцы вскрытых почвенно-грунтовых вод в емкость объемом 1,5 литра. Характеристика почв дана на основе морфологического описания почвенного профиля по результатам бурения. В лабораторных условиях определяли степень минерализации по сухому остатку и химический состав солей. Все описания сопровождались отбором проб для изучения: минерализации воды в водоемах и грунтовых вод; морфологической структуры и солевого состава почв; видового состава и биологической продуктивности растительных сообществ [9]. Анализ химизма и минерализации поверхностных и грунтовых вод был выполнен в лаборатории ФГБНУ

«Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого земледелия» (г. Волгоград) в соответствии с принятыми ГОСТами и нормативными документами: ГОСТ 31957-2012, ПНДФ 14.1:2.96-97 (изд.2016), ПНДФ 14.1:2.107-97 (изд.2004), ПНДФ 14.1:2:3.95-97 (изд.2016), ГОСТ 23268.5-68 , ПНДФ 14.1:2:4.261-2010, РД 52.24.391-2008, РД 52.24.391-2008.

На ключевом участке было выполнено 22 описания растительности экотонной структуры, взято 20 растительных укосов на биологическую продуктивность, 15 проб поверхностных и грунтовых вод водоема. Описания растительности проводили в соответствии с общепринятыми методами [10]. Латинские названия видов растений приведены по сводке С.К. Черепанова [11], русские названия растений по определителю «Флора Нижнего Поволжья» [12- 14]. Жизненные формы растений оценивали по принципу И.Г. Серебрякова [15], экологические группы по отношению к влаге – по Т.К. Горышиной [16]. Площади водной поверхности водоема определялись по материалам космической информации с ИСЗ «Landsat-8» (камера OLI-TIRS) в программе ГИС MapInfoPro 2019.

Результаты и их обсуждение. Площадь водной поверхности Состинских водоемов напрямую связана с водоподачей из Чограйского водохранилища. Весной 2023 г. площадь водоема Киркита составила 3,57 км², а осенью стала чуть больше 4,88 км². Наши предыдущие исследования показывают, что минерализация поверхностных вод водохранилища Киркита в 2009-2011 гг. составляла 2,2-2,8 г/л [2]. А в 2022 году минерализация поверхностных вод водоема Киркита составила 15,4 г/л в весенний период и 16,93 г/л в осенний. В весенний период 2023 года поверхностные пробы отобрать не удалось из-за сильного обмеления водоема и зарастания его тростником. К осени 2023 г. минерализация водоема составила 12,06 г/л. Тип засоления поверхностных вод – натриево-хлоридно-сульфатный. Минерализация грунтовых вод в 2022- 2023 гг. увеличилась в три-пять раз по сравнению с 2009 годом, когда она варьировала от 3-5 г/л (рисунок 1). Тип минерализации ГВ в 2023 году – натриево-хлоридно-сульфатный.

Рисунок 1. Изменение минерализации поверхностных и грунтовых вод на побережье водоема Киркита в периоды весенних наблюдений с 2022 по 2023 гг.

Водоем имеет подковообразную форму. На ключевом участке, расположенном в северо- восточной части побережья водоема, в мае 2022 г. был заложен топоэкологический профиль от уреза воды и до зональной растительности, протяженностью более 670 м. В осенний период в результате затопления большей части флуктуационного блока, длина профиля составила около 380 м (рисунок 2). Расстояние между весенним и осенним урезами воды составило около 305-310 м.

Рисунок 2. Топоэкологический профиль экотонной системы «вода-суша» на побережье водохранилища Киркита (27 сентября 2022 г.). Блоки экотонной системы на побережье: 1 – флуктуационный, 2 – динамический, 3 – дистантный, 4 – маргинальный.

На данном профиле были выделены следующие блоки экотонной структуры: флуктуационный, динамический, дистантный и маргинальный (таблица 1).

Таблица 1 Компоненты природных экосистем в блоках экотонной системы водохранилища Киркита по состоянию на май-сентябрь 2023 г.

Весной ширина флуктуационного блока составила 310 м, а осенью, в результате затопления этой части побережья, его ширина сократилась до 45 м. Уровень грунтовых вод в весенний период был на глубине 1,65 м, минерализация составила 15,73 г/л. Тип засоления – натриево-хлоридно-сульфатный. В осенний период шурф №1 затопило водой. Грунтовые воды отобрали в 20 м от уреза воды. УГВ 0,7 м, минерализация их составила 27,95 г/л, тип засоления – хлоридно-натриево-сульфатный. Растительность весной была представлена монодоминантным тростниковым сообществом (Phragmites australis) с общим проективным покрытием 40%. Единично отмечены следующие виды: проростки гребенщика рыхлого (Tamarix laxa), лебеды татарской (Atriplex tatarica), крестовника весеннего (Senecio vernalis). Осенью растительное сообщество сменилось на тростниково-тамариксовое сообщество (Tamarix laxa+Phragmites australis) с ОПП 20%. Высота гребенщика рыхлого в осенний период – 80 см, ПП 0,6-0,7. Флористическое богатство блока – 8 видов высших растений. Как и в весенний период, доминировал тростник южный (Phragmites australis) – 12% (sp²), летне-осенние солянки произрастали в небольшом обилии: сведа заостренная (Suaeda acuminata) – 3% (sp), марь свекольная (Chenopodium betaceum) – 1-2% (sol), остальные виды отмечены единично (un): селитрянка Шобера Nitraria schoberi, франкения жестковолосая Frankenia hirsuta, лебеда татарская Atriplex tatarica, крестовник весенний Senecio vernalis. Биологическая продуктивность в весенний период составила 200 г/м², в осенний период 196 г/м².

Динамический блок, шириной более 100 м, состоял из двух поясов растительности. В первом поясе динамического блока ГВ залегали на глубине 1,8 м весной, и 2,05 м – осенью. Минерализация в весенний период составила 15,72 г/л, в осенний – 16,0 г/л. Весной здесь произрастали тростниково-тамариксовые сообщества (Tamarix laxa+Phragmites australis) с ОПП 45%, осенью – 20%.

Видовое богатство растительного пояса весной – 11 видов; кроме доминирующих видов, единично (un) произрастали следующие виды: бескильница расставленная (Puccinellia distans), спорыш новоасканийский (Polygonum novoascanicum), лебеда татарская (Atriplex tatarica), марь белая (Chenopodium album), сведа заостренная (Suaeda acuminata), резушка стрелолистная (Arabidopsis toxophylla), клоповник сорный (Lepidium ruderale), трехреберник продырявленный (Tripleurospermum perforatum), крестовник весенний (Senecio vernalis). В осенний период в сообществе 4 вида: Tamarix laxa высотой 90 см и обилием 0,3, Phragmites australis с обилием 10- 12% (sp^1-2), Suaeda acuminata – 7% (sp¹), Petrosimonia oppositifolia – 1% (sol). Биологическая продуктивность в весенний период составила 171 г/м², в осенний период – 56 г/м².

Во втором поясе грунтовые воды весной и осенью залегали на глубине 2,5 м. Минерализация ГВ весной составила 17,3 г/л, осенью – 18,41. В весенний и осенний период в данном блоке произрастали сведово-тамариксовые сообщества (Tamarix laxa+Suaeda acuminata), общее проективное покрытие велико: весной 70%, осенью – 90%. Видовое богатство растительного пояса весной – 18 видов, осенью – 9 видов растений. В весенний период обилие тамариксов (Tamarix laxa, T. octandra) – 0,8-0,9 и 0,1 соответственно, проективное покрытие сведы заостренной (Suaeda acuminata) занимало половину от общего проективного покрытия травостоя – 35% (cop²). ПП клоповника сорного (Lepidium ruderale) занимало около четверти всего ОПП – 15% (sp^2-3). Также в сообществе произрастали виды: бескильница расставленная Puccinellia distans (5%, sp), лебеда татарская Atriplex tatarica (3%, sp), мортук пшеничный Eremopyrum triticeum (3%, sp), солерос европейский Salicornia perennans (2-3%, sp), прибрежница береговая Aeluropus littoralis (2-3%, sp), франкения жестковолосая Frankenia hirsuta (2%, sp). Единично были отмечены следующие виды: полынь крымская (Artemisia taurica), парнолистник бобовый (Zygophyllum fabago), петросимония раскидистая (Petrosimonia brachiata), резушка стрелолистная (Arabidopsis toxophylla) и другие виды растений из вышеперечисленных растительных поясов. В осенний период видов в два раза меньше, что связано с активной вегетацией солянок: ПП Suaeda acuminata – 60-65% (cop³), Salicornia perennans (10-15%, sp^1-2), Chenopodium betaceum (5%, sp), Petrosimonia oppositifolia (3-5%, sp) и другие. ПП Aeluropus littoralis составило 15% (sp^2-3), единично отмечены (sol, sp) Polygonum aviculare, Artemisia taurica. Биологическая продуктивность в весенний период составила 308 г/м², в осенний период 352 г/м².

В дистантном блоке глубина залегания грунтовых вод составляла более 3,5 м. В данном блоке произрастали таврическополынно-солянково-тамариксовые (Tamarix laxa + Salsolosa + Artemisia taurica) растительные сообщества, общее проективное покрытие травостоя в весенний период – 80%, в осенний – 100%. Общее видовое богатство блока весной – 19 видов растений, осенью – 11 видов. Доминантами являлись одни и те же виды, но их проективное покрытие в разные сезоны обследования отличалось. В весенний период ПП Tamarix laxa – 0,9-1,0, Tamarix octandra – 0,1. Солянки составляли четверть от общего проективного покрытия травостоя: Suaeda acuminata – 15% (sp^2-3), Petrosimonia oppositifolia – 2-3% (sp), Suaeda salsa – 1-2% (sol). Проективное покрытие Artemisia taurica 15% (sp^2-3). Были отмечены и виды растений с высоким проективным покрытием: Eremopyrum triticeum (15%, sp^2-3), Lepidium ruderale (10%, sp¹), Puccinellia distans (5%, sp), Tripleurospermum perforatum (5%, sp), Eremopyrum orientale (2-3%, sol, sp). В осенний период обследования обилие кустарников рода Tamarix не изменилось, выросло обилие позднелетних солянок (Suaeda acuminata – 30-35% (cop²); Petrosimonia oppositifolia – 25-30% (cop¹); Petrosimonia brachiata – 10% (sp¹)) и полукустарничка Artemisia taurica (15-20%, sp^2-3). Доля в травостое других видов незначительна. Биологическая продуктивность в весенний период составила 122 г/м², в осенний период 209 г/м².

Маргинальный блок был представлен одним поясом растительности. Грунтовые воды в данном блоке залегали на глубине более 3 м. В весенний период произрастали луковичномятликово-таврическополынные (Artemisia taurica +Poa bulbosa) растительные сообщества с общим проективным покрытием травостоя 50%, осенью они сменились на полынные (ssp. Artemisia) с ОПП травостоя 60%. В весенний период было отмечено 12 видов высших растений, в осенний – 7. Весной проективное покрытие доминантов следующее: Artemisia lerchiana 25% (sp³-cop¹), Poa bulbosa – 20% (sp³). Участие других видов растений незначительно – от 2-3 (sol-sp) до 1 (sol): Scorzonera cana, Medicago orthoceras, Eremopyrum triticeum, Er. orientale, Tripleurospermum perforatum и другие. Осенью доминировал полукустарничек Artemisia taurica, проективное покрытие которого 50%, что в процентном отношении составляло более 80% от общего проективного покрытия травостоя. Эфемероид Poa bulbosa занимал 5% (sp) от общего обилия. Доля в травостое других видов незначительна: Eremopyrum triticeum (2%, sol), Petrosimonia oppositifolia (1-2%, sol), Eragrostis minor (1-2%, sol), Suaeda acuminata (1-2%, sol), Atriplex tatarica (˂1, un). Биологическая продуктивность в весенний период составила 93 г/м², в осенний период 155 г/м².

Флористический анализ экотонной территории водохранилища Киркита Черноземельского района Республики Калмыкия за 2022-2023 гг. показал, что общее видовое богатство составило 46 видов высших цветковых растений, относящихся к 35 родам и 13 семействам. Наиболее многочисленными являются семейства Chenopodiaceae (23,9%), Brassicaceae (17,4%), Poaceae (17,4%), Asteraceae (15,2%). Семейства Tamaricaceae (6,5%), Polygonaceae (4,3%) отмечены меньшим количеством (2-3 вида) растений. Остальные семейства моновидовые – (по 2,2%): Caryophyllaceae, Cyperaceae, Fabaceae, Frankeniaceae, Malvaceae, Nitrariaceae, Zygophyllaceae.

Экотонная флора водохранилища Киркита представлена следующими жизненными формами: кустарники, полукустарнички, многолетние и малолетние травы. Анализ жизненных форм показал, что в количественном отношении ведущую роль занимают малолетние травы – 28 (60,9%): Alyssum desertorum, виды рода Chenopodium, Chorispora tenella, Descurainia sophia, Eragrostis minor, Eremopyrum orientale, Er. triticeum, Holosteum umbellatum, Medicago orthoceras, виды рода Polygonum, Petrosimonia, Suaeda и другие. Многолетние травянистые растения отмечены меньшим количеством – 9 видов (19,6%), представлены следующими видами: Bolboschoenus maritimus, Phragmites australis, эфемероид Poa bulbosa, Puccinellia distans, Taraxacum officinale, Zygophyllum fabago и другие. Из полудревесных видов отмечены полукустарнички, на них приходится 5 видов (10,9%): Artemisia lerchiana, A.santonica, A.taurica, Frankenia hirsuta, Halimione verrucifera. Древесные виды представлены 4 видами кустарников: Nitraria schoberi, Tamarix laxa, T. octandra, T. ramosissima, на долю которых приходится 8,7%.

Анализ видов растений по отношению к увлажнению позволил выделить ряд основных и промежуточных экологических типов: ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, ксеромезофиты и мезоксерофиты. Большинство видов растений исследуемой флоры исследуемого СМО относится к ксерофитам – 37,0% (17 видов): Alyssum desertorum, виды рода Artemisia, Eremopyrum orientale, Eremopyrum triticeum, Lepidium perfoliatum, Lepidium ruderale, Medicago orthoceras, Petrosimonia brachiata и другие. Ксеромезофиты представлены 12 видами (26,1%): Chorispora tenella, Descurainia sophia, Eragrostis minor, Halimione verrucifera, Polygonum aviculare, Senecio vernalis, Tamarix ramosissima и другие. Мезофиты отмечены 10 видами (21,7%): Barbarea vulgaris, Blitum chenopodioidoides, Chenopodium betaceum, Malva pusilla, Puccinellia distans, Puccinellia dolicholepis, Tripleurospermum perforatum и другие. Мезоксерофиты занимают 8,7% (4 вида): Atriplex tatarica, Chenopodium album, Holosteum umbellatum, Sisymbrium loeselii. Гигрофиты отмечены 3 видами (6,5%): Bolboschoenus maritimus, Phragmites australis, Suaeda salsa.

Во флоре водохранилища Киркита отмечен 1 вид, занесенный в Красную книгу Республики Калмыкия – селитрянка Шобера (Nitraria schoberi) из семейства Селитрянковые [17]. Категория статуса редкости – 3 – редкие – таксоны с естественной низкой численностью, встречающиеся на ограниченной территории (или акватории) или спорадически распространенные на значительных территориях, для выживания которых необходимо принятие специальных мер охраны.

Заключение. Таким образом, Состинские водоемы, расположенные на юге республике, в Кумо-Манычской впадине, являясь устьевыми окончаниями реки Восточный Маныч, очень сильно зависят от водоподачи с Чограйского водохранилища. Их площадь, уровень и минерализация сильно варьирует в зависимости от водоподачи, засоление водоемов увеличивается в зависимости удаленности от водоисточника. По сравнению с обследованиями предыдущих лет (2009-2011 гг.) засоление в водоеме Киркита увеличилось в 4-5 раз и составило в осенний период 2023 года 12,06 г/л. Тип засоления – натриево-хлоридно-сульфатный.

Полевые исследования показывают, что с падением уровня водохранилища Киркита произошли изменения в экотонной системе на побережье: уменьшилось количество поясов растительности в блоках, изменилось количество видов в них и общее проективное покрытие травостоя. Осенью 2023 г. были зафиксированы смены доминирующих сообществ в блоках: во флуктуационном блоке тростниковое сообщество (Phragmites australis) сменилось на тростниково-тамариксовое сообщество (Tamarix laxa+Phragmites australis), в маргинальном блоке сведово-тамариксовое (Tamarix laxa+Suaeda acuminata) – на таврическополынно- солянково-тамариксовое (Tamarix laxa+Salsolosa+Artemisia taurica).