У берегов Италии и других Средиземноморских стран в лагунах выращивают угрей, кефаль. В Японии искусственно получают молодь корюшки и морских окуней, которую в подрощенном состоянии выпускают в море для повышения численности этих видов в прибрежной зоне. В Норвегии в небольших прибрежных бухтах выращивают молодь трески, сельди и камбалы с последующим выпуском в море. В Шотландии уже много лет выращивают молодь камбал. В скандинавских странах в морских водах ежегодно выращивают десятки тысяч тон товарной форели и сёмги.

В России самым массовым объектом рыбоводства является карп. В Каспийском и Азовском морях созданы осетровые хозяйства, которые получают, выращивают и выпускают в моря молодь и затем организуют промысел. На Дальнем Востоке ежегодно выращивают и выпускают в море миллионы мальков тихоокеанских лососей.

Аквакультура беспозвоночных сводится в основном к разведению морских моллюсков и ракообразных. При этом используют прибрежные пруды, отдельные участки моря, бассейны. Успешно разводят устриц, морских гребешков, мидий. В Японии, Китае, странах Латинской Америки, США выращивают десятки тысяч тон морских ежей. Отечественная марикультура освоила технологию разведения и выращивания трепангов (голотурии – морские огурцы из иглокожих) в заливе Петра Великого.

Из водорослей успешно разводят в морях Дальнего Востока главным образом порфиру из красных водорослей. Из бурых водорослей выращивают ламинарию – морскую капусту и ундарию.

11.ПРОБЛЕМА ЧИСТОЙ ВОДЫ И ОХРАНА ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

11.1.Загрязнение водоёмов и загрязняющие вещества

Интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, рост городов и народонаселения служат причиной загрязнения водоёмов. Под загрязнением водоёмов понимается ухудшение их экономического значения и биосферных функций в результате антропогенного поступления в них вредных веществ. Загрязняющие вещества принято делить на три основные группы:

1)органические нетоксичные;

2)органические и минеральные токсичные;

3)смешанные.

К первой группе относятся фекальные стоки, отходы лесосплава, которые, попадая в водоем, резко ухудшают кислородный режим, способствуют образованию Н2S, метана и других продуктов распада органических веществ. Токсичные загрязнения опасны и для гидробионтов и для человека, который употребляет в пищу организмы, содержащие повышенные концентрации тяжёлых металлов (ртуть, свинец, олово, медь и др.), пестицидов – химических препаратов, синтезированных для борьбы с вредными животными и растениями, радиоактивных и других веществ.

93

Поступают эти токсичные вещества в водоёмы с бытовыми и промышленными стоками, из атмосферы и с суши после применения в сельском хозяйстве и в лесном хозяйстве пестицидов, рассеиваемых с воздуха авиацией. Особенно токсичны хлорорганические пестициды (ДДТ, гексахлоран), т.к. они трудноразложимы. Период полураспада этих пестицидов более 10 лет. Они хорошо растворимы в липидах и потому накапливаются в жировой ткани, печени, почках и мозге водных животных и долго удерживаются в нём. Менее токсичны фосфорорганические пестициды, которые не накапливаются в организмах, быстро разлагаются под действием внутриклеточных эстераз.

Весьма вредны для гидробионтов СМС-детергенты. Они биохимически стойки. Сильнейшим органическим токсикантом является нефть и нефтепродукты (бензин, керосин, соляровое масло, мазут и др.). Ряд нефтяных фракций, особенно высококипящих, обладает канцерогенными свойствами. Нефтепродукты исключительно стойки, лишь немногие микроорганизмы способны их разрушать.

К числу минеральных, наиболее токсичных для гидробионтов веществ относятся соединения мышьяка, ртути, свинца, меди, цинка. Основное поступление металлов в водоёмы происходит через атмосферу и осадки, а также стоками рудников, промышленных производств, бытовыми стоками. Токсичность соединений металлов сохраняется практически бесконечно. Большую опасность, прежде всего для человека, представляет поступление в водоёмы радионуклидов вместе с отходами атомных судов, электростанций и других производств. Наиболее опасны для гидробионтов и часто встречаются радиоизотопы стронция, иттрия, цезия, циркония, ниобия. Особенно много радионуклидов накапливается в самом поверхностном слое. В грунте водоёмов концентрация цезия-95 и цезия-144 в десятки раз выше, чем в воде вследствие их адсорбции на поверхности минеральных и органических частиц.

Наконец, одной из своеобразных форм загрязнения водоёмов является термальное загрязнение в результате сброса в водоёмы нагретых вод, прошедших систему охлаждения агрегатов ГРЭС, АЭС, ТЭС. Сброс в водоёмы нагретых вод приводит к изменению термического режима в водоемах, уменьшению их насыщенности кислородом, смещению гидрологических сезонов.

11.2. Влияние загрязнений на жизнедеятельность гидробионтов

Ядовитые вещества промышленных, сельскохозяйственных и бытовых стоков действуют на различные функциональные системы – дыхания, кровообращения, питания. В результате происходят патологические сдвиги, а это влечёт изменения метаболизма и приводит к гибели. Но токсикант может оказывать на отдельные виды стимулирующий эффект, т. е. его воздействие приводит к увеличению численности какого-либо вида. Некоторые же виды какое-то время остаются безразличными к действию токсиканта. Реакция гидробионтов на воздействие токсических веществ зависит от его концентрации и продолжительности воздействия. Важно и косвенное влияние

94

токсикантов на хрупкое равновесие в водоёмах. Так, опасность действия пестицидов определяется не только их непосредственной токсичностью для животных, но и угнетающим влиянием на фотосинтез фитопланктона.

Бактерии, грибы и водоросли менее чувствительны к токсическим веществам, чем беспозвоночные и рыбы (в десятки тысяч раз). Если чувствительным к ядовитому веществу оказывается доминантный вид в сообществе, то его исчезновение или резкое снижение численности приводит к резкому изменению межвидовых отношений. Исчезновение же малочисленного вида не окажет заметного влияния на структуру сообщества, и оно сохранит свою стабильность.

11.3. Антропогенная эвтрофикация, термофикация и ацидификация водоёмов

Деградация водоёмов часто вызывается антропогенной эвтрофикацией. Это связанное с деятельностью человека повышение уровня трофии водоёмов в результате избыточного поступления в них биогенов (солей азота, фосфора). Следствием этого является интенсивное развитие фитопланктона, преимущественно сине-зеленых водорослей («цветение» воды), а также зарастание прибрежных мелководий высшей водной растительностью, вследствие чего ухудшается качество воды (дефицит О2, неприятный вкус и запах). Резко повышается скорость новообразования органического вещества, продукция преобладает над деструкцией и биомасса экосистем возрастает. После отмирания водорослей эта огромная масса мёртвой органики разлагается гнилостными бактериями – аэробами, поглощающими весь кислород в водоёме. Следствием этого является замор – массовая гибель гидробионтов из-за отсутствия кислорода, наличия сероводорода, метана, аммиака, углекислого газа – продуктов гниения.

Источники биогенных веществ в водоёмах – городские и промышленные стоки, стоки с сельскохозяйственных угодий. Со стоками с полей в водоёмы может попадать 20-40 % внесённого с удобрениями азота и свыше 1,5 % фосфора.

Термофикация водоёмов – это изменение их температурного режима. Сбросные тёплые воды ГРЭС, АЭС, ТЭС повышают на 5-13оС температуру природных вод, а в некоторых случаях даже на 14-24оС. Повышение температуры воды ускоряет круговорот веществ в экосистеме, ускоряет первичное продуцирование, что служит дополнительной предпосылкой эвтрофикации водоёмов. Изменяется флора и фауна водоёма, т. е. происходит сдвиг в структуре и функции исходной экосистемы.

Однако эвтрофикация и термофикация не всегда ведут к деградации водных экосистем и могут оказаться полёзными для человека, так как, например, расширяют перспективы развития аквакультуры. Изъятие из водоёмов органики в форме полезной продукции может проводиться в масштабах, уравновешивающих её перепроизводство вследствие дополнительного поступления биогенов. При этом баланс нормализуется, и

95

явление эвтрофикации окажется исключённым. То есть поступление биогенов в водоёмы нельзя отождествлять с ухудшением состояния последних, так же, как и термофикация усиливает опасность эвтрофикации и вредна лишь в той степени, в которой невозможно управлять экосистемными процессами. Овладение ими превратит термофикацию в источник дополнительных выгод за счёт развития аквакультуры.

Основная мера предупреждения эвтрофикации водоёмов сводится к предотвращению избыточного поступления биогенов (P, N). Это достигается повышением культуры земледелия, уменьшающей сток биогенов с сельхозугодий. Важно не применять повышенных доз удобрений. Другой путь

– перехват биогенов, предусматривающий обустройство прибрежной полосы, в частности, её облесения. Лесная прибрежная полоса 30-метровой ширины почти полностью задерживает поступление биогенов в водоёмы. Использование растительноядных рыб, непосредственно утилизирующих первичную продукцию, – перспективная мера предупреждения эвтрофикации водоёмов (толстолобик, амур).

И, наконец, осаждение фосфора канализационных стоков солями железа, алюминия или известью (очистные сооружения).

Ацидификация водоёмов – это повышение кислотности вод (pH < 5,4). В последние годы ацидификация вод имеет место во многих частях Земного шара, в частности, в восточной Канаде, северо-востоке США, в южных районах Финляндии, Норвегии, Швеции. В России, Польше, Германии, Франции и Англии тоже существуют проблемы, связанные с ацидификацией.

Причинами ацидификации водоёмов являются индустриальные серные выбросы, в частности, металлургических предприятий, кислотные осадки, а также особенности геологии водосборных районов. Наиболее низкие значения pH в воде рыбохозяйственных водоёмов наблюдаются в период таяния снега. В норвежские реки и озёра с талыми водами поступает большое количество кислых соединений, резко снижается pH до 4,6, что вызывает массовую гибель лососевых.

Гумусовые воды благодаря их кислотности хорошо транспортируют микроэлементы, которые при других условиях могли бы накапливаться в почвах водосборной площади. Следствием является повышение концентрации микроэлементов в водных растениях, некоторых видах макрозообентоса и рыб. В кислых озёрах водная кубышка (Nuphor luteum) имеет выше содержание Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, чем в некислых. Аналогичная картина наблюдается и с личинками ручейников, в частности, Limnophilis sp. В кислых американских озёрах (pH 4 – 4,6) высокие концентрации свинца отмечены у жёлтого окуня. У сига из канадских озёр отмечено увеличение марганца при низких pH, а также у ручьевой форели в кислых озёрах Квебека. В кислых озёрах повышается содержание ртути в мышцах рыб в количестве 0,5 – 1 мг/г, что представляет угрозу для питания человека. В кислых водах алюминий концентрируется в жабрах рыб. Pb и Cd концентрируется во внутренних органах. Pb может концентрироваться в костях.

96