Особенности экосистем водохранилищ

Водохранилища представляют собой искусственные водоемы большой площади. Их сооружают для получения дешевой гидроэнергии, для судоходства и орошения. В зависимости от формы водного зеркала различают русловые и лопастные водохранилища. В верхних участках водохранилищ сохраняются гидрологические условия, близкие к речным, в нижних—к озерным. Для равнинных водохранилищ характерны большая площадь поверхности и малая глубина. По этой причине вода водохранилищ интенсивно перемешивается ветром, на них часто наблюдается сильное волнение. В связи с этим для многих южных водохранилищ характерно постепенное повышение концентрации минеральных солей в воде, так как чем больше отношение площади поверхности к массе воды, тем относительно быстрее идет испарение. Слои воды с разной концентрацией солей не смешиваются, т. е. наблюдается их стратификация. Поступающая вода менее концентрирована, имеет меньшую плотность и потому остается на поверхности. Стратификация воды по минеральному составу особенно сильно выражена в зимний период, когда отсутствует ветровое перемешивание. В одном из водохранилищ Донбасса жесткость воды зимой на поверхности составила 28,9°, а на глубине 9,5 м — 46,7°. Для предотвращения минерализации воды в водохранилищах устраивают донные выпуски. Повышенное содержание минеральных солей и обилие света, пронизывающего всю толщу воды во многих южных водохранилищах, приводит к интенсивному развитию водных растений, особенно сине-зеленых водорослей. При этом наблюдается так называемое «цветение» воды. Последующее отмирание водорослей приводит к обогащению поды органическими веществами, к снижению содержания кислорода в придонных слоях, появлению сероводорода и может быть причиной заморов рыб. Вода таких водохранилищ становится малопригодной для питьевого водоснабжения. Для обеспечения хорошего качества воды большое значение имеет предварительная очистка чаши водохранилищ от древесной и кустарниковой растительности и особенно от источников бактериального заражения (скотные дворы и т. п.).

Уровень воды во многих водохранилищах подвержен значительным колебаниям. Это связано с тем, что периоды запасания поды и ее; расходования часто не совпадают. В этих случаях в результате снижения уровня воды прибрежные части водохранилища летом пересыхают, а зимой промерзают. Это препятствует образованию зарослей водных растений и ухудшает условия для рыб и других водных животных.

Устройство водохранилищ приводит к подъему уровня грунтовых вод в окружающей местности и к изменению их состава в результате инфильтрации речной воды. Поэтому в районе водохранилищ необходим систематический санитарный надзор за состоянием воды подземных источников водоснабжения.

Растительный и животный мир водохранилищ занимает промежуточное положение между речным и озерным.

Для формирования биоценоза большое значение имеет скорость течения (Я. Я. Цееб, 1973). В реке, выше днепровских водохранилищ, она составляет 0,5—1,5 м/с. При этом происходит турбулентное перемешивание струй воды в реке. В воде содержатся взвешенные вещества минерального происхождения. Фитопланктон представлен в основном диатомовыми и протокковыми водорослями. Его биомасса редко превышает 3—б г/м3. В зоопланктоне содержатся немногочисленные коловратки и еще меньше рачков.

При поступлении воды рек в водохранилища скорость течения снижается до 0,1—0,2 м/с. Минеральная взвесь при такой скорости выпадает в осадок, снижается содержание кремния и железа в воде, необходимых диатомовым. Эти факторы благоприятствуют развитию сине-зеленых водорослей. Кроме того, такие свойства сине-зеленых, как способность усваивать растворенные органические вещества, устойчивость к недостатку кислорода, способность к всплыванию, приводят к тому, что в фитопланктоне, например днепровских водохранилищ, доминируют сине-зеленые водоросли.

Вследствие интенсивного развития фитопланктона возрастает численность и биомасса планктонных животных. Если в речном биоценозе преимущество имели коловратки, так как минеральная взвесь засоряла фильтровальные аппараты ветвистоусых рачков (например, дафний), то в водохранилищах после осаждения взвеси первенство переходит к рачкам.

Процесс формирования биоценоза водохранилища продолжается 2—4 года. В первые 2 года наблюдается особенно интенсивное «цветение» водохранилищ. На равнинных водохранилищах большая часть водного зеркала приходится на мелководье. На днепровских водохранилищах, например, мелководья с глубинами 2,5 м занимают 18—40 % площади водохранилищ, и только в Ка­ховском водохранилище площадь мелководий составляет 5 % (Я. Я. Цееб, 1973). Мелководья водохранилищ обычно зарастают высшими водными растениями: рогозом, камышом, тростником, рдестом и другими макрофитами. Значительную роль играет микрофитобентос и нитчатые водоросли: кладофора, спирогира и др.

Биомасса зоопланктона в зарослях значительно больше, чем на открытых участках, и достигает десятков граммов на кубический метр. Зообентос водохранилищ представлен личинками насекомых и организмами, устойчивыми к недостатку кислорода. В южных водохранилищах значительного развития достигает моллюск Dreissena polymorpha.