Экологический кризис прибрежной зоны. Тезисы Верищагинской конференции

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ ОЗЕРА
БАЙКАЛ
Тимошкин О.А., Мальник В.В., Сакирко М.В., Бондаренко Н.А., Рожкова Н.А., Шевелева Н.Г., Волкова Е.А, Непокрытых А.В., Зайцева Е.П., Медвежонкова О.В., Лухнев А.Г., Зверева Ю.М., Побережная А.Е,
Широкая А.А., Потапская Н.В., Томберг И.В., Домышева В.М., Тимошкина
Е.М., Купчинский А.Б.

Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск, Россия
tim@lin.irk.ru

Результаты междисциплинарных исследований прибрежной зоны Байкала (включая зону заплеска) за период 2007-2014 гг. свидетельствуют о значительных изменениях в структуре и количественных характеристиках мелководных сообществ дна в масштабах всего озера (Тимошкин и др., 2014). В 2007-2012 гг., из-за отсутствия финансирования, они проводились ограниченно, в районе заливов Большие Коты и Листвяничный (Кравцова и др., 2011; Тимошкин и др., 2014а; Kravtsova et al., 2014). Методы и основные результаты исследований экологии заплесковой зоны отражены в 13 публикациях (обзор: Тимошкин и др., 2011). В мелководной зоне изучались состав и количественные характеристики сообществ макрофито- и макрозообентоса, планктон, гидрохимические, гидрологические и микробиологические характеристики придонных, поверхностных слоев воды. Начиная с 2013 г., благодаря поддержке директора ЛИН СО РАН, М.А. Грачева, было организовано несколько весенне-летних и осенних экспедиций по всему озеру. В силу отсутствия регулярных кругобайкальских наблюдений до 2010 г., начало этих изменений можно датировать лишь примерно, по результатам исследований в Южном Байкале. Вероятная «точка отсчета» - 2010-2011 гг. Наиболее значимые перестройки произошли в сообществах макрофитобентоса. Выводы по возможным изменениям в сообществах зообентоса (кроме губок) возможны лишь после анализа отобранных проб. Ниже приведены хронология событий и краткая характеристика основных необычных и негативных экологических процессов, обнаруженных нами за период 2010 - июнь 2015 гг.

1. В 2010-2011 гг., двумя независимыми группами исследователей (ob. cit.) обнаружены крупномасштабные изменения в составе и продукционных характеристиках доминирующих макроводорослей мелководной зоны отдельных заливов Южной котловины (Большие Коты и Листвяничный). Это выражалось в массовом развитии ранее не свойственных Байкалу зеленых нитчатых водорослей рода Spirogyra (глубины 0.5 - 10 м) и необычайно массовому развитию в поздне-осенний период другой нитчатой водоросли - Stygeoclonium tenue, в зоне первого растительного пояса, обычно образуемого нитчаткой Ulothrix zonata. В 2013-2014 гг. массовое цветение спирогиры обнаружено в мелководной зоне практически в масштабах всего озера: Северобайкальск, Нижнеангарск, бухты Онокочанская, Богучанская, Сеногда, Лударь, Аяя, Амнундакан, Давше, Баргузинский залив (северное побережье, Максимиха, Ровесник), Бабушкин, Танхой, Байкальск, Слюдянка, Култук, КБЖД, Листвянка, Обутеиха, Бол. Коты, бух. Песчаная, Бабушка, Бол Голоустное. Следовательно, в осенний период виды рода Spirogyra в массе встречались или даже доминировали в мелководье практически всего восточного и многих участках западного побережья. На западном побережье Южн. котловины развитие водоросли четко ограничивалось мелководьем возле прибрежных населенных пунктов и центров рекреации. Пик развития спирогир Байкала приходится на осень (сентябрь-октябрь). Их массовая круглогодичная вегетация пока свойственна лишь двум из 15-20 изученных районов: зал. Листвяничный и мелководье Тыя-Сеногда. Результаты драгирования, проведенные в 2013 г. напротив устья р. Тыя и в губе Богучанской (Сев. Байкал) свидетельствуют о внедрении спирогиры в открытое озеро до глубин 10-20 м. Выяснено, что сырая биомасса спирогиры сопоставима или даже превышает аналогичные значения, характерные для байкальских макроводорослей 1 -го и даже 2-го растительных поясов. Массовое поздне-осеннее развитие стигеоклониума в приурезовых сообществах всех трех котловин наблюдалось как в 2013, так и в 2014 гг.

2. Увеличение сырой биомассы (продуктивности) байкальских макрофитов мелководья. Так, в июне 2015 г. биомасса в первом растительном поясе (с доминированием улотрикса) некоторых участков Сев. Байкала достигала 3-5 кг/м2, что многократно превышает максимальные значения прошлых лет (Ижболдина, 1990: июньский максимум не превышает 0,5 кг/м2).

3. Массовое развитие «сапрофитных» (см. ниже) и «свободноживущих» цианопрокариот в некоторых районах озера. Летом 2013-2014 гг. огромное количество осцилляториевых цианопрокариот обнаружено на гл. 10-15 м при драгировании южнее бух. Песчаной. Значительное развитие бентосных цианопрокариот наблюдалось также в мелководье губы Бол. Коты, Баргузинском заливе и др. (Phormidium, Oscillatoria, Tolypothrix spp. и др.).

4. В 2013-2014 гг. обнаружены гигантские береговые скопления (БСД) гниющих водорослей различного состава (спирогира, элодея, цианопрокариоты, Cladophora glomerata, высшие водные растения и др.), достигающие по сырому весу до 90 кг/м2. Столь массовые БСД обнаружены для озера впервые. Они приурочены к прибрежной зоне западнее г. Северобайкальска, Чивыркуйскому заливу (Монахово), южному побережью Баргузинского залива (Максимиха, Ровесник), МРС, бух. Шида и пос. Култук. В Баргузинском заливе впервые обнаружены значительные БСД с доминированием «свободноживущих» цианопрокариот (Tolypothrix spp. и др.). Гигантские БСД обычно развивались в поздне-летний, осенний периоды. Впервые для июня обнаружено гигантское БСД из байкальских макрофитов в районе МРС (2015). Следовательно, массовое их развитие в сезонном аспекте сдвигается на более ранние сроки.
5. В 2013-2014 гг. обнаружены настоящие кладбища брюхоногих моллюсков (в основном, лимнеид), сотни тысяч раковин выброшены на берег. Они приурочены к местам наиболее массового развития спирогиры, на северной оконечности озера (Сеногда-Заречный). В июне 2015 г. аналогичные, но не столь масштабные кладбища обнаружены напротив пос. Максимиха.

6. В 2013-2014 г., в масштабах мелководной зоны практически всего озера, выявлено поражение (гибель, несколько видов болезней) эндемичных байкальских губок - как корковых, глобульных, так и ветвистых. По результатам 50 погружений сентября 2014 г. выявлено, что от 30 до 100% особей Lubomirskia baikalensis были либо повреждены, либо больны. В 2014 г. это явление в большинстве изученных мест Южн. котловины ограничивалось глубинами 15-20 м (Boedecker, pers. comm.), в 2015 затрагивает более глубокие районы. Впервые выявлено, что наиболее распространенное заболевание губок сопряжено с массовым развитием «сапрофитных» цианопрокариот рода Phormidium (Тимошкин и др., 2014). Нити водорослей подвижны и окрашены в темно-вишневый цвет. Светооптический анализ показывает, что в пятне поражения на 90-95% доминируют цианопрокариоты, 2-3 вида. Различной степени деформация наружной поверхности губки (т.е. - начальные стадии ее отмирания) в большинстве исследованных случаев (50-80%) предшествует массовому заселению ее цианопрокариотами. По предварительным данным, наиболее поражены ветвистые губки Южной котловины (залив Листвяничный, напротив пади Черная и др.), наименее - губки северо-западного участка (примерно Елохин-Большие Ольхонские ворота). Этот же участок, в основном, свободен от спирогир.

7. Выявлены превышения норм СанПин в поверхностных и придонных водах пляжей большинства прибрежных населенных пунктов по санитарно-показательным микроорганизмам. Их значительные концентрации обнаружены также в поровых водах пляжей, особенно - в лунках под БСД. Так, количество энтерококков может превышать 2000 КОЕ/100 ml.

Результаты 13-летних исследований прибрежной зоны свидетельствуют о крупномасштабной «скрытой эвтрофикации» мелководной и заплесковой зон озера Байкал (Тимошкин и др., 2014; Timoshkin, 2015). При этом огромная масса чистой воды Байкала и ветро¬волновая активность препятствуют формированию стабильных повышенных концентраций биогенов в толще воды. Поэтому основные изменения происходят не в толще воды, что свойственно для большинства сравнительно мелководных озер, подвергшихся эвтрофированию, а на дне Байкала. Основными путями поступления излишних биогенов являются притоки, куда осуществляется сброс стоков и пассивная фильтрация последних сквозь грунт береговой зоны. По предварительным данным, только со стоками г. Северобайкальск в мелководную зону Сев. котловины за 2012-2014 гг. через р. Тыя поступало 6 тонн P(PO4-) ежегодно, что привело к наиболее массовому развитию спирогиры за всю историю наблюдений. Сырая биомасса только выброшенных на берег водорослей осенью 2013 г. достигала 1400 тонн.

По мнению первого автора, наиболее вероятными причинами этих негативных процессов являются: а) многолетний сброс в озеро Байкал недостаточно очищенных, либо - вовсе не очищенных сточных вод (города Северобайкальск, Бабушкин, Байкальск, Слюдянка); б) разрушение очистных сооружений, построенных во времена СССР, либо их полное отсутствие в наиболее крупных прибрежных населенных пунктах, в которых осуществлялось и продолжает осуществляться массовое строительство объектов отдыха и проживания; как следствие - в) пассивная фильтрация стоков сквозь береговую зону и/или их поступление с притоками (большинство прибрежных населенных пунктов), г) массовый сброс фекальных и подсланиевых вод с многочисленных судов.

По данным мировой литературы (обзор: см., Тимошкина, в печати), массовое развитие спирогиры зачастую свойственно водоемам, куда сбрасываются недостаточно очищенные сточные воды. Помимо биогенов, два других фактора могут играть решающую роль: искусственное колебание уровня воды и климатические изменения. Все три фактора свойственны и Байкалу. Однако, по мнению ТОА, климатические изменения могут лишь катализировать эти процессы, но главенствующей роли не играют. Поступление излишних биогенов следует рассматривать как основной фактор массового развития макрофитов в прибрежной зоне озера.

Очевидно, что существующие государственные системы мониторинга не эффективны, поскольку они сверх сконцентрированы на слежении за центральным водным телом озера, мониторинг мелководной зоны (включая заплесковую) в систему не включен. Т.е. - эта система потенциально не способна диагностировать возможные поражения экосистемы дна озера Байкал, которые могут происходить вследствие «скрытой эвтрофикации».
Работа выполнена в рамках госбюджетного проекта № 01201353447 «Современное состояние, биоразнообразие и экология прибрежной зоны озера Байкал» и частично поддержана грантом РФФИ № 13-04-01270 и директором Института академиком М.А. Грачевым.