МБОУ СОШ № 20, МБОУ СОШ № 60 (город Ижевск)

 

В последнее время исследователями все большее внимание уделяется  разработке вопросов по выявлению воздействия различных видов загрязнения на элементы биосферы. Одним из наиболее распространенных антропогенных факторов, с которыми сталкиваются живые организмы водоемов является нарушение термического режима среды обитания. Эта проблема актуальна и для экосистемы Ижевского водохранилища, которое подвергается тепловому загрязнению подогретыми сточными водами Ижевской ТЭЦ-1.

Нами были изучены материалы исследований, которые проводились в 2003-2004 гг. на акватории Ижевского водохранилища О.А.Капитоновой, О.В.Калиниченко, С.Р.Тукмановой [1,2,3,4]. В целях проведения сравнительного анализа полученных данных пробы растений отбирались с тех же участков - два участка приплотинной чисти водохранилища: в месте сброса подогретых вод Ижевской ТЭЦ-1 (опытный участок) и в 1км к северо-западу от участка, подвергающегося тепловому загрязнению (контрольный участок). В качестве модельных были выбраны виды растений, которые исследовались в 2003-2004 гг. – Butómus umbellátus, Phrágmites austrális, Týpha angustifólia – это наиболее распространенные в пределах Ижевского водохранилища виды макрофитов. У растений модельных видов в пределах площадок описания учитывали сезонное развитие. На живом материале изучали линейные размеры вегетативных и генеративных органов.

Предприятие ТЭЦ-1 расположено на расстоянии 25-30 м от берега Ижевского водохранилища и отделено от него набережной. В водоохраной зоне расположены основная промышленная площадка и золоотвал. ТЭЦ-1 осуществляет забор воды из водохранилища в объеме 5,1млн.м3 в год, которая используется для охлаждения технологического оборудования. Затем использованная вода, имеющая категорию «условно-чистая», сбрасывается в водохранилище без очистки в специальный сборный канал («тепловые воды»)[5].

Изучение флористического состава части акватории Ижевского водохранилища показало, что доминирующими в  сложении растительного покрова исследованных участков выступают несколько видов макрофитов – Butómus umbellátus, Phrágmites austrális, Týpha angustifólia, что говорит о высокой толерантности данных видов макрофитов  к воздействию комплекса экологических факторов, в том числе к тепловому загрязнению. Кроме того, необходимо отметить, что Phrágmites austrális, Týpha angustifólia имеют обширные ареалы на акватории Ижевского водохранилища, что свидетельствует об их возможности произрастать в пределах значительного градиента температур. Все это определяет их высокую конкурентоспособность в сложившихся условиях произрастания.

 В ходе исследований было проведено наблюдение за фенологическими особенностями модельных растений на опытном и контрольном участках. По результатам изучения сезонного развития были составлены фенологические спектры для всех модельных видов по каждому году исследования по методике, предложенной А. П. Шенниковым. Начало каждой фазы фиксировалось с учётом первых признаков соответствующего этапа развития. Исследования сезонного развития Butómus umbellátus на опытном и контрольном участках акватории Ижевского пруда в течение 2003-2011гг. показало, что на участке, который подвергается тепловому загрязнению, фазы вегетации сдвинуты вперед в среднем на 1 месяц, а длительность каждой фенофазы укорочена, кроме того, на опытном участке

зарегистрировано повторное цветение модельного вида.  Butómus umbellátus можно использовать в качестве эстетического оформления акватории Ижевского пруда, так как цветение длится в течение всего вегетационного периода, отмечается крупный ареал распространения, высокая конкурентоспособность. Исследования 2003-2011 гг., 

показали, что фенофазы Phrágmites austrális, Týpha angustifólia, подвергающихся тепловому загрязнению сдвинуты вперед в среднем на 10-15 дней, сами фенофазы укорочены, так как развитие растений под воздействием сбрасываемых подогретых  вод происходит более интенсивно. Для всех модельных видов на опытном участке была отмечена повторная вегетация. Тепловое загрязнение оказывает влияние на внешнее строение макрофитов. Многие модельные виды, исследование линейных размеров которых проводилось, относятся к гелофитам и плохо переносят затенение, что благоприятно сказывается на линейных размерах листьев. Данные виды, имея широкий ареал распространения в пределах исследованных участков,  произрастают в довольно густых зарослях при воздействии теплового загрязнения, т.е. на опытном участке. Именно затенение части фотосинтезирующих органов растений могло сыграть решающую роль  в увеличении длины листовой пластинки, в частности у рогоза узколистного.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что тепловое загрязнение оказывает влияние на внешнее строение макрофитов. Кроме того, необходимо отметить, что многие модельные виды, исследование линейных размеров которых проводилось, относятся к гелофитам и плохо переносят затенение, что благоприятно сказывается на линейных размерах листьев. Данные виды, имея широкий ареал распространения в пределах исследованных участков, произрастают в довольно густых зарослях при воздействии теплового загрязнения, т.е. на опытном участке. Именно затенение части фотосинтезирующих органов растений могло сыграть решающую роль  в увеличении длины листовой пластинки, в частности у  Týpha angustifólia.

Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что прибрежно-водные растения, которые произрастают в зоне сброса подогретых вод ТЭЦ-1 г. Ижевска, создают большую биомассу надземных органов по сравнению с видами, обитающими в температурных условиях, соответствующих среднеклиматическим параметрам района проведения исследований. При воздействии подогретых вод наблюдается опережающее развитие модельных растений. Под влиянием повышенной температуры водной среды зафиксированы отклонения ряда морфологических показателей изученных растений, что указывает в большинстве случаев на стрессовую реакцию макрофитов, подвергающихся воздействию высокой температуры водной среды. Результаты исследований 2009-2011 гг. согласуются с данными, полученными на этих же участках акватории Ижевского водохранилища в 2003-2004 гг. О.А.Капитоновой, О.В.Калиниченко, С.Р.Тукмановой [1,2,3,4]. Все это может говорить о том, что данные изменения в биологии исследованных видов носят неспецифический характер и могут иметь определенное биоиндикационное значение, указывая на ухудшение условий обитания растений, вызванное, в том числе, воздействием высокой температуры сбрасываемых вод.

 

Список литературы:

1. Тукманова С. Р., Калиниченко О. В.. Капитонова О. А. Особенности биологии макрофитов в условиях теплового загрязнения поверхностных вод //VI Университетско-академическая НПК. Материалы докладов, Ижевск, 2003.

2. Калиниченко О. В., Тукманова С. Р. Видовой состав и особенности анатомо-морфологического строения водных растений как отражение экологического состояния Ижевского пруда //Исследования и проекты для Ижевска - 2004 - в рамках проекта «открытый университет» программы  «Культурная  столица  Поволжья  -  2004»,  Ижевский экспертный клуб, ЦСИ ПФО РФ, 2004.  

3. Капитонова О. А., Тукманова С. Р., Калиниченко О. В. Видовой состав и особенности анатомо-морфологического строения макрофитов в условиях  теплового  загрязнения   поверхностных   вод  //  Вестник УдГУ. Ижевск, 2004.

4. Калиниченко О. В. Тепловое загрязнение водоемов //Биология в школе, № 3, М., 2006.

5. Стурман В. И.,Гагарина О. В., Забродин Н. А., Юрк С. А., Подсизерцов В. М. Экологическое состояние пруда// Ижевский пруд.- Ижевск: Изд. Дом «Удм. Университет», 2002. - С. 165-187.