Главная | Устройство рыб | Происхождение рыб | Красная Книга Украины | Законодательство | Статьи | Источники  

АКВАРИУМ:
Типы аквариумов
Методы фильтрации
Подогрев воды
Освещение и аэрация
Оформление аквариума
Вода в аквариуме
Семейства рыб
Подбор и покупка рыб
Кормление рыб
Болезни рыб
Разведение рыб







 

Статьи / Причины сокращения численности и исчезновения рыб / Физическое воздействие / Зарегулирование стока

 
 
 

Зарегулирование стока


Физические формы антропогенного воздействия весьма разнообразны и связаны как с прямым уничтожением рыб и их место-обитании, так и с косвенным их угнетением.

Зарегулирование стока. Этот процесс обусловлен созданием плотин и водохранилищ, что влечет за собой сезонное, суточное или многолетнее перераспределение стока. История создания плотин и водохранилищ исчисляется тысячелетиями. Первые из них были созданы в Древнем Египте за 3 тыс. лет до н. э. и на Ближнем Востоке за 2, 5 тыс. лет до н. э.

В настоящее время в мире насчитывается около 13 тыс. (в бывшем СССР около 4 тыс.) водохранилищ объемом более 1 млн. м3, из них 2442 (в бывшем СССР - 237) имеют объем более 100 млн. м3.

В результате строительства водохранилищ зарегулирован сток большинства рыбохозяйственных рек мира. Еще более негативное воздействие гидростроительства сказывается при создании каскада плотин (например, на Волге 11 плотин). В бассейне реки Колумбия имеется 160 плотин, а всего на тихоокеанском побережье США гидростроительством охвачено 92 % рек.

Зарегулирование стока рек резко изменяет их гидрологические характеристики и приводит к превращению лотических экосистем в лимнические. При этом происходит исчезновение или резкое сокращение численности и ареалов реофильных и диадромных рыб. Плотины резко изменяют условия миграций рыб. Нерестовые миграции против течения приостанавливаются плотинами, что ведет к прекращению естественного воспроизводства, а покатные заканчиваются гибелью рыб в турбинах ГЭС и в водохранилище. У туводных рыб вместо единого стада образуются два стада - выше плотины и ниже ее. Зарегулирование стока, как правило, ведет к разрушению популяционной системы воспроизводства проходных и многих жилых видов рыб.

Анадромная миграция рыб в зарегулированных реках прекращается под первыми плотинами в каскаде гидроузлов. Величина наносимого ущерба зависит от доли нерестилищ, утраченных вследствие гидротехнического строительства. При этом зарегулирование стока в нижних участках рек имеет особенно негативные последствия, угрожая исчезновением или резким сокращением отдельных популяций и видов (проходных или полупроходных). Например, на Волге для проходных рыб после строительства Волгоградской плотины (около 700 км от моря) оказались отрезанными практически 100 % нерестилищ белорыбицы и белуги, 85 % осетра и 70 % проходных сельдей. Из 3600 га естественных нерестилищ осетровых осталось только 395 га. Лишь на двух плотинах (Волгоградской и Саратовской) есть рыбопропускные сооружения. Однако заиленность большей части вышележащих нерестилищ и отсутствие течения делают пропуск осетровых через эти сооружения практически бесполезным.

При зарегулировании стока в условиях каскада водохранилищ на участке "река-водохранилище-река" трижды происходит резкое изменение видового и количественного состава покатной молоди рыб:
в зоне выклинивания подпора уровня водохранилища - гибель реофилов;
в самом водохранилище - увеличение числа лимнофилов и массовый вынос пелагических рыб через плотину;
в нижнем бьефе гидроузлов-гибель молоди при скате через турбины ГЭС - из-за баротравмы при перепаде гидростатического давления.
Так, например, из 19 видов среди покатной молоди в р. Или выше Капчагайского водохранилища ниже плотины Капчагайской ГЭС остается только один судак;
при этом его численность катастрофически снижается.

Не только плотины, но и само регулирование стока в течение суток или сезона оказывает мощное влияние на рыб. Так, регулирование в течение суток вызывает резкие колебания уровня воды, ведет к осушению прибрежных мелководий и к гибели икры и молоди рыб.

Особенно сильное влияние оказывают сезонная деформация стока, его межсезонное перераспределение и уменьшение весеннего паводка, приходящегося на период нерестовых миграций и размножения рыб. При этом снижаются стимулирующее воздействие стока и привлечение в реку физиологически подготовленных производителей; исключается затопление береговых нерестилищ в реке, своевременное залитие поймы рек, где не только нерестятся, но и нагуливаются многие виды. Напротив, зимние попуски, когда рыбы не находятся в состоянии миграционной активности, провоцируют движение производителей против течения, их подъем с мест зимовки, последующее утомление, скат, нарушение гаметогенеза и резорбцию икры.

Так, например, в Волге сток в весеннее половодье уменьшился с 135, 4 км3 (1930-1955 гг.) до 98, 3 км3 (1960-1986 гг.), а продолжительность паводка - с 83 до 53 дней. В то же время произошло двукратное увеличение зимнего стока-с 30, 3 до 64, 3 км. В результате около 30 % производителей русского осетра, зимующего под плотиной, теряет способность к воспроизводству.

Для воспроизводства важна не общая величина годового объема стока, а величина стока, необходимого для привлечения из моря готовых к размножению производителей, их пропуска по реке, залития нерестилищ, обеспечения нереста, развития икры, нагула молоди и ее покатной миграции в море. Поэтому величина весенних рыбохозяйственных попусков имеет принципиальное значение для воспроизводства рыб. Ретроспективный анализ материалов за ряд лет показал, что объемы вылова осетровых при увеличении весеннего половодья с 60-70 до 121-130 км3 возрастают в 3, 9, а у полупроходных - в 2 раза. Оптимальной считается величина рыбохозяйственного попуска в 120 км3, а минимально допустимые требования рыбного хозяйства к водному режиму выполняются при объеме весеннего стока 90 км3 (табл. 1.1.1).

Таблица 1.1.1. Зависимость промыслового возврата рыб (тыс. т) от объема весеннего половодья (апрель - июнь, р. Волга)

Объем половодья, км3 Осетровые Полупроходные Всего
61-70 3,3 43 46,3
71-80 5,9 50 55,9
81-90 8,1 57 65,1
91-100 9,8 64 73,8
101-110 11, 3 72 83, 3
111-120 12,4 80 92,4
121-130 13,0 86 99,0
131-140 13,5 93 106,5

Для многих речных систем, где население активно осваивает пойму рек, отрицательное воздействие имеет обвалование русла рек или его спрямление. Эти действия также ведут к сокращению площадей нерестилищ и мест нагула рыб.

В настоящее время плотинами зарегулирован сток многих крупных и средних озер. В бывшем СССР их площадь составляет около 6 млн. га (Байкал, Севан, Ильмень, Псковско-Чудское и др.). Негативные последствия зарегулирования стока здесь менее заметны, но все же имеют место и порой могут оказывать существенное влияние на численность ряда видов рыб. Так, например, строительство плотины Иркутской ГЭС на Ангаре вызвало незначительное повышение уровня оз. Байкал. Однако это привело к увеличению глубин над песчаными косами, отделявшими мелководные, наиболее продуктивные прибрежные участки озера ("соры"). Результатом явилось увеличение их водообмена за счет ветровых течений с более холодной пелагической частью озера и, как следствие, уменьшение продуктивности и снижение численности популяций таких рыб, как омуль, байкальские широко лобки и др.

Водопотребление. Количество воды для обеспечения потребностей развивающегося хозяйства и растущего населения на Земле непрерывно увеличивается. Уже сейчас оно составляет более 10% от полного речного стока Земного шара (38830 км3). В России и странах ближнего зарубежья водопотребление достигло 350 км3 (8 % от речного стока), при этом почти половина этого количества расходуется на нужды сельского хозяйства.

Крупномасштабное водопотребление ведет как к непосредственному, так и косвенному уничтожению рыбных ресурсов.

Непосредственное уничтожение связано с гибелью мелких рыб, главным образом молоди в водозаборных сооружениях. Строительство этих сооружений приводит к созданию искусственных водотоков, и процесс попадания в них рыб столь же закономерное явление, как и покатная миграция в естественных условиях (Павлов, Пахоруков, 1983). Число водозаборов на водоемах бывшего СССР превышало 30 тыс. Только в Астраханской области водозаборы на Волге (более 3 тыс. крупных и средних водозаборов) уничтожают 14 млрд. молоди рыб, что в 5 раз превышает выращиваемую в нерестово-выростных хозяйствах. Мощные морские водозаборы АЭС начинают оказывать все большее влияние и на морскую фауну.

Косвенное уничтожение связано с гибелью среды обитания. В зависимости от масштабов изъятия стока оно ведет к гибели речных и эстуарных экосистем, к деградации или даже к гибели экосистем концевых водоемов - внутренних морей, к снижению численности популяций отдельных видов и к их исчезновению.

Хотя в среднем водопотребление по стране составляет 8 % от общего стока, по отдельным рекам эта цифра значительно колеблется. Наиболее велика она для южных рек, приближаясь в некоторых случаях к 100% (табл. 1.1.2).

Приведенные данные являются средними. Учитывая, что отклонения по величине стока в отдельные годы в рассматриваемых реках составляют 69-117 %, эти цифры для маловодных лет могут быть значительно выше. Так, по р. Урал могут составлять не 27, а 79%.

Особенно пагубно крупномасштабное водопотребление сказывается на концевых водоемах - на внутренних морях. Оно ведет к снижению уровня, исчезновению мелководий, увеличению солености, ухудшению кормовой базы, изменению условий нагула и размножения многих видов рыб, к исчезновению многих гидробионтов, а также к гибели эстуариев рек, а в некоторых случаях и всей морской экосистемы. Примерами подобного рода являются Каспий и Арал. Это бессточные водоемы, и тенденция снижения уровня здесь тем больше, чем больше величина безвозвратного изъятия стока и чем меньше общая величина речного стока.

По данным бывшего Минрыбхоза СССР, уровень Каспия, составляющий -28, 5 м, с точки зрения интересов рыбного хозяйства

Таблица 1.1.2. Некоторые показатели водопотребления в бассейне Каспийского и Аральского морей

Водоем Среднемноголетний сток, км3 Испарение и другие потери, км3 Безвозвратное водопотребленне, км3 Сумма безвозвратного водопотребления и потерь в 1985 г.
км3 %
Волга 254,0 6,7 19,0 25,7 10,1
Кура 26,8 2,3 16,1 18,4 68,8
Терек 11,0 1,2 6,2 7,4 67,3
Урал 10,1 0,3 2,5 2,8 27,3
Басс. Каспийского моря 311,9 10,5 43,8 54,3 17,4
Амударья 69,5 4,9 54,7 59,6 85,8
Сырдарья 37,0 4,5 30,7 35,2 95,1

является критическим; его дальнейшее снижение грозит исчезновением ценных видов рыб. К 1991 г. уровень в Каспии поднялся до отметки -27, 25 м, т. е. на 1,8 м против минимального (-29,03 м) в 1977 г. Как долго будет иметь место эта благоприятная для моря ситуация, неизвестно. В 30-е годы за 8 лет уровень упал на 1,3 м с потерей в среднем 50 км3 воды в год. Возможно, от критической ситуации для рыбного хозяйства нас отделяет всего 5 лет. Поэтому аргументировать дальнейший рост водопотребления (на перспективу до 2005 г.) начавшимся подъемом уровня Каспия категорически нельзя. Для такого заключения необходимо иметь новую апробированную методику долгосрочного прогнозирования.

Удручающим примером катастрофического влияния роста водопотребления на концевой водоем является судьба Арала и его обитателей. В 1951-1960 гг. в Арал ежегодно поступало в среднем 58, 4 км3 воды, а водозабор составлял около 50 км3.С начала 60-х годов приток начал резко сокращаться:
60-70-е годы - 43, 3 км3,
70-80-е-16, 7;
в начале 80-х годов-2;
в 85-87-е годы отсутствовал (по другим данным, 0, 9 км3).
В результате уровень моря упал более чем на 12, 5 м, площадь сократилась с 66 000 до 45 000 км2, береговая линия отступила местами на 60-80 км, объем сократился с 1062 до 422 км3, а соленость поднялась с 10,4 до 26?/оо (1988). К 1978-1982 гг. произошла почти полная смена фауны. При повышении солености до 12?/оо исчезли 20 аборигенных видов рыб (осталось 4 вида акклиматизантов - атерина, бычок-бубырь, камбала, колюшка). Исчезли богатые озерные системы дельт Амударьи и Сырдарьи (их площадь 9 тыс. км2). В 1988 г. Малое море отделилось от основной котловины Арала.

Каковы же критические величины изъятия стока рек и уменьшения притока в концевые водоемы? Этот вопрос является важным для охраны многих видов рыб. Однако специальных исследований в этом отношении очень мало. По экспертным оценкам, эта величина колеблется от 4 до 15 %. Так, например, по данным Одесского отделения Института биологии южных морей Украины, верхняя граница допустимого безвозвратного (по отношению к морю) водопотребления в бассейне Азовского моря составляет 12-15% речных вод при среднемноголетнем стоке. Сокращение стока на 20-25 % считается критическим, так как экосистема переходит в другое состояние. Здесь эта величина определяется прежде всего осолонением Азовского моря за счет сокращения пресноводного стока и притока соленой черноморской воды.

На Аральском море исчезновение местных видов рыб наступило после уменьшения величины стока на 26 % (при среднем годовом стоке 43, 3 % за 1960-1970 гг.).

Величина безвозвратного изъятия стока на Волге составляет 10 %, и негативные последствия водопотребления уже ощущаются. Поэтому верхняя граница безвозвратного водопотребления, видимо, не должна превышать 5-10 % от среднемноголетнего стока реки.

Одним из следствии водопотребления является снижение уровня воды в водоеме. В верхних участках бассейнов рек даже водопотребление из подземных источников часто ведет к исчезновению болот, источников, ручьев и малых рек и, естественно, к исчезновению их обитателей. В озерах снижение уровня порой также приобретает катастрофические масштабы. Так, на оз. Пирамид (штат Невада) с начала века уровень воды упал на 25 м, в результате чего резко сократилась численность эндемика Chasmistes cujus, на оз. Севанна 18 м, что привело к катастрофическому сокращению численности эндемичного вида - севанской форели Salmo ischchan - и к полному исчезновению одной из ее форм - зимнего ишхана.

Водопотребление из водохранилищ и зарегулированных озер для нужд гидроэнергетики ведет к периодическому колебанию уровня воды и, как следствие, к повышению мутности, осушению нерестилищ, гибели икры и молоди, к сокращению численности и гибели ряда видов рыб.

Турбины ГЭС. При скате через турбины рыбы подвергаются механическому воздействию, влиянию перепада гидростатического давления (перенасыщение воды растворенными газами), кавитации и гиперсатурации. Смертность рыб зависит от типа турбины, высоты напора, скорости вращения рабочего колеса, величины перепада давления в турбине, величины зазора между направляющими лопастями и лопастями рабочего класса.

Повреждения рыб при скате через турбины делятся на:

  1. механические - рваные, рубленые раны тела, ссадины, обрывы плавников и других частей тела, нарушение чешуйного покрова - в основном результат непосредственного контакта рыб с твердыми предметами или воздействий сильной турбулентности воды;
  2. барические (баротравмы) - разрыв плавательного пузыря или его увеличение, кровоизлияния в тканях и органах, выпучивание глаз, выворачивание желудка через ротовую полость, пузырьки газа в тканях - результат воздействия резкого перепада гидравлического давления; от гиперсатурации - появление пузырьков газа на внешних покровах тела, во рту, жабрах, в плавниках и в кровеносных сосудах;
  3. поведенческие-изменение ориентации и распределения рыб в пространстве, изменение их двигательной активности, реакций на различные раздражители и другие - результат воздействия разнообразных факторов на рыб при скате из водохранилищ. Наиболее типичные повреждения рыб связаны с баротравмами, а для половозрелых и крупных особей также и с механическими травмами.

Особенно массовым бывает поражение молоди. Так, на р.Или через Капчагайскую плотину в июле 1973 г. за сутки скатилось несколько миллионов судака длиной 30-120 мм. При этом 80% рыб сразу после ската погибли. Даже на средненапорных плотинах высотой не более 15-20 м наблюдается массовая гибель личинок и мальков рыб при скате через турбины из-за баротравмы плавательною пузыря. Влияние гидроэлектростанций начинает распространяться и на морских рыб в связи с расширяющимся строительством приливно-отливных низконапорных ГЭС.