Шляхи покращення екологічного стану водних екосистем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Шляхи покращення екологічного стану водних екосистем

Клименко М.О., д. с.-г. н., професор, Ліхо О.А., к. с.-г. н., доцент,

Вознюк Н.М., к. с.-г. н., доцент (Національний університет водного

господарства та природокористування, м. Рівне)

Проаналізовано причини, що сприяють розвитку деградаційних процесів водних екосистем. Запропоновано основні шляхи покращення екологічного стану малих річок в басейні Західного Бугу.

This article deals with analysis of motive defiant degradation process in water ecosystems. The basic approach to optimization of ecological condition of small rivers in basin of the Western Bug is proposed.

Басейни більшості річок України, в тому числі Західного Бугу в останні десятиріччя розглядалися виключно зі споживацьких позицій. Максимальна засвоєність водозбору обумовлювалася необхідністю отримання сільськогосподарської продукції, русло ріки використовувалося для цілей енергетики, водного транспорту і в якості водоприймача стічних вод. Якість поверхневих вод оцінювалася, як правило, зі споживчих позицій. В результаті такого підходу виникло значне перенавантаження природної буферної ємності водного середовища, погіршилася його самоочисна здатність і виникли явища, притаманні екологічній кризі - масові випадки кишкових інфекційних захворювань, замор риби, погіршення споживчих характеристик води, в першу чергу, питних.

До причин виникнення негативних явищ на річках належить порушення природного процесу надходження рідкого і твердого поверхневих стоків та їх транспортування руслом ріки. Зміни у цих процесах призвели до формування гідрологічних умов, не характерних для водних об'єктів. В наслідок цього змінилися морфометричні показники річок та значно погіршилися умови існування гідробіонтів. [1, 2]

Система «басейн малої річки», до складу якої входять русло, заплава, гідрографічна мережа, ландшафти басейна ріки належать до так званих саморегульованих систем, для яких характерна здатність до функціонування незалежно від змін зовнішніх умов. Ця система досить складна як за кількістю факторів, що обумовлюють її функціонування, так і за характером взаємодії цих факторів між собою. В зв'язку з цим, виникла необхідність встановлення існуючого екологічного стану річкової системи і визначення меж допустимого господарського втручання в екосистеми річок.

Об'єктом наших досліджень є басейн Західного Бугу. На підставі комплексного показника антропогенного навантаження (КПАН) (Клименко М.О., Ліхо О.А.) нами був визначений екологічний стан басейнів річок, які є притоками Західного Бугу - Полтви, Рати, Луги, Студянки, Золотухи, Неретви (таблиця 1). Встановлено, що басейни цих малих річок характеризуються значною антропогенною перетвореністю. На їх територіях зосереджено об'єкти, які здійснюють помітний вплив на окремі природні комплекси, що в свою чергу відображається на стані усієї «системи». Так, найбільше техногенне навантаження спостерігається в басейнах річок Студянка («катастрофічне») і Полтва («посилене»). «Незадовільний» рівень використання водних ресурсів виявлено у басейнах річок Полтва, Солокія, Студянка, Гапа; «задовільний» - у басейнах Рати, Луги, Золотухи, Неретви. Найбільш трансформованими є ландшафти в басейнах річок Луга і Студянка, що пояснюється наявністю значних площ під "нестабільними" елементами ландшафту, перш за все, під сіль господарськими угіддями і ріллею.

За результатами оцінки, першочергових природоохоронних заходів, спрямованих на відновлення екологічного стану, потребують басейни річок Полтва, Луга і Студянка. Напрям і обсяги робіт з оптимізації ландшафтної структури басейнів річок, встановлено, використовуючи методику оцінки екологічного стану басейнів річок за КПАН. Для кожного з показників, що характеризують стан ландшафтно-територіальної структури басейну ріки (лісистість, розораність, екологічно стійки території, сільськогосподарська засвоєність), на основі опорних таблиць, розроблених авторами методики для зон Полісся і Лісостепу, встановлено оптимальні значення, які характерні для стабільних річкових екосистем (таблиця 2). Оптимізація структури ландшафту басейнів річок може бути досягнута за рахунок створення системи протиерозійних захисних лісонасаджень на території всього басейну, з метою зниження активності ерозійних процесів, а також збільшення площі стабільних в екологічному відношенні територій. Порушення оптимальності співвідношення площ під стабільними та нестабільними елементами ландшафту, незадовільна робота з організації протиерозійних заходів в басейнах річок призводить до швидкого проходження поверхневого стоку, активізації ерозійних процесів і, як наслідок замулювання річок. Дуже важливе значення при цьому має той факт, що на малих річках-притоках Західного Бугу водоохоронні зони практично не виконують своїх функцій.

На підставі порівняння оптимальних і фактичних значення показників, що характеризують ландшафтно-територіальну структуру басейнів річок Полтва, Рата, Солокія, Луга, Студянка, Золотуха, Неретва, нами визначено напрям корекції структури ландшафту (табл. 2). Знак «+» свідчить про необхідність збільшення площі відповідного елементу ландшафту на

Таблиця 1

Оцінка екологічного стану малих річок басейну Західного Бугу за КПАН

КЕСЛ - коефіцієнт екологічної стійкості ландшафту;

ПВВР - показник використання водних ресурсів;

ПТН - показник техногенного навантаження;

КПАН - комплексний показник антропогенного навантаження.

буг західний екосистема

Таблиця 2

Оптимізація ландшафтної структури басейнів малих річок

відповідну величину, знак «-» свідчить про те, що площу необхідно зменшити.

Основними критеріями, що характеризують екологічний стан водного середовища ріки є: коефіцієнт звивистості, Кзв. [5]; коефіцієнт розвитку заплави, Кзапл. [1, 2]; коефіцієнт зарегульованості, Кзарег [3]; екологічна витрата води, Qек [1, 2]; екологічний індекс якості води, Iек [1, 2].

Оптимальне з екологічних позицій значення коефіцієнту звивистості дорівнює 2,0.

Від стану заплави ріки залежить біопродуктивність річкових ценозів. На території заплави під час повені відбувається обмін речовиною та енергією між руслом та суходолом. Заплава сприяє очищенню води, оновленню іхтіофауни. На підставі значення коефіцієнту розвитку заплави всі річки можна поділити на три групи:

1. - якщо Кзапл. >5,0 - річка з високою екологічною значимістю розвитку заплави;

2. - якщо 2,0 < Кзапл. <5,0 - річка з середньою екологічною значимістю розвитку заплави;

3. - якщо Кзапл. < 2,0 - річка з низькою екологічною значимістю розвитку заплави (зарегульовані річки).

Зарегульованість водних об'єктів характеризується коефіцієнтом зарегульованості стоку ріки - відношенням корисного об'єму водосховищ до стоку 50%-ної забезпеченості. Збільшення значення цього коефіцієнту свідчить про введення у дію нових водосховищ та збільшення обсягу ресурсів води. У басейні Західного Бугу функціонує 4 водосховища - Охнівське (площа водного дзеркала 11706 га, корисний об'єм 1,34 млн. м3); Хворостиське (28,0 га і 0,4 млн. м3 відповідно); Турське (1236,0 га, 21,5 млн. м3); Кортелиське (180,0 га, 4,2 млн. м3). З екологічних позицій оптимальне значення коефіцієнту зарегульованості стоку дорівнює 0,68.

Екологічна витрата води є визначальним фактором у формуванні водних екосистем. Кожній фазі гідрологічного режиму відповідають свої значення екологічних витрат, які повинні забезпечувати оптимальні умови існування гідробіонтів. Рекомендована екологічно обґрунтована витрата води річки становить 2,0 м3/с.

Під якістю води розуміють кількісну характеристику її складу та властивостей, які визначають її біологічну повноцінність - здатність забезпечити функціонування основних ценозів екологічної системи, яка сформувалася у процесі еволюції, і можливість її використання з певною метою. Однак, комплексні оцінки якості води (водогосподарська і екологічна) часто не співпадають, що і є причиною розходжень більшості класифікацій.

Водогосподарська якість води - це перелік нормативних характеристик або їх комплексу, які відповідають природному складу домішок та фізико-хімічних властивостей водного об'єкту у відповідності до вимог певного виду водокористування (питного, технічного, іригаційного, рекреаційного, рибогосподарського тощо).

Екологічна якість води - це сукупність показників, які характеризують можливість забезпечити процеси фотосинтезу, видове різноманіття біоти та біопродуктивності ценозів, що сформувалися в процесі еволюції водного об'єкту та господарської діяльності людини.

В якості екологічної норми можна прийняти оптимальні (початкові) умови розвитку мікроводоростей, які утворюють базу для первинного фотосинтезу ними органічної речовини у водному середовищі (I клас, норма, оптимум, Ульман, Альбрехт, Томас, 1947).

Клас якості води встановлюється на підставі визначення комплексного екологічного індексу. В залежності від цього можливо встановити рівень антропогенного навантаження та екологічний стан водного середовища.

Іек. =1.0, - I клас якості води, еталонний стан;

Іек. =1.0 - 3.0 - II клас якості води, стан добрий, рівень антропогенного навантаження обумовлює розхитування екосистеми;

Іек. =3.0 - 8.0 - III клас якості води, стан задовільний, рівень антропогенного навантаження викликає випадання особливо чутливих видів з екосистеми;

Іек. =8.0 - 21.0 - IV клас якості води, стан перехідний, рівень антропогенного навантаження обумовлює порушення трофічних зв'язків в екосистемі;

Іек. =21.0 і більше - V клас якості води, стан незадовільний, рівень антропогенного навантаження здатий викликати кризові явища.

У табл. 3 наведено результати оцінки за основними критеріями, що характеризують екологічний стан водного середовища річок Луга, Студянка і Золотуха.

Таблиця 3

Критерії екологічного стану водного середовища річок-приток Західного Бугу.

Наведені числові значення характеристик, що відображають екологічний стан водного середовища, свідчать про те, що в басейнах річок мають місце процеси, що призводять до порушення екологічної рівноваги водних екосистем.

З метою покращення стану водного середовища необхідно збільшити екологічну ємність водного середовища за рахунок збільшення водності і забезпечення екологічно обґрунтованих витрат. Крім цього, необхідною умовою оптимізації процесів розвитку іхтіофауни річок є формування звивистості їх русла. Це обумовлено тим, що значна кількість річок в басейні Західного Бугу каналізовані і є приймачами дренажних вод, що викликає зменшення значення коефіцієнта звивистості та погіршення умов розвитку гідробіонтів, русла, функціонування екосистеми «ріка-заплава», збереження умов відновлення іхтіофауни ріки, промивання русла та вихід на заплаву під час повені.

Для відновлення річкової екосистеми необхідно збільшити лісистість басейну до екологічно обґрунтованих норм в залежності від природно-кліматичних зон, збільшити територію заплавних луків та сформувати різновид травостою, збільшити кількість заплавних екотонів, відновити болота на відпрацьованих та перезволожених територіях, використання яких є економічно недоцільним, регламентувати господарську діяльність в межах водоохоронних зон та прибережних смуг.

Крім того, необхідно створити умови, необхідні для збереження еталонних природних ділянок - генофонду флори та фауни, вивчити умови функціонування ценозів, які формують якість води.

Таким чином, покращення екологічного стану водних екосистем можливе за умов дотримання системного підходу. Це означає, що природоохоронні заходи повинні охоплювати всі складові системи "басейн малої річки" і передбачати оптимізацію ландшафтної структури водозбірної площі та екологічного стану водного середовища.

Література

1. Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В. Відновна гідроекологія порушених річкових та озерних систем (гідрохімія, гідробіологя, гідрологія, управління). Т.1, РДТУ, 1999 - 348 с. 2. Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В., Волкова Л.А. Відновна гідроекологія порушених річкових та озерних систем (гідрохімія, гідробіологя, гідрологія, управління). Т.2, РДТУ, 1999 - 198 с. 3. Булдей Р.В. Гидромелиоративное строительство и охрана окружающей среды. - Киев: Будівельник, 1980.-200 с. 4. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. -Л.: Гидрометеоиздат,1979. - 304 с. 5. Лаликін М.В., Ревера О.З. Гідрологічні та водогосподарські розрахунки. -“Вища школа”, 1973.- 200 с.

Размещено на Allbest.ru