Современное экологическое состояние Малого Аральского моря

Современное экологическое состояние Малого Аральского моря

Н. В. Аладин, А. А. Филиппов, И. С. Плотников, А. Н. Егоров

Аральское море, изучением которого ранее занимался В.И. Лымарев, в настоящее время привлекает большое внимание ученых и хозяйственников в связи с интенсивным его высыханием и экологическим кризисом. Особенно это заметно в северной части водоема, называемой Малым Аральским морем, в отличие от основной части – Большого Аральского моря. Это можно видеть по карте Малого Арала, где в самом море и в заливах образовались обширные зоны осушки, сильно сократившие его площадь (рис. 1). Надо сказать, что до начала высыхания средняя соленость Большого и Малого Аральского морей несколько различалась. Эти различия были незначительными в период с 1961 до 1970 г. из-за интенсивного водообмена между двумя бассейнами. С 1971 до 1985 г., после того как пролив Аузыкокарал высох, а пролив Берга обмелел, средняя соленость в Малом море стала на 1,5-3,0 г/л выше, чем в Большом море. Однако в 1986 г. различия в средней солености между Малым и Большим морями уменьшились, прежде всего из-за изменения направления стока Сырдарьи, большая часть которого стала поступать в Малое море. Начиная с 1988 г. средняя соленость Малого моря была на 1,5-2,0 г/л меньше, чем Большого. Впоследствии полное высыхание пролива Берга к весне 1990 г. привело к усилению различий в солености между двумя бассейнами.

В период между весной 1990 г. и летом 1992 г. в районе пролива Берга образовался неширокий, но отличающийся быстрым течением канал, который обеспечивал сток воды из Малого моря в Большое. 

В июле 1992 г. этот канал был перекрыт песчаной дамбой высотой около 1 м с целью контроля уровня воды в Малом море. Первая попытка строительства дамбы не удалась, поскольку вскоре после возведения дамбы она была разрушена давлением воды. Вторая дамба была создана в конце июля-начале августа 1992 г. и просуществовала в течение 9 месяцев. В марте 1993 г. уровень воды в Малом море повысился более чем на 1 м, и вторая дамба также была разрушена. Позже, в период с 1993 до 1999 г. местные власти еще несколько раз воздвигали и укрепляли дамбу в проливе Берга. В результате этого уровень Малого Арала весной 1999 г. достиг отметки +42,6-43,0 м (согласно различным источникам), а средняя соленость уменьшилась до 18,2 г/л. В апреле 1999 г., когда давление воды и влияние волнового действия достигли критического уровня, эта дамба опять была полностью разрушена. В итоге уровень Малого Аральского моря опять упал и колебался в 1999 г. вокруг отметки +40 м.

Полевые и теоретические исследования зоологического института РАН, выполненные в период 1996-1999 гг., показали принципиальную возможность сохранения и восстановления Малого Аральского моря. Согласно результатам трех последних экспедиций на Малое море, было доказано положительное влияние дамбы в проливе Берга на экосистему моря. Сооружение дамбы в июле 1992 г. и ее постоянное укрепление позволили повысить уровень Малого моря на 2,5-3 метра (к апрелю 1999 г.) и уменьшить соленость в среднем на 8-10 г/л. Это увеличение уровня и уменьшение солености имели положительный эффект на экосистемы дельты Сырдарьи и Малого Арала. Так, было отмечено увеличение обилия солоноватоводных видов беспозвоночных в зообентосе и зоопланктоне. В зоопланктоне вновь увеличилась численность каспийских ветвистоусых ракообразных семейства Podonidae. Ранее представители этой группы ракообразных были на грани полного исчезновения, теперь же благодаря снижению солености их численность восстановилась практически до прежнего уровня. В большом количестве наблюдались Podonevadne camptonyx, и единично встречались Evadne anonyx. Следует отметить, что последний вид не наблюдался в Малом Аральском море более 10 лет. В 1999 г. в зообентосе Малого Арала вновь появились личинки хирономид. Их численность хоть и не достигла прежнего уровня, однако, безусловно, увеличила кормовую ценность бентоса и, возможно, способствовала увеличению рыбопродуктивности Малого Арала. По материалам Аральской рыбохозяйственной лаборатории и по свидетельствам местных рыбаков, почти вдвое увеличился вылов камбалы.

К счастью, разрушение плотины в конце апреля 1999 г. в проливе Берга не сопровождалось заметным увеличением солености. Однако это увеличение может начаться в самое ближайшее время, если не восстановить плотину. Возможно также полное отчленение заливов Бутажова и Шевченко с последующим их высыханием к 2005-2007 гг. Падение уровня моря уже привело к отчленению залива Большой Сарычеганак, и без принятия срочных мер он может высохнуть в течение одного года. Совершенно очевидно, что плотина должна быть восстановлена, и как можно быстрее. Беспрепятственный сток вод Малого Моря в Большое может привести к постепенному повышению солености первого, гибели солоноватоводных и морских видов гидробионтов, а это в свою очередь приведет к полной утрате рыбохозяйственного значения водоема. Кроме того, высыхание Малого Арала неизбежно ведет к усилению аридизации регионального климата.

В ходе наших полевых исследований на Малом Арале в 1997 и 1999 гг. было проведено изучение зоопланктона и зообентоса моря. Кроме того, в 1999 г. была изучена первичная продуктивность в различных участках моря. Оценка первичной продукции фитопланктона позволила составить представление о современном уровне первичной продуктивности моря и сравнить полученные нами данные с полученными ранее [3-6]. Пробы воды для определения первичной продукции собирались на четырех станциях. На станции 1 пробы воды были собраны с трех горизонтов, в других местах, из-за их отдаленности от лагеря, отбирались только интегральные пробы воды. Все они экспонировались на станции 1, расположенной на траверзе мыса Тастубек, на глубине 0,5 м (пробы со станции 1 экспонировались на тех же глубинах, на которых они были отобраны). Гидрологические и погодные условия во время отбора проб и их экспонирования были примерно идентичны. Прозрачность воды по диску Секки была до дна с единственным исключением для района г. Трехгорка, где в период отбора проб была штормовая погода и прозрачность воды не превышала 0,5 м. Как и в ходе предшествующих исследований, определение содержания кислорода проводилось по методу Винклера с экспонированием проб воды в двух светлых и двух темных склянках и последующим титрованием тиосульфатом.

Первичную продукцию фитопланктона определяли по методу Винберга. Показано, что фотосинтез протекал по всей толще воды от поверхности до дна, достигая максимального значения в поверхностном полутораметровом слое и незначительно снижаясь в придонном слое. Полученные результаты оказались сопоставимы с данными других авторов. Так, исследования 1993 г. [4] показали, что максимальные значения фотосинтеза наблюдались на глубине 2 м, а по данным Добрынина и Королевой, максимальные величины первичной продукции фитопланктона отмечались на глубине 0,5 м. Исследованиями 1999 г., как и в предыдущие годы, не было выявлено четких закономерностей в пространственном распределении первичной продукции. Наибольшие зарегистрированные значения первичной продукции фитопланктона были отмечены на ст. "Трехгорка" и в заливе Шевченко (ст. 11) и не превышали 0,25 мг С/л в сутки. В целом полученные в 1999 г. величины находились в пределах отмеченных другими исследователями значений, хотя среднее значение первичной продукции в 1999 г. было несколько ниже аналогичных значений прежних лет.

Исследования зообентоса в сентябре 1997 г. проводили в заливе Бутакова и в сентябре 1999 г. в различных частях акватории Малого Арала. В заливе Бутакова бентос собирали на 9 станциях, более или менее равномерно распределенных по акватории залива. На каждой станции отбирали по 5 дночерпательных проб с помощью дночерпателя Петерсена. В 1999 г. в акватории Малого Арала было отобрано 40 количественных проб с 12 станций. На каждой станции отбирали по 1-2 пробы зообентоса. Дополнительно для определения характера вертикального распределения зообентоса в прибрежной зоне в районе п-ва Тастубек был выполнен гидробиологический разрез от мелководного района в сторону открытого моря. Вдоль разреза были обследованы 4 станции с глубинами 0,7; 1,5; 3 и 6 м, на каждой из которых собрано по 5 дночерпательных проб. Для сбора зообентоса в 1999 г. использовали трубчатый пневматический дночерпатель (на глубинах до 3 м) и дночерпатель Петерсена (на больших глубинах). Собранный материал разобран и обработан с использованием стандартных методик.

В 1997 г. в составе макрозообентоса залива Бутакова были отмечены практически все характерные для современного Аральского моря группы донных беспозвоночных: двустворчатые моллюски Abra ovata Phil. и Cerastoderma isthmicum Issel, брюхоногие моллюски рода Starob. и многощетинковые черви Nereis diversicolor О. F. Muller. Средняя биомасса и численность бентоса были достаточно высокими и составляли 646 г/м2 и 42,3 тыс. экз/м2. По биомассе и численности на всех станциях преобладали двустворчатые моллюски А. Ovata. Вклад других видов в суммарную биомассу бентоса был намного меньше. Распределение зообентоса по акватории залива было достаточно однородным, на каждой станции присутствовал один итог же набор видов, а их относительная биомасса варьировала незначительно.

Характер вертикального распределения видов донных беспозвоночных, макрофитов и растительных остатков в грунте имел в данном районе свои характерные особенности и существенно отличался от таковых в других районах Аральского моря. Обилие макрофитов, грубого детрита, а также биомасса А. ovata. и Caspiohydrobia spр. были максимальными на мелководных станциях и снижались с глубиной. Распределение С. isthmicum имело противоположный характер. Обилие полихeт с глубиной существенно не менялось. Сравнение полученных нами данных с результатами предыдущих исследований в этом же районе показало, что за предшествующие 7 лет существенных изменений в донных сообществах залива Бутакова не наблюдалось. Средняя биомасса и численность бентоса в 1997 г. существенно не отличались от величин, зарегистрированных нами в этом же районе в 1990 г. (501 г/м2 и 24,5 тыс. экз/м2 соответственно). Структура зообентоса и характер вертикального распределения донных беспозвоночных в оба срока наблюдений также были практически идентичными, что свидетельствовало о закономерном характере выявленных особенностей. Некоторые различия в суммарных показателях количественного развития донных сообществ, отмеченные в 1990 и 1997 гг., возможно, были связаны с несовпадением сетки станций отбора проб в эти сроки наблюдений.

В 1999 г. в составе зообентоса Малого Арала были отмечены те же группы донных организмов, что и в заливе Бутакова: двустворчатые моллюски Abra ovata и Cerastoderma isthmicum, брюхоногие моллюски Caspiohydrobia spp. и многощетинковые черви Nereis diversicolor, также присутствовали креветки Palaemon elegans . В отличие от предшествующих (в 1989-1997 гг.) наблюдений, в донных сообществах отмечены личинки хирономид Chironomus halophilus Kieff. Последние встречались в существенных количествах, их численность в среднем по морю составила 64 экз./м2, а в прибрежной зоне у пос. Таспобек – 186 экз./м2. Присутствие хирономид, по-видимому, было связано c массовым сбросом вод Сырдарьи и существенным распреснением вод Малого Арала весной 1999 г.

Полученные результаты свидетельствовали о чрезвычайно высокой продуктивности донных сообществ прибрежной зоны Малого Арала. Величины численности и биомассы бентоса были очень высокими. На отдельных станциях эти показатели достигали 46 тыс. экз./м2 и 1900 г/м2, что превышало практически все полученные в предшествующие годы постанционные величины обилия бентоса. В прибрежной зоне у пос. Таспобек средняя биомасса бентоса составила 795 г/м2, что также заметно превысило все зарегистрированные величины среднего обилия бентоса на исследованных участках Арала в 1990-х гг.

Вертикальное распределение зообентоса в прибрежной зоне у пос. Тастюбек существенно отличалось от такового на открытых участках у побережья Аральского моря и имело много общего с таковым в заливах. Максимальное обилие бентоса было отмечено на мелководных станциях, а минимальное – на глубоководных. Как нами было показано ранее [2], характер вертикального распределения бентоса на прибрежных участках Аральского моря находился в прямой зависимости от особенностей гидродинамики. В бухтах и заливах Арала, характеризовавшихся пониженной волновой активностью, наибольшее обилие донных организмов, как правило, отмечались на мелководных станциях. Подобная картина отмечалась нами и на исследованном участке в районе пос. Тастубек. Интенсивность прибоя здесь была относительно низкой, и наибольшие количества детрита наблюдались на мелководье. Вероятно, это и вело к формированию максимальных скоплений донных организмов именно на мелководных станциям. Другой возможной причиной повышенной концентрации бентоса на мелководьях могла быть миграция сюда донных организмов из вышележащих горизонтов в результате падения уровня моря, имевшего место после прорыва плотины в районе пролива Берга весной 1999 г.

Центральные глубоководные районы Малого моря в 1990-х гг., как и в предшествующие годы, характеризовались минимальным развитием или полным отсутствием донных сообществ [2]. Нам удалось достаточно точно определить верхнюю границу распространения безжизненной зоны в бентали Малого Арала. В период наших наблюдений восстановленные грунты с запахом сероводорода и без признаков живого макрозообентоса в них наблюдались в центральной котловине Малого моря на глубинах более 8 м. Учитывая, что данные глубины занимают обширные площади в Малом море (по нашим оценкам, около 46%), можно утверждать, что в среднем обилие зообентоса всего Малого моря было примерно в 2 раза ниже такового в прибрежной зоне.

Анализ данных 1999 г. по участкам, которые нами исследовались и ранее [11,12], не выявил существенных изменений состава и количественного развития макрозообентоса в этик районах. Неизменным осталось и количественное соотношение основных компонентов макрозообентоса. Суммарная биомасса отдельных видов донных организмов и всего бентоса в прибрежной зоне была чрезвычайно высокой и имела тенденцию к дальнейшему росту. Полученные результаты свидетельствуют о стабильной ситуации в донных сообществах Малого Аральского моря, сохранявшейся в течение 1990-х гг. Высокая продуктивность донных сообществ Малого моря наряду с относительной стабильностью гидрологического режима и близостью водоема к крупным населенным пунктам делает Малое море чрезвычайно перспективным объектом для восстановления рыбного промысла на Арале.

Исследования зоопланктона в 1997 г. производились на заливе Бутакова, а в сентябре 1999 г. отбор проб был осуществлен на различных участках акватории Малого Аральского моря. В пробах были обнаружены следующие формы планктонных беспозвоночных:

1) коловратки Synchaeta vorax Rouss. и S. cecilia Rouss.;

2) веслоногие ракообразные Calanipeda aquaedulcis Kritch. и Halicyclops rotundipes aralensis Bor.; 

3) ветвистоусые ракообразные Podonevadne camptonyx (G.O. Sars) и Evadne anonyx G.O. Sars (кроме залива Бутакова);

4) личинки двустворчатых моллюсков Abra ovata и Cerastoderma isthmicum.

Полученные данные показали, что за последние 3-4 года в зоопланктоне Аральского моря произошел ряд существенных перемен, вероятно, связанных с изменениями гидролого-гидрохимческого режима водоема. Снижение солености Малого Арала способствовало увеличению численности и биомассы ветвистоусых ракообразных (3218 экз./м3 и 16,1 мг/м3 в 1999 г. по сравнению с 375 экз./м3 и 1,9 мг/м3 в 1993 г.). Этот рост предсказывался нами ранее [7-9]. В настоящее время P. camptonyx является одним из основных компонентов зоопланктона наряду с веслоногими Саlanipeda aquaedulcis, коловратками Synchaeta sрр. и личинками двустворчатых моллюсков (многочисленными в летний период). Характерно, что эти рачки, как и в прошлые годы, не были обнаружены в заливе Бутакова, где соленость выше, чем в основной акватории Малого моря [7-10]. В зоопланктоне Малого Арала были вновь найдены единичные экземпляры другого вида из семейства Podonidae – Evadne anonyx. Этот ветвистоусый рачок в течение долгого времени не встречался в Аральском море из-за его осолонения, но в последнее время появился вновь.

В мае 1996 г. нами было зарегистрировано резкое и значительное увеличение численности коловраток рода Synchaeta по сравнению с первой половиной 1990-х гг. (c 430 экз./м3 в 1993 г. до 12 – 59 тыс. экз./м3 в 1996 г.) [7-9]. В сентябре 1999 г. численность этой группы оставалась высокой (1,5 – 22 тыс. экз./м3). Таким образом, во второй половине 1990-х гг. коловратки были одной из доминирующих групп в зоопланктоне Малого Арала. По всей видимости, это связано с увеличением уровня первичного продуцирования в Аральском море [9,5]. Их обилие и относительная доля в зоопланктоне увеличивались по направлению от прибрежной зоны к центру Малого Моря, что наблюдалось и в 1996 г.

Численность и биомасса личинок двустворчатых моллюсков, одного из главных компонентов зоопланктона Аральского моря в прежние годы, были относительно низкими. Это связано с тем, что сбор проб происходил в период, когда размножение моллюсков уже завершилось. Веслоногие ракообразные были представлены преимущественно С. aquaedulcis. H. r. aralensis, который, как и в прошлые годы, был немногочисленным [7-8].

Среди исследованных районов Малого Аральского моря в 1999 г. по состоянию зоопланктона выделялся район вблизи горы Трехгорка. Здесь численность и биомасса зоопланктона были выше, чем в остальных районах северной части Малого Моря. Подобная картина наблюдалась еще в 1993 г. [7-8]. Можно предположить, что это связано с близостью данной акватории к дельте Сырдарьи. Наибольшие величины численности и биомассы зоопланктона ранее (1992-1993 гг.) наблюдались вблизи дельты Сырдарьи, где акватория характеризуется высокими величинами первичной продукции [7-8].

Залив Бутакова, несколько обособленный от основной акватории Малого Арала, характеризовался нестабильным состоянием зоопланктона, что выражалось в значительных межгодовых колебаниях его численности и биомассы. Наиболее резко они были выражены у С. aquaedulcis. Другой чертой зоопланктона залива было постоянное присутствие в нем H. r. aralensis. Этот рачок в периоды депрессивного состояния зоопланктона мог даже преобладать над C. aquaedulcis [1, 8-10]. В сентябре 1997 г. в зоопланктоне залива Бутакова присутствовали коловратки Brachionus sp., Synchaeta vorax и S. cecilia, веслоногие рачки Halicyclops rotundipes aralensis и Саlanipeda aquaedulcis, а также личинки двустворчатых моллюсков Abra ovata и Cerastoderma isthmicum. Как и раньше, преобладали веслоногие рачки H. r. aralensis, немногочисленные в открытых районах Малого Арала, Caianipeda aquaedulcis, а также коловратки Synchaeta spp. Личинки двустворчатых моллюсков, обычные для весенне-летнего зоопланктона, были единичными. Численность и биомасса зоопланктона залива (3400-43800 экз./м3 и 9,5-68,7 мг/м3) были значительно выше в сравнении с 1990 и 1991 гг. [7-8]. Причем здесь, как и в собственно Малом Море в 1996 г., резко возросла численность мелких коловраток Synchaeta cecilia, ранее относительно малочисленных; за исключением акватории, прилегающей к горлу (станции 6, 7), где численность коловраток была повышена, в остальных участках залива Бутакова состав и количественные показатели зоопланктона были в основном сходными.

В сентябре 1999 г. зоопланктон залива Бутакова имел типичный для него состав, а показатели его количественного развития были сравнимы с тем, что наблюдалось осенью 1997 г. При этом также нужно отметить, что планктонные личинки двустворчатых моллюсков Abra ovata и Cerastoderma isthmicum оказались более многочисленными по сравнению с тем же периодом 1997 г. Это, по-видимому, было связано с вариабельностью динамики размножения этих двустворок в зависимости от межгодовой изменчивости факторов среды обитания.

В целом полученные результаты свидетельствуют о том, что Малое Аральское море имеет большой потенциал для развития в нем рыбного хозяйства. Однако использовать этот потенциал возможно только при строительстве прочной дамбы в районе бывшего пролива Берга, что даст возможность контроля гидролого-гидрохимического режима Малого моря и поддержания его на оптимальном для рыбного хозяйства уровне.

Авторы выражают признательность главе администрации Аральского района А.К. Кушербаю и центру Арала Тенизи за содействие в организации полевых работ на Малом Аральском море в 1999 г. Исследования финансировались Академией Наук России (Комиссия по работе с молодежью) и БМФТ-ЮНЕСКО. 

Список литературы

1. Андреев Н.И. Зоопланктон залива Бутакова Аральского моря в июне 1990 г. // Тр. ЗИН. – 1991. – Т. 237. – С. 30-33.

2. Андреев П.И. Гидрофауна Аральского моря в условиях экологического кризиса. – Омск, 1999. – 453 с.

3. Добрынин Э. Г., Королева Н.Г. Продукционные и микробиологические процессы в заливе Бутакова Аральского моря//Тр. ЗИН. – 1991. – Т. 237. – С. 49-59.

4. Орлова М. И., Русакова О. М. Структурно-функциональные характеристики фитопланктона осенью 1993 года в районе мыса Тастубек (северный Арал) //Тр. ЗИН. – 1995. – Т. 262. – С. 208-230.

5. Орлова М. И. Материалы к общей оценке продукционно-деструкцонных процессов в прибрежной зоне северной части Аральского моря. 1. Итоги полевых наблюдении и экспериментов в 1992 г. // Тр. ЗИН. – 1993. – Т. 250. – С. 21-37.

6. Орлова М.И. Материалы к общей оценке продукционно-деструкционных процессов в прибрежной зоне северной части Аральского моря. 2. О некоторых особенностях функционирования экосистем в районе дельты Сырдарьи и мелководьях прилежащего морского залива // Тр. ЗИН. – 1995. – Т. 262. – С. 48-64.

7. Плотников И. С. Зоопланктон Аральского моря (Малое Аральское море) в условиях стабилизации его режима // Тр. ЗИН. – 1995. – Т. 262. – С. 167-173.

8. Плотников И. С. Зоопланктон прибрежных вод северной части Аральского моря в современных полигалинных условиях: Автореф. канд.. дисс. –СПб. – 1995. – 24 с.

9. Плотников И. С. Зоопланктон Аральского моря в 1992 г. // Тр. ЗИН. – 1992. – Т. 250. – С. 46-51.

Плотников И. С. Зоопланктон залива Бутакова Аральского моря в сентябре 1990 г. // Тр. ЗИН. – 1991. – Т. 237. – С. 34-39.

Филиппов А А. Зообентос залива Бутакова Аральского моря в сентябре 1990 г. // Тр. ЗИН 1991. – Т. 237. – С. 44-48.

Филиппов А. А. Макрозообентос прибрежной зоны северной части Аральского моря в современных полигалинных условиях: численность, биомасса, пространственное распределение // Тр. 3ИН. – 262. – 1995. –  С. 103-166.