15.5. Екологія річки

Річка є складною і вразливою екосистемою. Її складність зумовлена багатокомпонентністю та ярусністю біоти: зона повітряно-водних рослин, занурених рослин і рослин з плаваючим листям. Крім цього, тут функціонують планктон, бентос, перифітон. Багатогранна взаємодія між берегом, водою і мулистими відкладами значно ускладнює колообіг речовин та енергії навіть у межах підсистеми. Уразливість підсистеми зумовлена тим, що на невеликому, вузькому просторі, зайнятому річищем річки, концентрується стік з усієї водозбірної площі. Стан підсистеми річки є інтегральним показником кількості й якості стоку в даному басейні. За цим показником можна судити про функціональну активність інших підсистем (екосистем) та величину антропогенного навантаження. Обмін речовин і перетворення енергії в річці пов'язані з такими процесами в інших підсистемах настільки тісно, що створюється цілісна екосистема басейну. Проте у річці існує ще специфічний обмін речовин, з власним набором або співвідношенням гідробіонтів, власним трофічним ланцюгом, трофічними рівнями та пов'язаними з ними процесами самоочищення води.

В останні десятиріччя прес людської діяльності в екосистемах басейнів малих річок збільшився настільки, що призвів до кризової ситуації у взаємозв'язках людини з природою, до підриву самих основ функціонування екосистем річок.

Стік і якість води малих річок – основна ланка у водному балансі країни, без урахування якої неможливе вирішення водогосподарських проблем. Без всебічного й комплексного вивчення екології річок, особливо малих, і впровадження невідкладних заходів не можна запобігти розпаданню та деградації екосистем річок, а отже, і середовища, в якому ми живемо.

Зміна гідрологічного режиму річки внаслідок будівництва ставків і водосховищ, випрямлення та поглиблення річищ, осушення заплав, облицювання берегів тощо безумовно впливають на рослинні й тваринні угруповання і навіть можуть викликати зникнення одних видів і бурхливий розвиток інших, тих, які у сприятливих екологічних умовах не мають широкого розвитку і особливого значення у функціонуванні екосистеми. Звичайно при цьому зменшується видове різноманіття, що у свою чергу, як правило, призводить до спрощення екосистеми, звуження меж її стійкості. Збіднюють і спрощують екосистему річки також екологічно необґрунтована експлуатація земель на водозборі, осушення та використання болотних масивів, вирубування лісів. При плануванні господарського використання природних ресурсів річкового басейну екологічно обґрунтованим буде таке, яке збільшує видову різноманітність у системі, а отже, і підвищує її стійкість. Слід ще раз нагадати, що екологічні системи – це відкриті системи. Тому їхні екологічні ланцюги можуть бути місцевими, що безпосередньо стосуються життя річки, наземно-водними, що стосуються життя у воді, на суходолі й у повітрі та глобальними (наприклад, далека міграція окремих видів риб). У самій річці населені життям уся товща води і шар мулу, що необхідно враховувати при намірі спрямити, каналізувати річище, бо при цьому порушується біоценоз дна річки. Його руйнування знижує самоочисну спроможність останньої, сприяє рухові наносів вниз за течією, порушує взаємообмін речовиною і енергією між живими та неживими компонентами екосистеми. Без такого обміну між гідробіонтами річки та біотою на площі водозбору річкова система перестає функціонувати як єдине ціле.

Господарська діяльність людини вносить корективи у життя екосистеми річки. Оранка цілини, особливо лук, заплав, схилів, вирубування лісів зумовили інтенсифікацію ерозійних процесів та змив у річки продуктів ерозії. Надходження у річки органіки, біогенів, пестицидів, солей важких металів та інших забруднювачів спричинить загибель риби, зміну її видового складу.

Існує певна межа забруднення, менше якої річки в результаті природних процесів самоочищення залишаються чистими, їхні екосистеми не розпадаються. Але за сучасного рівня антропогенного навантаження практично переважна більшість річок такої можливості вже не має. Вони втратили свою здатність до самоочищення, а свіжої води для розведення забруднених стічних вод дедалі стає менше. Таким чином, стан річок, особливо малих, уже близький до тієї межі, перехід якої призведе до дуже швидкого розпаду біосистеми.

Із комплексу характеристик, які так чи інакше зумовлюють функціонування річкових екосистем, найбільшу екологічну значущість мають такі:

• протяжність річкової системи – визначає масу води, буферну ємність;

• швидкість течії – інтенсивність водообміну, самоочисну спроможність потоку і біопродуктивність;

• витрата води – стійкість і біопродуктивність річкової екосистеми, процеси самоочищення;

• коефіцієнт звивистості річкового русла – вплив на біопродуктивність і стійкість системи;

• коефіцієнт розвитку заплави – біопродуктивність річкової екосистеми;

• залісеність, заболоченість, залуженість – характеризують зовнішню буферну ємність і стійкість системи;

• коефіцієнт покриття водного дзеркала макрофітами – показник якісного стану системи;

• біомаса макрофітів (питома – на 1 м² водного дзеркала) – ступінь впливу на екосистему;

• біомаса фітопланктону (за вмістом хлорофілу) – біопродуктивність річкової екосистеми;

• біомаса зоопланктону – біопродуктивність (і кормність) системи;

• рибопродуктивність потенційна, розрахована за кормовою базою, – показник біопродуктивності річкової екосистеми;

• рибопродуктивність фактична (визначають контрольними виловами);

• показник біопродуктивності системи;

• якість води: екологічна – визначає якість води щодо тест-об'єкта (мікроводоростями); санітарно-екологічна – характеризує якість води з санітарно-екологічних позицій; водогосподарська – характеризує якість води з позицій водоспоживача;

• розчинений кисень – стабільність системи, самоочисна спроможність;

• реакція середовища (рН) – спрямованість окиснювально-відновних процесів;

• об'єм стічних вод, які скидають у річку, – рівень навантаження на річкову екосистему;

• маса органічних речовин, які надходять із стічними та іншими водами, – характеризує рівень антропогенного навантаження і фотосинтезу (через показник прозорості води);

• теплове забруднення – визначає рівень окислювально-відновних процесів;

• зарегулювання стоку – порушення екосистемних зв'язків;

• випрямлення річищ річок (перетворення річок на канали і водоприймачі) – порушення екосистемних зв'язків;

• розорення території водозбору – показник рівня антропогенного навантаження;

• осушення боліт і перезволожених земель на водозборі – зміна екологічних умов функціонування біоценозів.

Аналіз перелічених показників дає змогу виявити фактори, які лімітують функціонування річкової екосистеми і тісно пов'язані з витратою води; остання є інтегральним показником.

Отже, одним з основних показників є витрати води. Тут мають на увазі витрати води в якомусь діапазоні, характерному для кожної річки і за якого сформувалась річкова екосистема. Тому дуже гостро стоїть питання про допустимі норми вилучення води з річок, особливо малих; правильніше, норми витрат, які допустимі в усі фази гідрологічного режиму водотоку. Такі витрати називають екологічними, оскільки вони підтримують функціонування екосистем. Слід зазначити, що екологічні витрати води включають і витрати для розведення стічних вод та інших забруднень до безпечного рівня.

Зрозуміло, що величина стоку, яку необхідно залишити у руслі, повинна відповідати переліченим гідробіологічним критеріям функціонування річкових екосистем. Цей стік називають по-різному: граничним значенням (величиною) річкового стоку, що залишається в руслі; мінімально допустимим; мінімально необхідним, обов'язковим, лімітуючим, санітарним, екологічним стоком і т. п. Правильніше називати такий стік екологічно необхідним. Під терміном «екологічно необхідні витрати води» слід розуміти такі величини витрат води в річках, які мають зберігатися в них за будь-яких видів господарської діяльності та забезпечувати процеси руслоформування, стік зважених і донних наносів, відтворення біологічних ресурсів, задовільний санітарний стан та самоочищення річок.