Новости

Вместе мы добьемся большего

Учредители, члены правления и устав ПСКК

Составы первичных организаций

Материалы конференций ПСКК (отчеты, заявления, обращения, решения)

Статьи

Премии, дипломы, грамоты

Презентация, балы

Рекламный буклет



        660049, Красноярск, проспект Мира, дом 82, СибГТУ, офис Ц-6, ПСКК
тел/факс (3912) 66-03-98,
тел. 21-67-58
E-mail: mediasecret@list.ru



   

 

БИОМАНИПУЛЯЦИЯ ТРОФИЧЕСКИМИ ЦЕПЯМИ В ПРИРОДНЫХ ВОДОЁМАХ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ
М.И.Гладышев

Glagyshev

      Одной из причин резкого ухудшения качества природных вод со второй половины XX века явилось «цветение» озер и водохранилищ цианобактериями. Массовое развитие цианобактерий делает воду непригодным для пищевого и технического использования, снижает рекреационный потенциал водоема, поскольку образующиеся при «цветении» токсины вызывают заболевания кожи и органов пищеварения у людей и животных. Для борьбы с «цветением» первоначально использовались физико-химические методы, но они оказались дорогостоящими и малоэффективными. В конце семидесятых годов в США и Западной Европе была начата разработка биологических методов борьбы с «цветением», получивших название биоманипуляции "top-down". Биоманипуляция основана на гипотезе трофического каскада, согласно которой увеличение биомассы хищных рыб в водоеме приводит к снижению биомассы планктоядных рыб, вследствие чего размножаются крупные организмы зоопланктона (дафнии) и поедают цианобактерии, препятствуя возникновению «цветения». Однако, при проведении на природных озерах практических биоманипуляций, успех (снижение биомассы цианобактерий) был достигнут лишь в 20% случаев. При этом в ряде озер даже при положительном эффекте биоманипуляции трофический каскад не работал, то есть биомасса дафний не менялась.
Нами была выдвинута гипотеза, что биоманипуляция может основываться на снижении прямого стимулирующего воздействия планктоядных рыб на цианобактерии. В лабораторных экспериментах нами было установлено, что при прохождении через кишечник карася некоторые виды цианобактерий не только сохраняют жизнеспособность (это было хорошо известно ранее), но и в несколько раз увеличивают фотосинтетическую активность и скорость роста. Для проверки гипотезы о прямом стимулирующем эффекте планктоядных рыб на «цветение» водоема была создана специальная эколого-математическая модель. Как показали расчеты, снижение численности планктоядных рыб, например, карася, может привести к снижению биомассы цианобактерий даже в водоеме, в котором отсутствуют крупные дафнии, являющиеся, по общему мнению, необходимым звеном биоманипуляции.
С учётом результатов многолетнего экологического мониторинга, лабораторных экспериментов и математического моделирования были подготовлены и осуществлены практические мероприятия по проведению биоманипуляции в обход трофического каскада. Для первой в России и СНГ биоманипуляции был выбран социально значимый рекреационный водоём - водохранилище на р. Бугач (озеро-парк Октябрьское), расположенном в черте г. Красноярска. Весной и летом в водохранилище была интродуцированна щука из расчёта 1 экз. взрослых особей на гектар и 300 личинок на гектар. Инкубация икры и подращивание личинок щуки было проведено в специально созданной в Институте биофизики СО РАН полупромышленной лабораторной установке. Также в водохранилище осуществлялся лов карася закидным неводом.
В результате проведенных мероприятий численность карася снизилась в два раза (рис. 1а). Климатические условия 2002 г. существенно не отличались от таковых в предшествующий пятилетний период (рис. 1б). Численность дафний в водохранилище в 2001-2002 гг. практически равнялась нулю. Тем не менее, в 2002 г. после проведенных мероприятий, биомасса сине-зеленых во второй половине лета впервые за пять лет наблюдений снизилась практически до нуля (рис. 1в). Прекращение "цветения" и снижение биомассы произошло в разгар купального сезона, то есть в пик летних температур (рис. 1б), благоприятствующих росту цианобактерий, и отдыхающие на водохранилище (озере-парке) горожане Красноярска впервые за многие годы купались в чистой воде. Положительный эффект биоманипуляции наблюдался в течение четырёх лет, вплоть до 2005 г.
Таким образом, показано, что биоманипуляция "top-down" в водоемах, в которых отсутствуют крупные дафнии, может привести к положительному эффекту - ликвидации "цветения" цианобактерий в обход трофического каскада. Подготовлена и проведена первая в России и СНГ биоманипуляция, в результате которой было ликвидировано позднелетнее «цветение» цианобактерий в рекреационном водохранилище. Разработанная и апробированная технология улучшения качества воды биологическими методами может быть рекомендована для применения на других рекреационных водоёмах г. Красноярска и всей Сибири.

 

 

       Рис. 1. Численность карася (а) в водохранилище на реке Бугач перед биоманипуляцией (1999-2001) и после биоманипуляции (2002-2003), температура воды (б) и биомасса цианобактерий (в, мг/л) в водохранилище в годы, предшествующие биоманипуляции (1997-2001, синие линии), и в год проведения биоманипуляции (2002, красные линии).