Водосборные площади могут оказывать на водоемы огромное влияние. Такие характеристики как рельеф местности, химический состав почв, характер растительности и т. д. влияет на химические и биологические показатели в озерных экосистемах. Особенно актуальна проблема влияния водосбора на водоем на территориях, подвергающихся интенсивной антропогенной нагрузке. В частности, в настоящее время большое влияние на лимнические системы оказывает сельское хозяйство. Так, внесение минеральных удобрений может существенно увеличивать сток биогенных элементов в водоемы, ускоряя процессы эвтрофикации.
Проблема влияния водосборных площадей на озера актуальна для Валаамского архипелага, так как на его территории находятся 11 озер, а экосистемы островов являются уникальными для южной Карелии. Помимо этого, большая часть архипелага входит в состав ООПТ природный парк «Валаамский архипелаг».
Данное исследование направлено на то, чтобы определить как те или иные участки водосбора могут влиять на различные показатели в озере, а также посмотреть на различия процессов, протекающих в водоеме, в периоды различным количеством осадков. Результаты, полученные в работе по Никоновскому озеру, можно будет использовать для других озер Валаама, в том числе для тех озер, на водосборных площадях которых расположены сельскохозяйственные угодья. Также полученные данные могут быть использованы студентами при прохождении практики на УНС «Валаам». Помимо этого результаты, полученные в данном исследовании, могут быть применены сотрудниками Дирекции ООПТ при проведении восстановительных работ на озерах.
На Валааме уже предпринимались попытки оценить влияние проведения мелиоративных работ на полях на ситуацию в водоемах. Однако в данной работе было проанализировано гораздо большее количество показателей. В частности, были применены новые методы, ранее не проводившиеся на озерах Валаама. В первые были применены такие методы как определение БПК5 и содержание общего органического углерода (TOC). Также в первые был поставлен модельный эксперимент с почвенными колонками...
В ходе проведения данного исследования были проанализированы многолетние ряды наблюдений по некоторым гидрохимическим показателям, для того чтобы оценить, как изменялись те или иные параметре в озере, а также как изменилась ситуация до и после проведения мелиоративных работ на Никоновском поле в 2007 году.
По такому показателю как прозрачность можно увидеть, что осушительная мелиорация на Никоновском поле спровоцировала некоторые изменения в озере. Так, средние значения SD до 2007 года были несколько выше (до 2007 г. SD = 0,8 м; после 2007 г. SD = 0,48 м). При этом следует отметить, что в настоящее время отмечается тенденция к увеличению данного показателя в озере, что говорит о некотором восстановлении экосистемы озера. Это заметно и по другим параметрам, таким как мутность и цветность, значения которых в поверхностном слое несколько уменьшаются.
Наибольшая корреляция между гидрохимическим показателем в поверхностном слое озера и количеством осадков, выпадающих на Валааме, была отмечена для показателя мутности воды (г = 0,89). Наименьший коэффициент корреляции был отмечен для электропроводности воды (г < 0,1). При для большинства проанализированных параметров характерна прямая связь с осадками, т. е. чем больше осадков, тем выше показатель. Однако в случае с прозрачностью и pH отмечается обратная связь. Второе говорит о том, что осадки могут несколько понижать кислотность в озере.
Также в ходе исследования выбранные почвенные участки были проанализированы на различные химические показатели. Сравнение участков между собой показало, что наименьшие значения таких параметров как содержание аммонийного азота, подвижных форм фосфора и гумуса отмечаются на участках, расположенных на полях. При этом разброс значений оказался достаточно широким. Например, минимальное значение гумуса составило 1,84 %, максимальное - 26,19 %. Также для участков полей характерны несколько более высокие значения pH.
Поиск различий между почвенными участками по выбранным показателям дал следующий результат. В ходе проведения кластерного анализа было выделено два класса: в первый класс вошли участки на поле, во второй - участки в лесной зоне. Однако дальнейший анализ показал, что различия между двумя классами статистически незначимы. Вполне возможно, что такой результат получился вследствие недостаточной выборки.
При анализе гидрохимических показателей предполагалось, что с увеличением количества осадков, в озере будет увеличиваться концентрация различных веществ, поступающих с водосбора со стоком. Однако, несмотря на данное предположение, наблюдалась совершенно иная картина. Например, в августе отмечалось более низкое содержание органического вещества (ПО = 36,7 мгО/л) в поверхностном слое озера по сравнению с июньскими значениями (ПО = 44,0 мгО/л). Вероятно, это может быть связано с
разбавлением верхних слоев озера в результате выпадения большого количества осадков. Также предполагается, что в условиях ливневых осадков вода проходит через почву достаточно быстро, не успевая растворять органические соединения в большом количестве. Также было отмечено уменьшение таких показателей, как цветность и мутность.
Концентрация биогенных соединений в озере также значительно падает в августе. Это можно связать с интенсивным развитием растительных организмов в это время, которые активно потребляют биогенные вещества.
Исходя из данных по придонному слою наиболее глубокой станции (M) можно сделать вывод, что такие показатели как перманганатная окисляемость, электропроводность, цветность, мутность, содержание железа увеличиваются в августе, что говорит о стекании различных веществ в понижение озерной котловины и аккумуляции в ней. При этом, что касается большинства биогенных соединений, то их концентрация в придонном слое понижается, в некоторых случаях достигая нуля.
Также следует отметить, что в летние месяцы в озере наблюдается кислородная дихотомия. В придонном слое могут создаваться анаэробные условия. В результате, в процессе гниения органических веществ на дне образуется сероводород.
Помимо этого, в озере в летнее время формируется температурная стратификация.
В ходе работы было рассчитано соотношение БПК5 к ПО и TOC, которое позволяет судить о происхождении органического вещества в озере. В обоих случаях соотношения составляли менее 0,5, что говорит о преобладании в озере органического вещества аллохтонной природы.
Поиск пространственного различия между станциями в озере по выбранным показателям не дал никаких результатов. Поверхностный слой озера является достаточно однородным. Это связано, в первую очередь, с небольшой площадью водного зеркала, а также достаточно интенсивным перемешиванием поверхностного слоя.
Анализ гидробиологических показателей в озере показал, что наибольшие показатели хлорофилла-a в интегральной пробе отмечаются в июле и августе. В эти же месяцы отмечаются и наибольшие значения по валовой продукции и деструкции в озере, причем в августе продукция превышает деструкцию. В целом можно сказать, что в июле и августе наблюдается максимальная вегетация водорослей.
Также следует отметить, что, если в июне и июле максимальная продукция наблюдалась в поверхностном слое, то в августе Amax отмечалась на глубине 2 метра, что говорит о более интенсивном развитии фитопланктона в августе в срединных слоях озера. Это так же может объяснять более низкие показатели перманганатной окисляемости в поверхностном слое в августе...
