Введение к работе
Актуальность темы. Сооружение Ангаро-Енисейского каскада ГЭС привело к радикальным изменениям практических всех режимов Енисея. Свободными от изменений в плане гидрологического и гидрографического режимов остались только участки верхнего течения до подпора Саяно-Шушенской ГЭС и нижнего течения Енисея. Изменения гидрохимического и гидробиологического режимов по данным ИОРАН и ЛИН прослеживается вплоть до маргинального фильтра Енисея (Губа - Енисейский залив).
Эпицентром вышеуказанной трансформации является нижний плес верхнего течения Енисея или участок «Дивногорск - устье Ангары», совпадающий с нижним бьефом Красноярской ГЭС. Эталоном, которого (область 2 - За репрезентативности) является его фрагмент «р. Мана - Казачинский порог».
На участке «Дивногорск - Ангара» проводились, в основном, фрагментарные экспедиционные изыскания и не было регулярных круглогодичных продукционно-демографических исследований элементов экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС.
В связи с этим была определена цель и основные задачи исследования.
Цель - изучение ресурсных и продукционно-демографических закономерностей функционирования доминантов бентоценоза экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС на основе натурно-лабораторных исследований и математического моделирования.
Основные задачи:
-
Выявить оценки ресурсных и продукционно-демографических показателей доминантов бентоценоза экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС.
-
Установить путем лабораторного определения влажность и содержание органического углерода в тканях доминантов бентоценоза для выражения полученных ресурсных и продукционно-демографических показателей в энергетических единицах.
-
Изучить особенности экологических ниш и экосистемных взаимодействий доминантов.
-
Уточнить, полученные экспериментальным путем, оценки ресурсных и продукционно-демографических показателей посредством математического моделирования и построить схему взаимодействия и потоков энергии.
Научная новизна:
-
Впервые для экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС определены натурными исследованиями и уточнены методом математического моделирования возрастная и половая структура, величины продукционных и демографических параметров популяций доминирующих видов амфипод.
-
Обоснована система факторов функционирования экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС и ее комплексная характеристика в периоды естественного и зарегулированного стока.
-
Определены величины продукции доминантов высшей водной растительности, микрофито- и зообентоса.
-
Получена схема основных потоков энергии экосистемы данного участка, на основе сравнительного анализа экспериментальных данных и данных математического моделирования.
Защищаемые положения:
-
Строительство плотины Красноярской ГЭС и создание водохранилища изменило режимы Енисея. В нижнем бьефе повышение прозрачности, наряду со стабилизацией уровней и температур, послужило началом к увеличению продуктивности микрофитобентоса и амфипод, а также появлению и массовому развитию водного мха.
-
В потоке энергии экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС проду-центы микрофитобентос и водный мох создают продукцию 443 и 34 ккал/м со-ответственно, из которой 106,5 и 10,0 ккал/м идет на потребление амфиподами Е. viridis и G. fasciatus, образующими в свою очередь 22,1 и 2,4 ккал/м соответственно, от которой только половина потребляется хариусом.
-
Феномен экосистемы нижнего бьефа Красноярской ГЭС, отражает 1,5 - 8,0-кратное превышение минимальных полевых величин биомассы амфи-под (6-41 ккал/м ) над классическими величинами нагула ихтиофауны 4-5 ккал/м , заключается в отсутствии узко-специализирующихся реофильных видов ихтиофауны способных потреблять амфипод в поясе водного мха.
Практическая значимость работы. Данные количественной оценки биологических ресурсов бентоса составляют основу для разработки стратегии оптимальной эксплуатации популяции хариуса, в условиях постоянно возрастающей антропогенной нагрузки, на базе математического моделирования и позволяют найти оптимальные пути рационального использования водного объекта.
Материалы и результаты исследований используются ФГБОУ ВПО «Сиб-ГТУ» в учебном процессе (акт о внедрении от 20.12.2010 г.), ФГНУ «НИИЭРВ» для оценки кормовой базы рыб верхнего течения р. Енисей (акт об использовании результатов от 14.06.2011 г.) и КРОМАЭП при разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов и нормативов допустимого воздействия на бассейн р. Енисей (акт внедрения от 20.06.2011 г.).
Апробация работы. Материалы и основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: всероссийской научно-практической «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2004); региональной «Водные ресурсы региона, их охрана и рациональное использование» (Красноярск, 2004 - 2008); IX международной научной школе-конференции «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2005); всероссийской «Биологические аспекты рационального использования и охраны водоемов Сибири» (Томск, 2006); международной школе-конференции «Социально-экологические проблемы природопользования в Центральной Сибири» (Красноярск, 2008); международной научно-практической «Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов» (Москва, 2008); международном форуме по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие - новый мир» (Москва, 2008); региональной «Экология. Рациональное природопользование» (Красноярск, 2010); международной «Проблемы экологии» чтения памяти проф. М.М. Кожова (Иркутск, 2010); 2-й международной «Современное состояние водных биоресурсов» (Новосибирск, 2010); VI международной научно-практической «Реки Сибири» (Красноярск, 2011); Всероссийской научно-
практической «Биологическое разнообразие и продуктивность водных экосистем Севера» (Якутск, 2012); VIII международной научно-практической «Реки Сибири и Дальнего Востока» (Иркутск, 2013) и на заседаниях кафедры использования водных ресурсов ФГБОУ ВПО «СибГТУ».
По теме диссертации опубликовано 46 научных работ, в том числе 6 в журналах перечня ВАК, 1 коллективная монография и 1 учебное пособие с грифом УМО.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 194 страницах, включает 18 таблиц, 131 рисунок. Состоит из введения, 3 глав, выводов и практических рекомендаций, библиографического списка литературы из 220 наименований, 5 приложений.
