Поиск - новости науки и техники

Волжские страдания. Тольяттинские ученые наметили пути оздоровления великой русской реки.

Красавица-Волга, матушка-Волга… Каких только трогательных названий ни придумали для этой реки наши предки! И старались беречь полноводную кормилицу, один из главных символов страны. Не то в наше время. Сегодня крупнейшая водная артерия испытывает серьезную антропогенную нагрузку. Как снизить ее, создать условия для сохранения, воспроизводства и рационального использования биологических ресурсов Волги? Эти вопросы – в центре внимания ученых Института экологии Волжского бассейна (ИЭВБ) РАН, отмечающего в нынешнем году юбилей. 30 лет назад в Тольятти на базе Куйбышевской биостанции Института биологии внутренних вод АН СССР было создано новое академическое учреждение. О результатах, которых достигли его специалисты в последние годы, нашему корреспонденту рассказывает директор ИЭВБ, член-корреспондент РАН, профессор Геннадий Розенберг.

– Чтобы представить масштабы нашей деятельности, напомню некоторые в общем-то известные факты, – говорит Геннадий Самуилович. – Волга – самая большая река в Европе. Ее протяженность – 3,5 тысячи километров, в нее впадают 2,6 тысячи рек и речек. Ежегодно в Каспийское море она приносит 250 кубокилометров воды. Общая площадь ее бассейна – 1,36 миллиона квадратных километров, что составляет 62% европейской части нашей страны. На этой территории проживают более 40% населения России, производятся 45% всей промышленной и 50% сельскохозяйственной продукции.
– Последнее обстоятельство, видимо, не лучшим образом отражается на состоянии Волги?
– К сожалению, это так. Расположенные на берегах предприятия используют реку в качестве бесплатного приемника сточных вод. Ежегодно в Волгу и ее притоки сливается до 20% от общего их объема в России, в атмосферу густонаселенных городов Поволжья попадает почти 30% всех вредных веществ от общей массы выбросов в стране. Нельзя не отметить и такой экологический фактор. В окрестностях реки во второй половине прошлого века было проведено 26 “мирных” ядерных взрывов (для решения проблем народного хозяйства страны). Следствием всех этих серьезных антропогенных нагрузок стало стойкое загрязнение воды и донных отложений.
На Волге построено 11 плотин. Общая протяженность образованных ими водохранилищ достигает трех тысяч километров, объем – 144 кубокилометра. Под водой оказалось свыше 20 тысяч квадратных километров плодородных пойменных земель. Все это привело к тому, что естественная речная экосистема превратилась в техногенную, близкую к озерной. И последние десятки лет во время весеннего половодья и при летне-осенних дождевых паводках в реку смывается вся грязь с водосбора.
– Такие преобразования, наверное, неблагоприятно сказались и на речных обитателях?
– Безусловно. Зарегулирование стока гидротехническими сооружениями, по сути, обернулось крупномасштабной экологической катастрофой, которая коренным образом изменила условия существования природных объектов Волжского бассейна. Это вкупе с загрязняющими вливаниями в воду и избыточным выловом рыбы привело к существенному снижению объемов и качества промысловых пород. Утеряны самые ценные виды осетровых, сельдевых, лососевых, изменились условия миграций тех из них, которым удалось сохраниться. Движение на нерест против течения приостанавливается плотинами, это ведет к прекращению естественного воспроизводства. А рыбы покатных видов (движущихся по течению) гибнут в турбинах гидроэлектростанций. После возведения в 1950-х годах плотины Волжской ГЭС (около 700 километров от Каспийского моря) оказались отрезанными практически 100% нерестилищ белорыбицы и белуги, 85% – осетра, 70% – проходных сельдей. Из 3,6 тысячи гектаров естественных нерестилищ осетровых осталось 400! Лишь на двух плотинах (Волжской и Саратовской) есть рыбопропускные сооружения. Однако эффект от них практически нулевой, потому что большая часть нерестилищ заилена, осетровые туда не попадают. Современное крупномасштабное водопотребление ведет как к непосредственному (связанному с гибелью мелких рыб, в основном молоди), так и к косвенному (утрата среды обитания) уничтожению ценных рыбных ресурсов.
Поэтому для устойчивого эколого-экономического развития территорий Волжского бассейна особую актуальность имеют точная оценка и постоянный мониторинг воздействия различных факторов на водные экосистемы. Соблюдение этих условий требует компетентных управленческих решений. Необходимо информационное обеспечение, в частности, разработка показателей техногенного воздействия на экосистемы, критериев оценки их состояния.
– Как исследования академических ученых помогают решать конкретные задачи спасения и оздоровления реки?
– Сотрудники института изу­чают структурно-функциональную организацию природных комплексов бассейна реки Волги, механизмы адаптации гидробионтов (организмов, обитающих в воде), устойчивость водных и наземных экосистем в условиях естественной и антропогенной трансформации среды. Особую роль у нас играют методы биоиндикации и биомониторинга, позволяющие отследить возможное негативное действие самых разных факторов, например, хронического загрязнения водоема тяжелыми металлами, пестицидами, радионуклидами. Именно интегральный подход с использованием комплекса этих методов оказался наиболее эффективным для оценки устойчивого развития территорий разного масштаба.
В институте создали экспертную информационную систему “REGION” (основные разработчики – доктор биологических наук Владимир Шитиков и кандидат биологических наук Наталья Костина). Благодаря этой системе впервые реализовалась динамическая модель территории, отражающая пространственно-временную структуру, состояние и взаимосвязи между отдельными элементами экосистемы. Объектом анализа может быть как отдельная административно-территориальная единица (город, область, край, республика), так и любая часть земной поверхности (природно-климатическая зона, бассейн реки). Созданы экспертные системы для Волжского бассейна в целом, Самарской области, города Тольятти, карьера “Яблоневый овраг” на территории национального парка “Самарская Лука”. Ведем работы для объектов в Ульяновской и Нижегородской областях, в Республике Башкортостан.
Еще в конце 1990-х годов была проведена комплексная оценка первичной биологической продуктивности Волжского бассейна. Полученные зависимости позволили спрогнозировать ее изменения при возможном потеплении климата. Результаты оказались любопытными. Например, в 2030 году при повышении средней температуры июля по бассейну на 2оС и осадков на 110 мм рост биопродуктивности на территории бассейна составит 2,4 тонны на гектар в год. А в 2050-м при увеличении средней температуры июля на 2,8оС и среднегодовых осадков на 170 мм можно получить 3,4 тонны на гектар в год (почти на 30% больше по сравнению с началом отсчета).
– Занимается ли институт изучением влияния человеческой деятельности на качество воды и состояние водных обитателей?
– Разумеется, это тоже входит в число наших задач. Мы оценили воздействие загрязнения водной среды на процесс естественного воспроизводства рыб средней и нижней Волги. Выяснили, скажем, что в 1988 году увеличение концентрации вредных веществ в речной воде стало причиной кумулятивного политоксикоза – массового заболевания осетровых, которое привело к резкому сокращению их численности в Каспийском море.
Экологи под руководством доктора биологических наук Игоря Евланова изучили морфологические уродства у личинок и половозрелых видов рыб волжских водохранилищ. (Следует отметить, что у последних такие патологии обнаруживаются крайне редко). Всего у личинок рыб выявили 62 вида морфологических уродств, затрагивающих жизненно важные органы. Встречаются личинки без глаз, с одним или тремя глазами, отсутствием челюстей, жаберных крышек, трехкамерным плавательным пузырем. Для сравнения: в 1937 году, когда загрязненность вод была небольшой, известный генетик Валентин Кирпичников отмечал у молоди рыб Волго-Ахбутинской поймы всего 8 морфологических уродств, их частота не превышала 5%. Можно утверждать, что эта цифра характеризует естественный фон патологий, который встречается в любой природной популяции рыб.
Наши многолетние исследования показали, что сегодня водоемы Волго-Ахтубинской поймы находятся в самом плачевном состоянии: частота морфологических уродств на 40 нерестовых участках колебалась от 23 до 100%, а 5 обширных нерестилищ мы отнесли к зонам экологического бедствия. Тревожная ситуация в Волгоградском, Саратовском, Куйбышевском водохранилищах. Результат хронического токсикоза – снижение объема ежегодного пополнения и, соответственно, промыслового запаса рыб.
Приведу еще один пример не столь масштабных, но весьма важных исследований. Речь идет об “экологической паспортизации” малых водоемов и водотоков (руководители работ – заведующий кафедрой экологии Нижегородского госуниверситета им. Н.И.Лобачевского Давид Гелашвили и заведующая лабораторией экологии малых рек нашего института Татьяна Зинченко). Некоторые из этих объектов давно стали предметом тщательного изучения: история исследования системы озер Кабан в Казани, например, насчитывает 200 лет. Тем не менее лишь в конце ХХ – начале ХХI века в Нижнем Новгороде и Тольятти впервые были созданы информационные системы для комплексной оценки экологического состояния городских водоемов. Они оформляются в виде соответствующих паспортов. В Нижнем Новгороде обследовано около 30 городских озер и прудов, в Тольятти – более 10. Теоретическое изучение по единой методике городских водоемов разного происхождения, находящихся под разным воздействием, дает информацию для сравнения и выяснения механизмов формирования качества воды в этих объектах, об адаптации гидробионтов. Если говорить о практической стороне, то это научно-технический документ, включающий все данные о состоянии водного объекта, его рекреационных ресурсах, существенно облегчающий контроль. Подтвержденный экономический эффект в результате более рационального использования паспортизированных городских озер составляет примерно 100-150 тысяч рублей в год с одного водоема.
Сегодня институт вплотную подошел к решению проблемы “цветения” равнинных водохранилищ, которое грозит утерей качества водной среды со всеми вытекающими последствиями. Предотвратить их будет намного дешевле и проще, чем исправлять нанесенный ущерб.
Конечно, большинство экосистем могут существовать и в условиях высокой антропогенной нагрузки, но, как правило, в угнетенном состоянии, а для живых созданий, включая человека, длительное ее воздействие оборачивается серьезными заболеваниями. Оценить границы, за пределами которых наступают необратимые изменения, позволят регулярная биоиндикация и биомониторинг побочных эффектов такого воздействия.
Для спасения великой русской реки необходимо разработать и воплотить в жизнь Национальный экологический проект “Спасем Волгу”. Такой проект позволит более широко использовать предлагаемые учеными подходы.

Беседовал Василий ЯНЧИЛИН
Фото из архива института

Нет комментариев