ЭКОЛОГИЧЕСКИМ МОНИТОРИНГ ВЕРХНЕЕНИСЕИСКИХ (САЯНО-ШУШЕНСКОЕ, КРАСНОЯРСКОЕ) ВОДОХРАНИЛИЩ: СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА ОРГАНИЗАЦИИ

Эффективность природоохранной дея- нятие. На современном этапе в соответствии

тельности в наибольшей степени определя- с законодательно-правовой базой в России [2;

ется включением грамотно организованного 7; 9] под экологическим мониторингом по-

экологического мониторинга. При этом важно нимается «комплексная долгосрочная систе-

чётко определить, что вкладывается в это по- ма регулярных наблюдений по специально

разработанным программам за состоянием водных объектов, оценки и прогноза их из­менений под воздействием природных и ан­тропогенных факторов». На глубоководных верхнеенисейских (Саяно-Шушенском, Крас­ноярском) водохранилищах исследования в этом плане проводятся с 1975 г. [3; 4; 6]. Ха­рактер антропогенных воздействий на них не­однозначен: на Красноярском водохранилище преобладают загрязнения от хозяйственно- бытовых, промышленных, сельскохозяй­ственных стоков, водного транспорта; на Саяно-Шушенском - от разложения затоплен­ной и плавающей древесины.

Была определена цель организуемых мониторинговых исследований: получение достоверной информации по оценке состоя­ния экосистем в пространственно-временном аспекте и прогноз ее изменения в условиях антропогенного влияния

Структура экологического мониторинга водохранилищ включала три составляющих: наблюдение, оценку, прогноз.

Методическую основу экологического мониторинга водохранилищ составили:

• наблюдения на водоеме, позволяющие выяснить пространственно-временные изме­нения гидрологических, гидрохимических и гидробиологических показателей;

• лабораторно-экспериментальные ис­следования реакций биоты на действие при­родных и загрязненных вод;

• математические описания взаимосвя­зей внутри и между компонентами экосистем.

Фундаментальным принципом эколо­гического мониторинга водохранилищ была определена его комплексность.

Работы по организации и осуществле­нию экологического мониторинга на Красно­ярском и Саяно-Шушенском водохранилищах включали четыре раздела.

Раздел 1 включал преимущественно ком­плекс методических работ.

1.1. Разработка программ мониторинга. Апробировано и внедрено в практику два ва­рианта программ экологического мониторин­га:

• полная программа, включающая кру­глогодичные и стационарные наблюдения, максимально разветвленную сеть станций, наблюдения по наибольшему числу показа­телей гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов, состоянию ихтиофауны, анализ источников загрязнения экосистемы, биотестирование вод;

- сокращенная программа, включающая минимальное число реперных станций на­блюдений, выбранных по результатам полной программы, наиболее характерные показате­ли экологического состояния водохранилищ.

В биологическую часть программы эко­логического мониторинга водохранилищ были включены все составляющие биоты экосистем: бактерио-, фито-, зоопланктон, зо- обентос, перифитон, нейстон, высшая водная растительность, ихтиофауна. Разработан ре­гистр измеряемых статических (видовой со­став, численность, биомасса) и динамических (функциональных) характеристик - первич­ная и вторичная продукция, самоочищение вод.

В регистрируемые гидрологические и гидрофизические показатели были включены глубина, грунты, прозрачность, температура, освещенность. Перечень химических ингре­диентов был определен содержанием исполь­зуемых дескрипторов качества вод [1; 5].

2. Разработка сетки станции наблюдений.

В экологический мониторинг Красноярс­кого и Саяно-Шушенского водохранилищ включались плесы, заливы, станции по всем районам (верхний, средний, нижний), намеченные в соответствии [11].

2. Разработка, выбор оптимальных методик [6; 8; 11].

На исследуемых водохранилищах успешно отработано два метода:

2. 1. - маршрутные съемки по всей акватории водохранилища в период с мая по сентябрь (на реперных станциях); годовая динамика включала исследования по всем месяцам и в другие сезоны года;

   2. - стационарные исследования, включающие экспериментальные работы по оценке кинетических, продукционно- деструкционных показателей биоты, ихтиологические исследования, биотестиро­вание вод (часть работ по оценке токсичности вод проводилась в лабораториях).

Раздел 2 включает цикл информационно- аналитических работ:

1. Камеральная обработка проб биоты, полевых материалов по гидрологии и гидрохимии. В рамках рассматриваемого раздела выполнялись работы по разработке методических руководств, пособий, справоч­ников. Наибольшего внимания заслуживают полевые электронные справочники с информацией по всем станциям и районам водоемов.

2. Автоматизация расчетов от микроскопа до выводов по динамике струк­турно-функциональных показателей биоты, качеству вод по специальным разработанным алгоритмам.

3. Хранение информации.

Разработана схема универсальной

базы данных «Биота», внесена информация по всем разделам экологического мониторинга Красноярского водохранилища, получено Свидетельство об официальной государственной регистрации базы «Биота» № 2003620149, Роспатент РФ.

В базе данных «Биота» реализовано 13 модулей: гидрология, гидрохимия, бактерио-, фито-, зоопланктон, зообентос, высшая водная растительность, первичная продукция органического вещества, флуоресцентные характеристики фитопланктона, перифитон, ихтиофауна, биотестирование.

Модули объединены программной оболочкой, написанной на встроенном в базу данных «PARADOX 9» на объективно- ориентированном языке программирования Object PAL с поддержкой сетевых возможностей. Такой подход обеспечивает, с одной стороны, возможность одновременного доступа ко всем регистрируемым параметрам различных компонент биоты для сравнительного анализа, с другой - расширение набора компонент за счет включения новых модулей.

В раздел 3 включены те параметры работ, которые частично выполнены, и те, которые будут далее выполняться на основе математического аппарата с использованием цифрового материала баз данных «Биота», «Биотест».

3.1. С целью создания инструмента оперативной оценки и прогноза состояния экосистемы водохранилища разработана Гипотетическая блок-схема информационной модели, включающая блоки «статистической модели» и «математической модели», всего 11 блоков. Она реализует общую схему экологического мониторинга водохранилищ: «наблюдение - оценка - анализ - прогноз».

Блок 1. Сбор информации по стандартной сетке станций в фиксированные сроки.

Блок 2. Камеральная первичная обработка проб по всем составляющим биоты.

Блок 3. Формирование экологических баз данных «Биота», «Биотест» с включением гидрологических, гидрофизических,

гидрохимических и гидробиологических характеристик по природным сообществам, токсических эффектов по реакциям биотестов.

Блок 4. Расчет структурно-функцио­нальных показателей состояния Биоты, что является исходным к двум ветвям: статистическая и математическая модели.

Блок 5. Статистический анализ. Опреде­ление взаимосвязей характеристик биоты. Поиск интегральных показателей состояния экосистемы.

Блок 6. Определение трофического статуса водохранилищ и качества воды по содержанию химических веществ, результатамбиоиндикацииибиотестирования. Разрабатываются дескрипторы качества воды и комплексный унифицированный классификатор оценки качества воды по химическим и биологическим показателям (биоиндикация, биотестирование) для водных объектов бассейна р. Енисея.

Блоки 7, 8, 9 включают элементы разработки математической модели, в т. ч. вычислительный эксперимент и верификацию модели.

Блок 10. Прогноз состояния экосистемы. Служит результирующим этапом математи­ческой модели.

Блок 11. Оценка состояния экосистем. За­ключительный этап реализации всей инфор­мационной модели.

1. 2. Разработка подходов и систем, авто­матизирующих информационное обеспече­ние, достаточное для принятия решений по минимизации экологического риска, опасно­сти для биоты и здоровья человека.

   3. Поиск взаимосвязей биотических и абиотических компонент водных экосистем с целью получения прогнозных заключений и рекомендаций; разработка методических методов улучшения результатов, полученных на «грубых» приборах в условиях различных помех.

   4. Преобразование различных частей базы данных в информационные таблицы типа «объект - признак», «О-таблица», сопря­женные таблицы и др.

   5. Визуализация динамики любого предварительно промоделированного про­цесса (биологического, химического, гидро­логического) с целью оперативной оценки критических ситуаций и принятия различных управленческих решений.

Работы по 4 разделу выполнялись в тече­ние всего периода мониторинговых исследо­ваний на верхненисейских водохранилищах. Они обеспечивали кадровый состав испол­нителей. Ведущими тестами, требованиями к подбору исполнителей мониторинговых про­грамм были следующие:

- профессионализм как на водоеме, так и в лаборатории камеральной обработки проб при выполнении экспериментальных работ;

Библиографический список

• высокая ответственность при выпол­нении всех видов работ;

• коммуникабельность, умение вовремя помочь неуспевающим выполнить какой-то раздел работ, создавать атмосферу доброже­лательности, избегать конфликтных ситуаций;

• дисциплинированность и преемствен­ность; в маршрутной съемке должны участво­вать от одного до трех специалистов, работа­ющих в предыдущих съемках.

Вполне очевидным, актуальным и откры­тым на сегодняшний день остается вопрос о создании единой системы экологического мо­ниторинга водных объектов бассейна Енисея.

Опыт экологического мониторинга верх­неенисейских водохранилищ, проводимого Красноярским государственным университе­том с 1975 по 2005 гг., может служить хоро­шей методической базой организации и осу­ществления экологического мониторинга на других водных объектах бассейна р. Енисея и создания единой региональной системы эко­логического мониторинга окружающей среды [3; 4; 6].

Гольд З.Г., Шапошников А.В., Гольд В.М.

Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия, zoy39@inbox.ru

источник http://damba.org/novosti/materialy-k-vi-mezhdunarodnoj-nauchno-prakticheskoj-konferencii-reki-sibiri-krasnoyarsk-2011-god.html