Email this article 
Динамика показателей экологического состояния Шершнёвского водохранилища в засушливых гидрометеорологических условиях
Abstract
Исследована динамика гидрохимических и гидробиологических показателей экосистемы Шершнёвского водохранилища (г. Челябинск) в условиях гидрометеорологических изменений с 2018 по 2023 год. Показано, что в маловодный засушливый период растут численность цианобактерий и коэффициент годового водообмена за счет попусков с вышерасположенного в каскаде водоема, однако значимые изменения в динамике гидрохимических показателей не отмечены. Методом главных компонент выявлено, что состояние водохранилища определяется на 54% двумя комплексами факторов – на 29% накоплением органического вещества (перманганатная окисляемость, цветность, химическое потребление кислорода) и на 25% процессами, определяющими биологическую продуктивность (численность фитопланктона, биологическое потребление кислорода, нитраты и нитриты). Фактор «водообмен» на 77% влияет на второй комплекс факторов и способствует сохранению общего режима функционирования экосистемы водохранилища в продолжительных засушливых условиях.
Keywords
Full Text:
PDF (Русский)Как процитировать материал
References
ЛИТЕРАТУРА
1. Абакумов ВА. ред. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений Л.: Гидрометеоиздат; 1983.
2. Афонина ЕЮ, Ташлыкова НА. Влияние факторов среды на структуру планктонных сообществ минеральных озер в разные фазы водности. Вестн МГУ Сер 16 Биол. 2019;74(1):3-9.
3. Гладкова ОВ, Ходоровская НИ. Видовая структура и эколого-географическая характеристика фитопланктонного сообщества Шершневского водохранилища в условиях возрастающего антропогенного воздействия. Научное обозрение. Биологические науки. 2019;(3):11-16.
4. Горохова ОГ. Сапробиологическая характеристика малых водоемов и водотоков Средне-Волжского биосферного резервата по водорослям-индикаторам. Биосфера. 2024;16(4):439-49. https://doi.org/10.24855/biosfera.v16i4.965
5. Гречушникова МГ, Соколов ДИ, Ерина ОН, Терешина МА, Ломов ВА, Ефимова ЛЕ. Сезонная и синоптическая изменчивость гидроэкологических характеристик слабопроточного долинного водохранилища. Метеорол гидрол. 2020;(8):92-101.
6. Грибовский ГП, Грибовский ЮГ, Плохих НА. Биогеохимические провинции Урала и проблемы техногенеза. В кн.: Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. Труды биогеохимической лаборатории. Т. 24. М.: Наука; 2003. С. 174-87.
7. Григорьева ИЛ, Комиссаров АБ. Влияние абиотических факторов на формирование сообществ фитопланктона Иваньковского водохранилища. В кн.: Биология водных экосистем в XXI веке: факты, гипотезы, тенденции. Тезисы докладов Всероссийской конференции. 2021. С. 52.
8. Григорьева ИЛ. Влияние гидрометеорологических факторов на гидрохимические характеристики Угличского водохранилища в летний период. Вестн Твер гос ун-та. Сер геогр геоэкол. 2023;1(41):16-25. https://doi.org/10.26456/2226-7719-2023-1-16-25
9. Кашулин НА, Беккелунд АК. Изменения климата и цветение арктического озера Имандра. Биосфера. 2022;14(2):98-125. http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v14i2.673
10. Китаев АБ. Методы оценки внешнего водообмена водохранилищ. Геогр вестн. 2005;(1-2):73-81.
11. Кольцова ТИ. Определение объема и поверхности клеток фитопланктона. Биол науки. 1970;(6):114-20.
12. Котовщиков АВ, Долматова ЛА, Сутченкова ОС. Изменение экологического состояния среднего руслового таежного водохранилища хозяйственно-питьевого назначения через 60 лет его существования. Вода: химия и экология. 2017;(1):3-10.
13. Кравцова АВ, Ходоровская НИ, Левина СГ. Современное состояние донных отложений Шершневского водохранилища. Современные материалы и методы решения экологических проблем постиндустриальной агломерации : сборник материалов II всероссийской научно-практической конференции; 2024 Дек 16–18, Челябинск, Россия. Челябинск: Южно-Уральский государственный университет; 2025. С. 23-28.
14. Кравцова АВ, Ходоровская НИ, Ячменев ВА, Баженова ВВ. Особенности многолетней динамики развития гидрохимических показателей воды Шершневского водохранилища. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2021;(5):8-28. https://doi.org/ 10.35567/1999-4508-2021-5-1.
15. Кременецкая ЕР, Белова СЛ, Соколов ДИ. Особенности баланса органического вещества в долинном водохранилище в летний период при пониженном уровне воды. В кн.: Современные проблемы водохранилищ и их водосборов. Труды Международной научно-практической конференции. Пермь; 2011. С. 121-6.
16. Ларионов ЮВ, Скопинцев БА. Перманганатная и бихроматная окисляемость органического вещества взвесей водоемов разной степени трофности. Биол внутр вод: Информ бюл. 1980;(46):49-53.
17. Определитель пресноводных водорослей СССР. Т. 1-14. М.-Л.: Изд-во АН СССР; 1951-1986.
18. Отюкова НГ. Органическое вещество в водных объектах особо охраняемых природных территорий на примере притоков озера Плещеево (Ярославская обл.) и реки Таденки Приокско-Террасного биосферного заповедника (Московская обл.). Водные ресурсы. 2021;48(3):344-53. https://doi.org/10.31857/S0321059621030111
19. Рижинашвили АЛ. Контуры теории функционирования водных экосистем: биогенное лимитирование. Усп совр биол. 2022;142(3):253-67. https://doi.org/10.31857/S004213242203006
20. Рижинашвили АЛ. Углеводы в водных экосистемах и их возможная связь с жизнедеятельностью организмов различных трофических уровней. Усп совр биол. 2019;139(1):75-83. https://doi.org/10.1134/S0042132419010083
21. Румянцев ВА, Крюков ЛН, Поздняков ШР, Жуковский АВ. Цианобактериальное "цветение" воды – источник проблем природопользования и стимул инноваций в России. Общество. Среда. Развитие. 2011;2(19):222-228.
22. Садчиков АП, Остроумов СА, Котелевцев СВ. Продукционная и трофическая роль размерных групп фитопланктона: вклад в первичную продуктивность и формирование качества воды. Использование и охрана природных ресурсов в России. 2018;(3):72-5.
23. Садчиков АП, Остроумов СА. Водоросли и цианобактерии, как факторы формирования фонда растворенных органических веществ и качества воды, в водоеме при отмирании клеток. Рыбное хозяйство. 2020;(6):53-8. https://doi.org/10.37663/0131-6184-2020-6-53-58
24. Садчиков АП, Остроумов СА. Качество воды и роль микробиоты в водоемах различного трофического уровня: взаимосвязи между растворенным органическим веществом, бактериями, водорослями и детритом. Водоочистка Водоподготовка Водоснабжение. 2020;(10):10-7.
25. Садчиков АП. Методы изучения пресноводного фитопланктона. М.: Университет и школа; 2003.
26. Селезнев ВА, Беспалова КВ, Селезнева АВ. Сезонная изменчивость содержания фосфатов в Волжской воде в условиях антропогенного эвтрофирования водохранилищ. Хим технол воды. 2018;40(5):573-80.
27. Соколов ДИ. Изменение окисляемости и цветности воды под влиянием водохранилища. Вестн МГУ Сер 5 География. 2013;(6):9-15.
28. Степанова ИЭ. Характеристики органического вещества в Рыбинском водохранилище на современном этапе. Вода: химия и экология. 2015;(10):3-10.
29. Цветкова ЛИ. Оценка трофического состояния поверхностных вод. СПб.: СПбГАСУ; 2008.
30. Шашуловская ЕА, Мосияш СА, Далечина ИН, Филимонова ИГ, Гришина ЛВ, Кузина ЕГ, Шашуловская ОВ. Динамика трофических показателей малого равнинного водохранилища в разные периоды его существования (на примере Пензенского водохранилища на р. Сура). Журн Сиб федер ун-та сер биол. 2020;13(4):368-86. https://doi.org/10.17516/1997-1389-0334
31. Шашуловская ЕА, Мосияш СА, Далечина ИН. Особенности гидрохимического состава и структуры фитопланктона крупного водохранилища в годы, контрастные по гидрологическому и температурному режиму. В кн.: Современные проблемы водохранилищ и их водосборов. Труды VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пермь; 2021. С. 392-7.
32. Шашуловская ЕА, Мосияш СА. Пространственно-временная изменчивость гидрохимических показателей Ириклинского водохранилища в современных условиях. Изв РАН Сер геогр. 2022;86(5):697-714. https://doi.org/10.31857/S2587556622050119
33. Шитиков ВК, Зинченко ТД. Многомерный статистический анализ экологических сообществ (обзор). Теор прикл экол. 2019;(1):5-11. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-1-005-011.
34. Adrian R, O'Reilly CM, Zagarese H, et al. Lakes as sentinels of climate change. Limnol Oceanogr. 2009;54(6, part 2):2283-97. doi:10.4319/lo.2009.54.6_part_2.2283.
35. Andersen I, Williamson T, González MJ, Vanni MJ. Nitrate, ammonium, and phosphorus drive seasonal nutrient limitation of chlorophytes, cyanobacteria, and diatoms in a hyper-eutrophic reservoir. Limnol Oceanogr. 2019;65(5):1-17. doi:10.1002/lno.11363.
36. Andersen JH, Schlüter L, Ærtebjerg G. Coastal eutrophication: Recent developments in definitions and implications for monitoring strategies. J Plankton Res. 2006;28(7):621-28. doi:10.1093/plankt/fbl001.
37. Desarbo WS. Redundancy analysis. In: Encyclopedia of statistical sciences. Vol. 11. New Jersey: John Wiley & Sons; 2006. P. 7031-5.
38. Fragoso CR, Motta Marques DML, Ferreira TF, et al. Potential Effects of Climate Change and Eutrophication on a Large Subtropical Shallow Lake. Environ Model Softw. 2011;26:1337-48.
39. Liu X, Song Y, Ni T, et al. Ecological evolution of algae in connected reservoirs under the influence of water transfer: Algal density, community structure, and assembly processes. Sci Total Environ. 2024;915: 170086. doi10.1016/j.scitotenv.2024.170086.
40. Mayer LM, Liotta FP, Norton SA. Hypolimnetic redox and phosphorus cycling in hypereutrophic Lake Sebasticook, Maine. Water Res. 1982;16(7):1189-96. doi:10.1016/0043-1354(82)90137-3.Аа
41. Moore JW, Ramamoorthy S. Heavy metals in natural waters: applied monitoring and impact assessment. New York: Springer-Verlag; 1983. 270 p.
42. Pearce AR, Chambers LG, Hasenmueller EA. Characterizing nutrient distributions and fluxes in a eutrophic reservoir, Midwestern United States. Sci Total Environ. 2017;581:589-600. doi:10.1016/j.scitotenv.2017.01.002.
43. Poikane S, Kelly MG, Salas F, et al. Nutrient criteria for surface waters under the European Water Framework Directive: Current state-of-the-art, challenges and future outlook. Sci Total Environ. 2019;695:133888. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.133888.
44. Schindler DW, Hecky RE. Eutrophication: More nitrogen data needed [Letter]. Science. 2009;324(5928):721-2. doi:10.1126/science.324_721b.
45. Shimoda Y, Azim E, Perhar G, Ramin M, Kenney M, Sadraddini S, et al. Our current understanding of lake ecosystem response to climate change: what have we really learned from the north temperate deep lakes? J Great Lakes Res. 2011;37(2):173-93. doi:10.1016/j.jglr.2010.10.004.
46. Sinang SC, Reichwaldt ES, Ghadouani A. Local nutrient regimes determine site-specific environmental triggers of cyanobacterial and microcystin variability in urban lakes. Hydrol Earth Syst Sci. 2015;19:2179-95. doi:10.5194/hess-19-2179-2015.
47. Sokal RR. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 4th ed. New York: Freeman; 2012. 937 p.
48. U.S. Global Change Research Program. National Climate Assessment [Internet]. 2014 [cited 2022 Oct 2]. Available from: https://nca2014.globalchange.gov/report.
49. Ventela AM, Kirkkala T, Lendasse A, Tarvainen M, Helminen H, Sarvala J. Climate-related challenges in long-term management of Säkylän Pyhäjärvi (SW Finland). Hydrobiologia. 2011;660:49-58. doi:10.1007/s10750-010-0415-4.
50. Wood CM, Farrell AP, Brauner CJ, editors. Homeostasis and toxicology of essential metals. Fish physiology series. Vol. 31A. New York: Academic Press; 2012a. 497 p.
51. Wood CM, Farrell AP, Brauner CJ, editors. Homeostasis and toxicology of non-essential metals. Fish physiology series. Vol. 31B. New York: Academic Press; 2012b. 507 p.
52. Xia R, Zhang Y, Critto A, et al. The Potential Impacts of Climate Change Factors on Freshwater Eutrophication: Implications for Research and Countermeasures of Water Management in China. Sustainability. 2016;8(3):229. doi:10.3390/su8030229.
53. Yin Y, Yang K, Gao M, et al. Declined nutrients stability shaped by water residence times in lakes and reservoirs under climate change. Sci Total Environ. 2024;953:133888.
DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v18i4.1002
© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"