Усть-Каменогорское водохранилище создано в 1952 г. в целях развития энергетики, водного транспорта и водоснабжения. Расположено в Восточно-Казахстанской области. Занимает межгорную долину каньонного типа протяженностью 71 км, площадью 37 км2, объёмом 0.65 км3. Ширина водоема 400-750 м, наибольшая ширина 1200 м. Водохранилище глубоководное, средняя глубина при полном проектном наполнении составляет 17 м. Глубины в продольном направлении затопленного русла нарастают от 6 м в зоне подпора до 46 м у плотины. Усть-Каменогорское водохранилище характеризуется большой проточностью с крайне неустойчивым обменом водных масс: 27-41 раз в год (в среднем, 23 раза). Регулирование стока водохранилища недельно-суточное.
По морфометрическим, гидрологическим и температурным характеристикам водоем условно разграничивается на три отличающиеся между собой части: верхнюю - от зоны подпора Бухтарминской ГЭС (БГЭС) до Пионерского мостика (железнодорожный мост через водохранилище); среднюю - от Пионерского мостика до залива Масьяновского; приплотинную (нижнюю) - от залива Масьяновский до плотины УК ГЭС. Верхняя часть вблизи плотины БГЭС и г. Серебрянска характеризуется наличием небольшого течения, малыми глубинами и самой низкой температурой воды. На биотопы и биоценозы средней части вблизи п. Огневка значительное влияние оказывает добыча полиметаллических руд на Огневском руднике.
Усть-Каменогорское водохранилище - холодноводный водоем, его прогреваемость определяется поступающими водными массами из нижних и средних слоев Бухтарминского водохранилища, которые в летний период не прогреваются выше 8.0 0С. В связи с этим, даже в период максимального прогрева температура в наиболее прогреваемой средней части водоема не превышает 22.0 0С с поверхности. Усть-Каменогорское водохранилище является ярким примером воздействия гидрологического режима на гидробиологические показатели. Особенности водоема - значительный водообмен, холодноводность, почти полное отсутствие литорали [1].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Характеристика зоопланктона за период от образования водохранилища и до 2004 гг. представлена по архивным материалам Алтайского филиала «КазНИИРХ» и ВК Центра гидрометеорологии. C 2005-2011 гг. сбор полевого материала и его обработка проведены автором статьи.
Исследования зоопланктона Усть-Каменогорского водохранилища проводили в июне-июле 2005-2006 гг. в составе маршрутных экспедиций Алтайского филиала «Научно-производственного центра рыбного хозяйства», в июне-августе 2009-2011 гг. в составе экспедиций ВК Центра гидрометеорологии. Всего за период исследований обследовано 7 станций (19 створов), отобрано и обработано 105 количественных проб зоопланктона. Количественные пробы зоопланктона отбирались в соответствии с «Методическим пособием при гидробиологических рыбохозяйственных исследованиях водоемов Казахстана (планктон, зообентос)» [2]. Определение различных групп организмов вели по соответствующим определителям. Для расчета биомассы использовали уравнения, приведенные в работе Е.В. Балушкиной и Г.Г. Винберга [3]. Уровень продуктивности определяли по «шкале трофности» С.П. Китаева [4].
Видовое разнообразие животного планктона во многом зависит от степени изученности водоема, поэтому очень трудно сравнивать разные годы, когда продолжительность периода исследований была различной. Приведем результаты исследований зоопланктона Усть-Каменогорского водохранилища в различные годы.
Процесс формирования гидробиологического режима водохранилища исследовала В.А. Киселева (1958г., 1964-1966 гг.). Результаты данных исследований отражены в кандидатской диссертации «Формирование гидробиологического режима Усть-Каменогорского водохранилища» [5].
В процессе формирования гидробиологического режима в Усть-Каменогорком водохранилище в течение 1956-1963 гг. было выделено две фазы. В первой (1956-1960 гг.) численность и биомасса зоопланктона, населяющего различные экологические ниши, харктеризовались большой бедностью (средняя численность 4.4 тыс. экз/м3 при биомассе 0.14 г/м3). Это объяснялось тем, что биомасса зоопланктеров формировалась в основном за счет сноса немногочисленного речного планктона; отсуствием близко расположенных пойменнцых водоемов; большим количеством минеральных взвесей, приносимых с иртышской водой, пагубно влиявших на жизнедеятельнорсть зоопланктона, и слабо выраженной литорали. Во вторую фазу (1962-1963 гг.) планктон становится богаче (средняя численность - 117.8 тыс. экз/м3 при биомассе 2.4 г/м3). Причины, вызвавшие резкое количественное увеличение зооплаткона, заключались в следующем: Бухтарминское водохранилище превратилось в естественный отстойник для минеральных взвесей; численность рачков в исследуемом водоеме увеличилась за счет биостока из вышерасположенного водоема.
По данным В.А. Киселевой [5] в первый период в зоопланктоне Усть-Каменогорского водохранилища преобладали речные формы Kellicottia longispina, Keratella cochlearis, Synchaeta sp., Bosmina longirostris. Наряду с ними отмечались фитофилы Mylilina spinifera, Platyias militaris, Alona gutata и др. После образования Бухтарминского водохранилища среди коловраток продолжала доминировать K. longispina. Полностью выпали из зоопланктона теплолюбивые и фитофильные формы, однако большое распространение получила Sida crystallinа.
Таким образом, в отличие от большинства искуственных водоемов, где формирование зоопланктона заканчивается за 2-3 года, в Усть-Каменогорсокм водохранилище этот процесс продолжался более 10 лет. В первые 5 лет биомасса зооплаткона по своей величине была меньше такого маолпродуктивного водохранилища, как Иркутское. Во второй период общая биомасса зооплаткона превысила показатели водохранилища руслового типа, какими являются Днепровское и Дубоссарское.
В период исследований 1964-1966 гг. массовыми и широко распространенными видами были K. longispina, B. longirostris, Daphnia hyalinа, Mesocyclops oithonoides. В отличие от других водохранилищ руслового типа, в Усть-Каменогорском наблюдалась качественная и количественная неоднородность в распределении зоопланктона по продольной оси: в верхней части численность составила 17.7 тыс. экз./м3, биомасса - 1076 мг/м ; в средней - 122.2 тыс. экз./м и 3427 мг/м ; в нижней - 61.5 тыс. экз./м и 1197 мг/м . В верхней части преобладали босмины, в центральной - циклопы, в нижней - дафнии, что связано с неравномерным распределением температур воды.
По результатам исследования Козляткина А.Л. [6] в 1993 г. видовой состав зоопланктона характеризовался разнообразием коловраток и ветвистоусых рачков, их насчитывалось соответственно 25 и 30 видов и вариаций. По частоте встречаемости выделялись 12 видов коловраток (Brachionus angularis, B. bakeri, Brachionus sp., Keratella cochlearis, K. quadrata, Notholca longispina, Asplanchna sp., Synchaeta sp., Polyarthra sp., Filinia sp., Lepadella sp., Mytilina sp.) и 12 видов ветвистоусых рачков (S. crystallina, Diaphanosoma brachiurum, D. pulex, D. longispina, D. cucullata, Ceriodaphnia reticulata, B. longirostris, A. gutata, A. restraugula, A. affinis, Chydorus sphaericus, Leptodora kindti). Качественный состав веслоногих рачков малоизучен, были отмечены: Mesocyclops dubowekii, M. rylovi, Cyclops abyssorum, Macrocyclops albidus. В количественном отношении зоопланктон был небогат - 318.7 тыс.экз/м3 и 680 мг/м3. Определяющую роль в формировании биомассы планктеров занимали коловратки - 49% в среднем по водоему, второе место принадлежало копеподам - 36% от общей биомассы. Продуктивность Усть-Каменогорского водохранилища на этом трофическом уровне была бедна.
В 1990-1996 гг. исследования зоопланктона проводили Кушникова Л.Б., Девятков В.И. [7,8] В связи с тем, что в Казгидромете обследование проводили в рамках мониторинга качества вод, то основное внимание уделялось таксономическому составу и расчету индекса сапробности. В эти годы исследований в составе зоопланктона было обнаружено 17 таксонов: коловратки - P. dolichoptera, A. priodonta, K. cochlearis, K. quadrata, K. longispina, Filinia aseta, копеподы - Neutrodiaptomus incongruens, C. vicinus, M. leuckarti, Thermocyclops crassus, кладоцеры - D. brachyurum, Simocephalus vetulus, D.cucullata, D. galeata, D. hyalina, B. longirostris, Leptodora kindti.
В 1990-1996 гг. в составе зоопланктона доминировали: P. dolichoptera, D. longispina, K. quadrata, Thermocyclops crassus, M. Leuckarti. Наиболее богатые пробы в качественном и количественном отношении пробы отобранные в приплотинных участках Бухтарминской и Усть-Каменогорской ГЭС. Основу численности (90%) и биомассы (88%) составляли веслоногие рачки, в основном неполовозрелые стадии циклопов. В 1995 г. средние значения численности составили 12.4 тыс.экз/м3, биомассы - 109 мг/м3; в 1996 г. - 10.3 тыс.экз/м3 и 159 мг/м3 соответственно [7,8].
В 2005-2011 гг. в составе зоопланктона Усть-Каменогорского водохранилища было обнаружено 38 таксонов, из них: коловратки - 19 видов, веслоногие рачки - 6, ветвистоусые рачки - 13. Доминирующий комплекс был представлен следующими видами: из коловраток P. dolichoptera, Asplanchna priodonta, K. longispina, K. cochlearis, K. quadrata; из копепод - Cyclops vicinus и M. leukarti; из кладоцер - D. brachyurum, D.cucullata, Ch. schaericus, B. longirostris. Таксономический состав зоопланктона Усть-Каменогорского водохранилища представлен в таблице 1.
Таблица 1
При анализе распределения зоопланктона по акватории Усть-Каменогорского водохранилища выделяется следующая закономерность. По направлению к плотине видовой состав коловраток обедняется, а ракообразных обогащается. Так, в годы исследований в верхней части коловратки составили 63% от общего числа видов, в среднем участке - 50% и в приплотинном - 44%, ракообразные, соответственно, 36%, 47% и 55%. 3
В 2005-2011 гг. средние значения биомассы зоопланктона варьировали в пределах 205-973 мг/м3, с преобладанием веслоногих рачков, а также их науплиальных стадий. Класс продуктивности: самый низкий -низкий; тип водоема по шкале трофности: ультраоглитрофный - Р-олиготрофный (таблица 2).
Таблица 2
Выводы. Зоопланктон Усть-Каменогорского водохранилища качественно и количественно беден. За годы исследований было зарегистрировано не более 30 таксонов в год. Значения биомассы были низкими (не более 1 г/м3), за исключением первых лет существования водоема (1962-1963 гг.), когда летом биомасса на некоторых станциях достигала 5 г/м3 за счет биостока из вышерасположенного Бухтарминского водохранилища. В большинстве случаев основной вклад в значения биомассы вносили веслоногие рачки. В целом, слабое развитие зоопланктона свидетельствует о низкой кормности водоема. Зоопланктон не является доминирующим в питании рыб, обитающих в Усть-Каменогорском водохранилище.
ЛИТЕРАТУРА
- Отчет о научно-исследовательской работе «Экологический мониторинг, разработка путей сохранения биоразнообразия и устойчивого использования ресурсов рыбопромысловых водоемов трансграничных бассейнов. Раздел: Верхне-Иртышский бассейн (заключительный) 03.03.03.Н3», № ГР (РК) 0101РК00134
- Шарапова Л.И., Фаломеева А.П. Методическое пособие при гидробиологических рыбохозяйственных исследованиях водоемов Казахстана (планктон, зообентос). - Алматы, 2006. - 27 с.
- Балушкина Е.В., Винберг Г.Г. Зависимость между массой и длиной тела у планктонных животных //Общие основы изучения водных экосистем. - Л.: Наука, 1979. - С.169-172.
- Китаев С.П. О соотношении некоторых трофических уровней и «шкалах трофности» озер разных природных зон //Тез. докл. V съезда ВГБО, ч. II. - Куйбышев, 1986. - С. 254-255.
- Киселева В.А. Формирование гидробиологического режима Усть-Каменогорского водохранилища. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. А-А. 1967. - 23 с.
- Отчет о научно-исследовательской работе «Биоэкологический мониторинг главных рыбопромысловых водоемов Казахстана и реализация его результатов с учетом приоритетов рыбного хозяйства. Раздел: Водохранилища Верхнего Иртыша». - Усть-Каменогороск, 1994. - С. 75-80.
- Ежегодник качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям на территории деятельности Казгидромета за 1995 год // Восточно-Казахстанский центр по гидрометеорологии и мониторингу, г. Усть-Каменогорск, 1995 г. - С.17-23
- Ежегодник качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям на территории деятельности Казгидромета за 1996 год // Восточно-Казахстанский центр по гидрометеорологии и мониторингу, г. Усть-Каменогорск, 1996 г. - С.20-23