авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Формирование биотопов устьевой области волги под влиянием природных факторов и хозяйственной деятельности

-- [ Страница 2 ] --

Водные биоценозы Волги в районе вершины дельты, например, формируются под влиянием всего объема стока воды (в = 1). Гидробионты в меньших по водоносности водотоках развиваются в условиях в < 1. Если поступление речных вод к биотопам незатопляемых территорий равно нулю, то в биотопы территорий кратковременного затопления речные воды поступают лишь в период половодья, а доля поступающего в них стока воды не превышает 0,03WQ (3 % от среднего многолетнего объема стока воды в вершине дельты).

Развитие гидробионтов в дельтовых водоемах зависит от времени существования водообмена между ними и дельтовыми водотоками. В среднем за многолетний период в водоемы поступает от 0,7 до 2 % стока воды в вершине дельты. Водоносность дельтовых рукавов зависит от их размера и тенденции развития (Полонский и др., 1992; Полонский, 1995; Русловые процессы…, 1997; Устьевая область…, 1998). В период межени доля стока воды в небольших пересыхающих водотоках может быть ничтожно мала – 0,05, а в крупных дельтовых рукавах водотоках превышать 30% от WQ. Биоценозы устьевого взморья испытывают воздействие всего волжского стока воды, уменьшающегося на 3,3 % к морскому краю дельты вследствие интенсивного испарения (Рыбак, 1973).

На условия существования биоценозов в устьевой области Волги большое влияние оказывает сток взвешенных наносов и мутность воды. Для биотопов периодического заливания абиотическая функция стока наносов зависит от доли стока воды, выходящей на дельтовую равнину в период половодья, и соотношения между мутностью во время половодья sн и средней многолетней мутностью волжских вод в вершине дельты s0. Биотопы дельтовых водоемов испытывают воздействие стока взвешенных частиц в основном в период половодья. Доля наносов н, поступающих в водоемы, зависит от интенсивности их водообмена с водотоками дельты и в среднем изменяется в диапазоне от 0,01 до 0,04 WR. Доля стока наносов в дельтовых водотоках изменяется в зависимости от фазы гидрологического режима реки и тенденций их развития (Алексеевский и др., 1998). Наименьшие значения н характерны для биотопов заиливающихся водотоков в период межени, а наибольшие – для активизирующихся водотоков. Из общего объема стока взвешенных наносов в вершине дельты в среднем около 80% достигает устьевого взморья (Алексеевский и др., 1998).

Развитие биоценозов устьевой области Волги зависит от характеристик стока и минерализации речной воды. Доля стока химических веществ х = в(сп/с0) в конкретном биотопе прямо пропорциональна их содержанию в воде во время половодья сп и обратно пропорциональна их среднегодовому содержанию с0. Биотопы периодического заливания развиваются в условиях поступления и удержания в них около 0,8 % стока химических веществ в вершине дельты Волги. Примерно такое же поступление (0,2 - 0,5%) характерно и для дельтовых водоемов. В пересыхающие водотоки поступает не более 0,08 % волжского стока химических веществ, а в руслах постоянных водотоков в период половодья доля стока химических веществ многократно больше. В условиях засушливого климата и интенсивного испарения содержание в воде растворенных веществ возрастает. Поэтому биотопы устьевого взморья существуют в условиях повышенной минерализации волжской воды по сравнению с вершиной дельты.

Отличия биотопов устьевой области Волги в значительной мере связаны с их тепловым режимом. Наземные биотопы развиваются в условиях высоких летних и низких зимних температур воздуха. В биотопы периодического заливания весной поступает вода с температурой 3100С, которая быстрее прогревается по сравнению с относительно холодными водами дельтовых водотоков. В водоемах дельты вода испытывает продолжительное нагревание, и ее температура оказывается выше по сравнению с водотоками. Эта ситуация сохраняется и в период охлаждения водных объектов. Температура воды в дельтовых водотоках зависит от сезона года и их размера. В осенний период года биоценозы относительно небольших водотоков развиваются в условиях более быстрого понижения температур воды по сравнению с гидробионтами крупных водотоков. В весенний период рассредоточение стока воды по рукавам дельты приводит к повышению температуры воды от морского края дельты к ее вершине, что связано с отличием малых и крупных водотоков в отношении реакции температуры воды в их руслах на одинаковое поступление солнечной радиации. Поэтому на устьевое взморье поступают относительно более теплые воды по сравнению с условиями в вершине дельты. Наоборот, осенью этот процесс сопровождается общим снижением температуры воды, поступающей из дельты в пределы устьевого взморья.

Специфика биотопов в устьевой области Волги в значительной мере связана с их отличиями по глубине водных объектов. Интервал глубин, в которых существуют и развиваются популяции организмов в биотопах устья Волги, весьма широк. Наименьшие глубины характерны для биотопов периодического заливания – 1-1,5 м. Глубина дельтовых водоемов обычно больше, хотя некоторые из них пересыхают. Для постоянно существующих водоемов глубина изменяется в зависимости от фазы водного режима Волги и достигает 3,5 м. Для биотопов водотоков характерно изменение глубины от 0 до 20 м. Более узкий диапазон изменения глубин наблюдается на устьевом взморье Волги, занятом пресной водой – 1-10 м (табл. 1).

Скорость движения воды один из основных абиотических факторов, определяющих состав организмов и растительных сообществ в устьевой области Волги. На периодически заливаемой поверхности дельты Волги отсутствуют явные признаки ее размыва временными водными потоками. Следовательно, скорость движения воды в пределах этого биотопа меньше неразмывающей скорости (для характерных типов почв в дельте она не превышает 0,8 м/с). Для дельтовых водоемов характерен очень узкий интервал скоростей перемещения воды (от 0 до 0,1 м/с), обусловленный наличием стоковых или дрейфовых течений. Скорость движения воды в руслах дельтовых водотоков изменяется в более широких пределах. В руслах пересыхающих водотоков и в межень она приближается к нулевым значениям. В постоянных водотоках и в период половодья скорость водных потоков может возрастать до 1,5 м/с. Скорость движения воды на устьевом взморье изменяется в пределах 0,03-0,7 м/с. В каналах скорости движения воды составляют 0,2 м/с в межень и достигают 0,95 м/с в период половодья. В межканальных пространствах скорости течения уменьшаются соответственно до 0,03 и 0,15 м/с (табл. 1).

Продолжительность воздействия составляющих водного стока на состояние биотопов важное экологическое условие существования биоценозов устьевой области Волги. После заполнения Волгоградского водохранилища средняя многолетняя продолжительность половодья уменьшилась до 86, а продолжительность межени возросла до 279 дней. В этих условиях биоценозы периодически заливаемых территорий (полоев) испытывают влияние речного стока в течение 86-140 дней. Максимальная продолжительность воздействия стока соответствует периоду времени от начала заливания местности до полного пересыхания полоев. Для биотопов пересыхающих водоемов и водотоков это воздействие существует в течение всего половодья, а для постоянных водных объектов – в течение всего года. Круглогодичное влияние речного стока испытывают и биотопы устьевого взморья (табл. 1).

Во второй главе выполнен геоэкологический анализ природных условий существования популяций организмов в устьевой области Волги и влияния техногенных нагрузок на их развитие.

Обобщение опубликованных материалов и собственных данных позволило установить, что особенности биоценозов устьевой области в значительной мере обусловлены климатическими характеристиками района исследований. Для ее территории характерна большая сумма положительных температур, а отношение зональной годовой испаряемости к сумме осадков превышает 3, что соответствует условиям засушливого климата (Вознесенская, Бесчетнова, 2002). Климатические условия существования одинаковых биотопов в разных частях устьевой области Волги неодинаковы. С северо-запада на юго-восток континентальность климата убывает, что отражается на изменении абиотических условий существования популяций растительных и животных сообществ. В теплое время года климатическая дифференциация дельты реки обусловливает преимущественное сосредоточение биотопов пересыхающих водоемов и водотоков в ее периферийных юго-восточных районах.

Геологические и геоморфологические особенности устьевой области Волги (Нижняя Волга, 2002; Рачковская, 1951; Рогов, 1986; Русаков, 1990; Свиточ, Янина, 1994; Эстуарно-дельтовые.., 2007 и др.) определяют орографические, гидрографические и литологические условия существования растительных и животных сообществ этого уникального природного объекта. Они изменяются в зависимости от рельефа местности, объема и состава дельтовых отложений, числа и густоты дельтовых водотоков, скорости миграции морского края дельты и колебаний уровня Каспийского моря. В результате возникают азональные типы ландшафтов, специфика почвенного покрова территории, особые условия существования наземных и аквальных биоценозов в устье Волги. Они отличаются для стародельтовой, центральной и приморской зон в пределах дельтовой равнины. В частности, специфика почв и их комбинаций в дельте реки оказывает существенное влияние на развитие растительности и гидробионтов, а также химический состав вод в наземных биотопах устьевой области Волги (Тарасов, Бесчетнова, 1987; Шарова, 1999).

Экосистема устьевой области испытывает прямое и (или) косвенное влияние со стороны большого числа видов техногенных нагрузок (табл. 2), которые влияют на величину и изменчивость составляющих речного стока, а также разнообразные гидрологические процессы, изменяющие состояние биотопа и условия существования водных биоценозов.

Таблица 2

Типизация антропогенных нагрузок на биотопы устьевой области Волги

Тип нагрузки Район воздействия Объект воздействия Фактор воздействия Начало воздействия
Изменение стока Изменение процесса
Регулирование стока Внешняя речная граница Устье реки Объема стока, внутригодовое распределение стока воды, наносов и взвешенных веществ Заливание дельты, водообмен между водотоками и водоемами дельты, развитие дельтовых водотоков, смешение вод на устьевом взморье 1956 г.
Распределение стока Устьевая область Западная и восточная часть дельты Распределение стока воды, наносов и растворенных веществ между западной и восточной частями дельты Заливание дельты, водообмен между водными объектам западной и восточной частей дельты, соотношение морских и речных факторов устьевых и русловых процессов 1973 г.
Безвозвратное водопотребле-ние Внешняя речная граница, устьевая область Устье реки, системы дельтовых водотоков, отдельные водотоки и водоемы Уменьшение поступления стока воды, наносов и растворенных веществ в водотоки Отмирание водотоков и водоемов, заиление русел водотоков 1950 г.

Продолжение таблицы 2

Обвалование русел водотоков Устьевая область Системы дельтовых водотоков, отдельные водотоки и водоемы Распределение стока воды, наносов и растворенных веществ между системами водотоков, водотоками и водоемами дельты Снижение проточности, зарастание, заиление и отмирание водотоков и водоемов дельты с ХIX в.
Дноуглубление Дельта Системы дельтовых водотоков, отдельные водотоки Перераспределение стока воды, наносов и растворенных веществ Активизация систем дельтовых водотоков, активизация и отмирание отдельных водотоков с ХIX в.
Водный транспорт и рыбное хозяйство Внешняя речная граница, устьевая область Устье реки, системы дельтовых водотоков, отдельные водотоки Перераспределение стока воды, наносов и растворенных веществ в системах дельтовых рукавов, между отдельными водными объектами Активизация и отмирание дельтовых водотоков, водообмен между искусственными и естественными водотоками дельты, функционирование водных экосистем с ХIX в.

Наиболее мощный фактор изменения абиотических условий в устьевой области связан с гидротехническим строительством (Горбунов, 1968, 1976; Катунин, Кузин, 2005; Чуйков и др., 1996) и началом эксплуатации Волгоградского гидроузла, влияющей на сток наносов, химических веществ, тепла и на водный режим. Создание Волжского вододелителя – фактор техногенного изменения абиотических условий в западной и восточной частях дельты (Катунин и др., 1971; Михайлов, 1997). Изъятие стока для орошения достигало максимума в 80-е годы ХХ в., когда объем безвозвратного водопотребления достигал 3,0 км3/год (Шарова,1999). В настоящее время, по данным отдела водных ресурсов Астраханской области, он не превышает 0,93 км3/год. Орошаемое земледелие тяготеет к малым водотокам, куда сбрасываются возвратные воды с сельскохозяйственных угодий. Они оказывают негативное влияние на качество волжских вод.

Состояние биотопов постоянных водотоков и судоходных каналов на устьевом взморье зависит от интенсивности и масштабности их обвалования и углубления с целью улучшения условий судоходства (Кузин, 2005). В 1985 г. объемы дноуглубительных работ только в пределах рукава Бахтемир достигли 3,2 млн. м3, в 1994 г. они не превышали 0,083 млн. м3, а в 1996 г. составили 1,7 млн. м3 (Катунин и др., 2003; Русловые..., 1997). Созданные в условиях уменьшения водоносности Волги и падения уровня Каспийского моря каналы-рыбоходы за последние десятилетия утратили роль фактора увеличения интенсивности водообмена, улучшения условий существования водных биоценозов. Увеличение притока воды и наносов, повышение уровня моря в 1978-1995 гг. изменили гидрологический режим каналов-рыбоходов вследствие их заиления и занесения минеральными частицами. Поддержание каналов-рыбоходов в рабочем состоянии требовало выполнения дноуглубительных работ в объеме 5,0-13,0 млн. м3/год (до 1994 г.). В 1998 г. дноуглубление Кировского, Кулагинского, Гандуринского и Иголкинского каналов производилось в объеме 405,0 тыс. м3 отложений (Катунин и др., 2003). Одновременно с дноуглублением выполнялся выкос водной растительности, что отражалось на естественном состоянии макрофитов в пределах устьевого взморья. Однако решающее влияние на биоценозы устьевого взморья и дельты оказала природная и техногенная изменчивость речного стока.

Третья посвящена детальному анализу пространственно-временной изменчивости гидрологических факторов устьевой области Волги.

На основе обобщения данных Астраханского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды установлено, что средний многолетний объем стока воды в вершине дельты не обнаруживает трендов, связанных с изменением природных условий в бассейне реки или хозяйственной деятельностью, что подтверждает выводы, полученные ранее (Круглова и др., 1994; Устьевая область.., 1998).

За период 1940-2005 гг. средний многолетний расход воды Волги у Верхнего Лебяжьего составил 7654 м3/с (WQ = 241 км3/год). В период естественного стока (1881 – 1955 гг.) объем стока воды был равен 245 км3/год. После заполнения водохранилища Волжской ГЭС (1961 г.), расположенного в 450 км выше вершины дельты Волги биоценозы устьевой области Волги развивались в условиях ежегодного поступления в дельту 247 км3 воды (Алексеевский и др., 2004). В 1994-2005 гг. оно возросло до 261 км3/год (табл.3).

Таблица 3

Изменчивость стока воды в вершине дельты Волги

(Устьевая область…, 1998 с дополнениями автора за 1994-2005 гг.)

Годы Объем стока по сезонам, км3/ % Средний многолетний годовой сток воды, км3/ % Период половодья
        1. IV-VI
VII-XI XII-III Объем стока, км3 Продолжительность, сутки
1881-1955 127,2 52 85,8 35 31,9 13 245 100 - -
1941-1955 133,7 54 84,2 33 33,2 13 252 100 150 116
1956-1960 116,5 49 70,0 29 51,5 22 238 100 116 98
1961-1993 101,4 42 77,2 32 64,4 26 243 100 90 74
1994-2005 111,7 42,8 83,7 32,1 65,6 25,1 261 100 112 98


Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.