ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Представление об экологической реабилитации и
восстановлении озер
1.2. Роль гидробионтов в водных экосистемах
1.3. Методы сбора и обработки проб
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ………………………………..
ПРИРОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЗЕР ЛЕБЯЖЬЕ И ОЦЕНКА ИХ СОСТОЯНИЯ
3.1. Местоположение и физико-географическая характеристика……
3.2. Динамика гидрологических параметров озер, причины
деградации озер
3.3. Физико-химические показатели озер Лебяжье
3.4. Антропогенное воздействие на озера
ПРОЕКТ ООО «ТАТМЕЛИОРАЦИЯ» ПО РЕКОНСТРУКЦИИ ОЗЕР ГИДРОТЕХНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ И ЕГО РЕАЛИЗАЦИЯ
ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ (В ПЕРИОД РЕКОНСТРУКЦИИ ОЗЕР)
5.1. Физико-химические показатели
5.2. Состояние зоопланктонных сообществ
5.3. Состояние зообентоса озер
5.4. Оценка качества и состояния водных объектов (по
зоопланктону и зообентосу)
ПРЕДЛАГАЕМЫЕ БИОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ КАК НЕОБХОДИМЫЙ ВТОРОЙ ЭТАП ДЛЯ ЭКОРЕАБИЛИТАЦИИ
ОЗЕР……………………………………………………………………...
6.1. Генеральный план биотехнических мероприятий………………..
6.2. Создание компонента/биотопа «вода» …………………………....
6.3. Создание компонента/биотопа «донные отложения» …………...
6.4. Создание компонента «планктоценозы» ………………………….
6.5. Создание компонента «донные гидробиоценозы» ……………….
6.6. Создание компонента «водно-болотная растительность» ………
6.7. Создание компонента «рыба»
6.8. Предварительная экономическая оценка биотехнических
мероприятий в проекте
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Озеро Лебяжье (тат. Аккош) - система ранее существовавших озёр, расположенная в лесопарковой зоне “Лебяжье” Кировского р-на г. Казани, являются излюбленными местами отдыха жителей города и проведения национальных праздников. До 1990-х гг. разделялись на четыре самостоятельных водоёма - Большое, Малое, Светлое и Сухое Лебяжье, которые между собой соединяются узкими протоками. Они относятся к озерам междонного типа по происхождению, расположены выше уровня подземных вод и не имеют подпитки от них.
В 1980-1990-х гг. для озер Лебяжье стал заметен процесс резкого понижения уровня воды, что вызвало беспокойство общественности, ученых и контролирующих природоохранных организаций. Обсуждались различные версии снижения уровня (в результате фильтрации воды озер в подземные горизонты в сторону Юдинского карьера; в связи с уменьшением территории водосбора в результате строительства авто- и железной дороги; в связи с прекращением сброса сточных вод ТЭЦ-3 и в результате усиленного водопотребления перестойным лесом лесопарковой зоны). Ни одна из версий не была доказана специальными гидрохимическими и гидрологическими исследованиями, поэтому вероятно действие всех этих факторов.
Понижение уровня воды вызвало обеспокоенность природоохранных организаций, по инициативе которых предлагались различные проекты оптимизации: пополнение водой за счет воды артезианских скважин, за счет перекачки воды из Юдинского карьера; предотвращение ухода воды за счет создания «глиняного замка» и др.
После проведенного в 1992-1995 гг. гидрологического изучения озер Лебяжье профессором КГУ Г.П. Бутаковым, был сделан вывод о вероятной фильтрации озер в сторону Юдинского карьера; было предложено пополнить озера водой из Юдинского карьера. На основании предложения был разработан проект, реализованный МУП «Горводзеленхозом» в 1995 г. В этот и последующие годы проводилось периодическое закачивание воды из карьера у пос. Юдино в оз. Лебяжье в весенний период, но к осени уровень воды по- прежнему понижался. В 1999-2000 гг. по проекту московской проектной организации было проведено дноуглубление оз. Малое Лебяжье и экранирование дна озера глиной [28, с.4].
В 2000-е гг. продолжалось падение уровня воды озер Лебяжье.
В 2016-2017 гг. был разработан и реализован проект ООО «Татмелиорация» по дноуглублению озер Лебяжье (до 4 м) с последующим экранированием их дна бентонитовыми матами, подачей воды из Юдинского карьера (этап гидротехнической реабилитации). Фактически на месте прежних озер были созданы искусственные пруды, которые не могут быть самостоятельно регулируемыми, как озерные экосистемы.
По мнению сотрудников кафедры Природообустройства и водопользования КФУ, для экологической реабилитации и воссоздания экосистем, близких к состоянию прежних озер Лебяжье, необходимо проведение этапа биотехнической реабилитации, с осуществлением ряда соответствующих биотехнических мероприятий, воссоздающих компоненты водных экосистем (биотопов «вода», «донные отложения», «планктоценозы»,«донные гидробиоценозы», «водно-болотная растительность», «рыба»).
То есть предлагается осуществить экосистемный подход при выборе мероприятий по реабилитации прежних озер Лебяжье.
Для того, чтобы этап биотехнической реабилитации прошел успешно, и было проведено восстановление биотических сообществ, соответствующих прежней экосистеме озер Лебяжье, необходимо знать прежнее и современное состояние реконструируемых озер.
Поэтому целью исследований является разработка проекта по биотехнической рекультивации озер Лебяжье на основе знаний о прежнем и современном состоянии озер (по физико-химическим показателям и гидробиологическим показателям).
Задачи исследования:
1) анализ литературных сведений по экологической реабилитации и восстановлению озер;
2) характеристика озер по физико-химическим показателям;
3) определение видового состава, количественных показателей зоопланктона, оценка качества вод и состояния по показателям зоопланктона;
4) определение видового состава, количественных показателей зообентоса, оценка качества вод и состояния по показателям зообентоса;
5) разработка проекта по биотехнической рекультивации как необходимого этапа после гидротехнических работ с углублением котловин озер Лебяжье.
1. По анализу космоснимков за 14 лет (с 2002 по 2016 г.) выявлено, что система озер Лебяжье потеряла около 37,13 га своей площади; площадь водосбора сократилась с 8408 га (1900 г.) до 650 га (2017 г.).
2. Система озер Лебяжье испытывает значительное антропогенное воздействие (рекреация, строительство автомагистрали, расположенные вблизи предприятия, торговые сооружения, дома отдыха и т.д.); кроме того, при осуществлении гидротехнического этапа по проекту ООО «Татмелиорация» был нанесен значительный ущерб от проезда техники (частичная вырубка деревьев, складирование песка на ирисовом лугу и т.д.).
3. Проект ООО «Татмелиорация» дает возможность увеличить площадь поверхности водоемов до 36 га и объема воды до 1 194 340 м3. Восстанавливаемые озера Большое и Светлое Лебяжье, по сути, представляют собой пруды с углубленными котловинами, покрытые по дну бентонитовыми матами и заполненные водой, подаваемой из Юдинского карьера.
4. Оценка экологического состояния, выполненная в период подачи воды из Юдинского карьера поздней осенью 2017 г., показала, что по гидрохимическому составу воды прудов Большое и Светлое Лебяжье относятся к гидрокарбонатно-кальциевым (как у вод карьера), с нейтральной реакцией среды, с малой минерализацией (электропроводностью), низкой прозрачностью вод вследствие взмучивания; по содержанию кислорода воды характеризуются разрядом «удовлетворительной чистоты». Для озера Малое Лебяжье (минерализованного вследствие питания за счет воды артезианских скважин), при попуске вод из пруда Б. Лебяжье, отмечается резкое снижение минерализации воды.
5. Состояние гидробиоценозов в период подачи воды из Юдинского карьера характеризуется крайне низким видовым составом зоопланктона и зообентоса, что связано с тем, что сообщества еще не сформировались, и находились в позднеосенних, неблагоприятных для формирования условиях.
6. Согласно концепции экологической реабилитации озер Лебяжье, а также результатов оценки экологического состояния, для формирования сообществ и экосистем, сходных с бывшими озерами Лебяжье, необходимо осуществление этапа биотехнической реабилитации, на основе специального проекта по биотехническим мероприятиям.
7. Проект биотехнических мероприятий, разработанный нами на основе экосистемного подхода к восстановлению, включает воссоздание компонентов экосистем, сходных с экосистемами бывших озер Лебяжье. Даны проектные решения по созданию компонентов «вода», «донные отложения»,«планктоценозы», «донные гидробиоценозы», «водно-болотная растительность» и «рыба». Реализация данных компонентов даст возможность восстановить экосистемные функции озер Лебяжье по самоочищению и саморегулированию.
8. Рассчитанная итоговая экономическая оценка по осуществлению биотехнических мероприятий составляет 24,14 млн.руб.
1. Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana: Univ. Illinois Press, 1949. - 117 p.
1. Алексеев В.Р., Цалолихин С.Я. Определитель зоопланктона и зообентоса пресных вод Европейской России // М.; СПб. 2010. - 495 с.
2. Бариева Ф.Ф. Изменение фитопланктона при антропогенном воздействии и восстановлении озерных экосистем (на примере озер г. Казани). /Автореферат. Дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. – Казань, 2003. – 23 c.
3. Бариева Ф.Ф., Халиуллина Л.Ю., Мингазова Н.М. Фитопланктон городских водоемов и водотоков. // Экология города Казани. - Казань: АН РТ, 2005. – с. 236-248.
4. Батыр В.В. Дюнно-карстовые озера окрестностей г. Казани / В.В. Батыр // Очерки по географии Татарии. - Казань: Таткнигоиздат, 1957. - с. 209-215.
5. Деревенская О.Ю., Мингазова Н.М. Планктонные коловратки и ракообразные. // Экология города Казани. - Казань: АН РТ, 2005. – с. 265-277.
6. Деревенская О.Ю., Мингазова Н.М. Пресноводный зоопланктон (коловратки, ракообразные) и методы его изучения: учеб. пособие / О.Ю. Деревенская, Н.М. Мингазова. – Казань: Казан. гос. ун-т, 2009. – 100 с.
7. Драбкова В.Г., Прыткова М.Я., Якушко О.Ф. Восстановление экосистем малых озер. - СПб.: Наука, 1994. - 144 с.
8. Драчев С.М. Борьба с загрязнением рек, озер и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. – М. – Л.: Наука, 1964. – 274 с.
9. Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. - 395с.
10. Климат Казани. (Ред. Н.В. Колобов, Ц.А. Швер, Э.П. Наумов). – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 187 с.
11. Константинов А.С. Общая гидробиология: Учеб. для студентов биол. спец. вузов. - Высш. шк., 1986.- с. 115-141
12. Кордэ Н.В. Биостратификация и типология русских сапропелей. М., Изд-во АН СССР, 1960. - 219 с.
13. Кузнецов В.А., Попов А.А., Мингазова Н.М., Ужовникова Е.В., Андреева Т.В. Ихтиофауна водоемов и водотоков г. Казани. // Экология города Казани. - Казань: АН РТ, 2005. – с. 290-305
14. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР (Rotatoria) подкласс Eurotatoria (отряды Ploimida, Monimotrochida, Paedotrochida). Л., 1970. - 744 с.
15. Логинова Е.В., Лопух П.С. Гидроэкология: курс лекций, Минск: БГУ, 2011.– 300 с.
16. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. – Л., 1974. – 258 с.
17. Мануйлова Е.Ф. Ветвистоусые рачки (Cladocera) фауны СССР. М.; Л.: Наука, 1964. - 326 с.
18. Мелентьева P.P. Методические разработки для большого практикума. Методы определения качества вод. Казань: КГУ, 1987. - 23 с.
19. Методы изучения гидрофизических показателей водных экосистем. Первичная продукция / Сост. Сайфуллин Р.Р., Мингазова Н.М. - Учебно- методическая разработка по летней полевой экологической практике. – Казань, 2002. – 22 с.
20. Мингазова Н.М. Антропогенные изменения и восстановление экосистем малых озер (на примере Среднего Поволжья): Дис. ... докт. биол. наук / Н.М. Мингазова. - Казань, 1999. Т. 1 - 460 с. Т. 2 (приложение) - 260 с.
21. Мингазова Н.М. Экологическая реставрация водных объектов как направление природообустройства: ошибки и возможности. // Сб. тр. VI Междунар. конгресса «Чистая вода» 27-25.03.2015 г. – Казань: Типогр. ООО
«Куранты», 229, с. 107-112.
22. Мингазова Н.М. Концепция экологической реабилитации водных объектов
// ХI съезд Гидробиологического общества при Российской академии наук: тез. докл., Красноярск, 22–26 сент. 2014 г. [Электронный ресурс] / гл. ред. М. И. Гладышев, отв. за вып. И. И. Морозова. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014, с. 110-111
23. Мингазова Н.М., Деревенская О.Ю., Нургалиева З.М., Палагушкина О.В., Павлова Л.Р. Озера г. Казани и проблемы малых озер // Экология города Казани. - Казань: АН РТ, 2005. - с. 120-134.
24. Озера Среднего Поволжья / под ред. Сорокина И.Н., Петровой Р.С. –Л.: Наука, 1976. - 236 с.
25. Оксиюк О. П., Стольберг Ф.В. Управление качеством воды в каналах. - Киев: Наукова думка, 1986. - 176 с.
26. Отчет о выполнении работ по теме: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОЗЕР ЛЕБЯЖЬЕ г. Казань» (г. Казань, Кировский район) (По данным 2015 г.) /К(П)ФУ, Кафедра природообустройства и водопользования, н. р. – Мингазова Н.М. – Казань, 2016. – 102 с.
27. Отчет о НИР: Оценка экологического состояния озер лесопарковой зоны Лебяжье г. Казани (озер Малое, Большое и Сухое Лебяжье, Юдинского карьера) по результатам изучения 1994-2001 гг. /КГУ, Экофак, н. р. – Мингазова Н.М. – Казань, 2002. – 200 с.
28. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. - М., 1999. – 304 с.
29. Подшивалина В.Н. Структура сообществ зоопланктона разнотипных озер низменного Заволжья (Чувашская Республика). /Автореферат. Дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. – Казань, 2004. – 24 с.
30. Проект экореабилитации системы озер Лебяжье /Разработчик - ООО
«Татмелиорация». – Казань, 2016.
31. Прохоров В. Е. Редкие виды сосудистых растений флоры Республики Татарстан: эколого-ландшафтные особенности хорологии и динамики» // Автореферат диссер. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук. - Казань, 2006.
32. Разработка схемы улучшения экологического состояния оз. Лебяжье Кировского района г. Казани: Отчет о НИР /Географический факультет, КГУ; рук. Бутаков Г.П. - Казань, 1993. – 100 с.
33. Ростовцев А.А. Методические рекомендации по зарыблению озер, выращиванию и вылову товарной рыбы в озерах/ А.А Ростовцев, Е.В. Егоров, В.Ф. Зайцев - Новосибирск, 2011. - 46 с.
34. Рузский М.Д. Лимнологические исследования в Среднем Поволжье (озера северо-западной части Казанской губернии). – Изв. Томск. ун-та, 1916, кн. 65. – 89 с.
35. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / (Под ред. Абакумова В.А.). - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 240 с.
36. Самухина Е.Б., Мишина К.Г. Тезисы докладов Всероссийской научно- практической конференции "Градостроительство. Реставрация и реконструкция российских городов": Проекты экологической реабилитации городских водоемов. - Ярославль, 8 - 9 июня 2006 г.
37. Суховерхов Ф.М. и др. Прудовое рыбоводство. - М., Пищевая промышленность, 1975. – 346 с.
38. Тайсин А.С. Озера Приказанского района, их современные природные и антропогенные изменения. - Казань, ТГГПУ, 2006. – 166 с.
39. Фардеева М.Б., Прохоров В.Е. Общая характеристика наземной растительности города и его рекреационной зоны (на примере лесопарка "Лебяжье") // Экология города Казани. - Казань: АН РТ, 2005. - с. 148-158.
40. Холодов В.И., Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Выращивание мидий и устриц в Черном море. /Под ред. В.Н. Еремеева; Национальная академия наук Украины, Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского. – Севастополь, 2010. – 424 с.
41. Цалолихин С.Я. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Том 2. Ракообразные. – Зоологический институт РАН, Спб., 1995. – 627 с.
42. Цалолихин С.Я. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Том 4. Высшие насекомые. Двукрылые. – Зоологический институт РАН, Спб., 1999. – 998 с.
43. Чертопруд М.В., Чертопруд Е.С. Краткий определитель беспозвоночных пресных вод центра Европейской части России. – М.: МАКС Пресс, 2003. – 196 с.
44. Шигапов И.С. Особенности формирования и развития малых озер урбанизированных территорий (на примере города Казани). Дис. на соиск. уч. степ. канд. геог. наук. – Москва, 2014. – 162 с.
45. Штин С.М. Озерные сапропели и их комплексное освоение / Под ред. И.М. Ялтанца. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. – 373 с.
46. Экологическая оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты. Романенко В.Д., Оксиюк О.П., Жукинский В.Н., Стольберг Ф.В., Лаврик В.И., отв. ред. Зайцев Ю. П.; АН УССР. Ин-т гидробиологии АН УССР. – Киев: Наук. думка, 1990. – 256 с.
47. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ВОДНОГО ОБЪЕКТА БОЛЬШОЕ ЛЕБЯЖЬЕ (ГОРЛЕСОПАРК «ЛЕБЯЖЬЕ») КИРОВСКОГО РАЙОНА г. КАЗАНИ - д.б.н. Н.М. Мингазова – Казань, 2007. – 26 с.
48. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ВОДНОГО ОБЪЕКТА МАЛОЕ ЛЕБЯЖЬЕ (ГОРЛЕСОПАРК «ЛЕБЯЖЬЕ») КИРОВСКОГО РАЙОНА г. КАЗАНИ - д.б.н. Н.М. Мингазова – Казань, 2007. – 26 с.
49. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ВОДНОГО ОБЪЕКТА ОЗЕРО ИЗУМРУДНОЕ (ЮДИНСКИЙ КАРЬЕР) КИРОВСКОГО РАЙОНА г. КАЗАНИ
- д.б.н. Н.М. Мингазова – Казань, 2007. – 34 с.
50. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ВОДНОГО ОБЪЕКТА СУХОЕ ЛЕБЯЖЬЕ (ГОРЛЕСОПАРК «ЛЕБЯЖЬЕ») КИРОВСКОГО РАЙОНА г. КАЗАНИ - д.б.н. Н.М. Мингазова – Казань, 2007. – 26 с.
51. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). —
СПб., 1890—1907.
52. Яшнов В.А. Практикум по гидробиологии. - М.: Высш. шк., 1969. - с. 5-89.
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ
53. AGRONOMU Журнал агронома №1. [Электронный ресурс] // Уход и выбор водных растений. – Режим доступа: https://agronomu.com/bok/3750-uhod-i-vybor- vodnyh-rasteniy.html.
54. ООО «Экостройпроект» [Электронный ресурс] // Проектирование водных объектов. – Режим доступа: http://www.ecosp.net/our_services/detail.php?ID=78.
55. Институт радиобиологии НАН Беларуси [Электронный ресурс] // Роль гидробионтов в самоочищение водоемов. – Режим доступа: http://www.irb.basnet.by/ru/rol-gidrobiontov-v-samoochishhenii-vodoemov/.
56. Экологические группы гидробионтов [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://biofile.ru/bio/15601.html.
57. Биоплато – лучший способ очистки водоема [Электронный ресурс] // Биоплато, высшие водные растения. – Режим доступа: http://www.bioplato.ru/bioplato_idea.html.
58. Интернет-магазин аквариумистики «ReefTime» [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.reeftime.ru/jivie%20tovari/presnovodnyie- bespozvonochnyie/mollyusk-dvustvorchatyiy-presnovodnyiy-8580.
59. Казань: новости и афиша, достопримечательности Казани и фото, легенды и история города [Электронный ресурс] // Озеро Изумрудное (Карьер). – Режим доступа: http://www.photokzn.ru/places/0/168.
60. Компания «ВАШ БУДУЩИЙ САД» «Future Garden» [Электронный ресурс]
// Продажа водных растений для прудов и водоёмов, растений прибрежной и береговой зон из питомника в Московской области. – Режим доступа: http://futuregarden.ru/katalog-rastenij/katalog-rastenij.html.
61. Компания «Геогрупп» [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://geogrup.ru/work/stroitelno-montagnie-raboty/.
62. МосФишТрейд [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://mosfishtrade.ru/buy/roznichnaya-prodazha/perlovicza/.
63. Мультиурок – проект для учителей [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://multiurok.ru/files/shinkariev-alieksiei-osvietlieniie-ghorodskikh-vod.html.
64. Нижегородский форум любителей аквариумистики [Электронный ресурс] // Продам моина живая культура и эфиппии. – Режим доступа: http://aqann.ru/forum/showthread.php?t=9891.
65. РГАУ-МСХА зооинженерный факультет [Электронный ресурс] // Прудовая растительность. – Режим доступа: http://www.activestudy.info/prudovaya- rastitelnost/.
66. Рыбка в пруд [Электронный ресурс] // Зарыбление мальками. – Режим доступа: http://rybkavprud.ru/zaryiblenie/zaryiblenie-pruda/ryiba-dlya-zaryibleniya.
67. События: экология [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://sntat.ru/ekologiya/zhivaya-voditsa-vozrodit-li-yudinskiy-karer-sistemu-ozer- lebyazhe/.
68. Студенческая библиотека онлайн [Электронный ресурс] // География. – Режим доступа:
http://studbooks.net/1782445/geografiya/donnye_otlozheniya_neotemlemaya_sostavl yayuschaya_gidroekosistemy.
69. ФГУП "Медведицкий экспериментальный рыборазводный завод" [Электронный ресурс] // Рыбопосадочный материал (личинка). – Режим доступа: http://ribzavod34.ru/products/5/4/.
70. Царь-Рыба [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://rybavprud.ru/price.html.