Оценка экологического состояния водно-болотных угодий в системе агроландшафтов Пензенской области

In the conditions of humid spring in 2013, there was the highest yield of spring rape...1,95 of 1.99 t/ha at a seeding rate of 2.0...2.5 million viable seeds/ha, which significantly exceeded both more and less dense crops. When there was insufficient moisture and high air temperature during the period of the vegetation in 2014 the yield of spring rape seeds was the lowest...0,99 0,77 t/ha.

Key words: rape, seeding rates, weather conditions, photosynthesis, yield productivity.

References:

1. Gulyayev, B. I. Substantiation of ways of increasing photosynthetic efficiency of crops / B. I. Gu-lyayev // Photosynthesis and production process. - M.: Nauka, 1988. - P. 218-222.

2. Gushina, V. A. Technical methods of cultivation of spring oilseed rape and their energy and economic efficiency / V. A. Gushin, A.S. Lykova, I. N. Tokareva // Niva Povolzhya. - 2010. - No. 2. - P. 14-20.

3. Gushina, V. A. Photosynthetic activity of agrocenosis of Echinacea / V. A. Gushina, Ye. O. Nicholskaya // Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy. - 2013. - № 1 (21). - P.10-13.

4. Dospekhov, B. A. Methodology of field experience / B. A. Dospekhov. - M.: Agropromizdat, 1985. -351 p.

5. Kovalev, V. M. Theoretical bases of optimization of yield formation / V. M. Kovalev. - M.: Publishing house of MAA, 1997. - 284 p.

6.. Maksimov, N. A. A short course in plant physiology: textbook / N. A. Maximov. - M.: Publishing House M. Selkhozgiz, 1948. - 496 p.

7. Nichiporovich A. A. Photosynthesis and the theory of obtaining high yields / A. A. Nichiporovich. -M.: AS SSSR, 1961. - 193 p.

8. Nichiporovich, A. A. Energy efficiency and productivity of photosynthetic systems as an integral problem / A. A. Nichiporovich // Plant Physiology, 1978. - Vol. 25, no. 5. - P. 922-937.

9. Pakul V. N. Net productivity of photosynthesis of spring barley / V. N. Pakul // Sibirsky Vestnik of agricultural science. - 2009. - No. 2. - P. 34 - 40.

10. Posypanov, G. S. Crop production/ G.S.Posypanov, V. E. Dolgodvorov, G. V. Korenev et.al. -M.: Kolos, 1997. - 447 p.

11. Sinyagin, I. N. The areas of plants nutrition / I. N. Sinyagin. - M.: Rosselkhozizdat, 1975. - 384 p.

12. The list of pesticides and agrochemicals permitted for use on the territory of the Russian Federation 2014: reference edition. - 2013. - 692 p.

13. Shaikhutdinov, F. Sh. Photosynthetic activity of spring wheat depending on seeding rates and background of nutrition / F. Sh. Shaikhutdinov, I. M. Serzhanov, Sh. Sh. Shaikhraziyev et.al. // Vestnik of Kazan state agrarian university. - 2010. - № 3 (17). - P. 128-131.

УДК 574:556.55(470.40)12

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНО-БОЛОТНЫХ УГОДИЙ В СИСТЕМЕ АГРОЛАНДШАФТОВ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

А. И. Иванов, доктор биол. наук, профессор

ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, т. 89270942461, e-mail: rcgekim@mail.ru

Е. А. Дудкин, аспирант

ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет, Россия, т. 89273923555, e-mail: myrow@yandex.ru

Озера-старицы являются важнейшим компонетом пойменных агроландшафтов. В результате исследований установлено, что степень их зарастания оказывает влияние на химический состав воды. В соответствии с ней возрастает ХПК, снижается рН и содержание ионов кальция, магния и фосфатов. Количество общего железа, напротив, увеличивается. Показатели токсичности воды и донных отложений зависят от степени зарастания озер и оказываются практически идентичными. Это дает основание предполагать, что между ними существует взаимосвязь. В процессе разложения органических остатков в анаэробных условиях происходит образование токсичных веществ. Из илов они выделяются в воду. Кроме того, в процессе гниения органики расходуется кислород и выделяется углекислый газ, что создает неблагоприятные условия для дыхания гидробионтов. В последние десятилетия темпы зарастания и илонакопления в старичных водоемах сильно ускорились, в связи с чем в ближайшие 30...50 лет озера-старицы могут полностью исчезнуть с изученной территории, что негативно скажется на пойменных агроландшафтах в целом.

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 21

Среди причин ускорения процессов деградации экосистем озер-стариц следует указать: ослабление весенних паводков, связанное с глобальным потеплением климата; создание дамб и плотин, нарушающих связь старичных водоемов с основными руслами рек; зарастание берегов кустарниками, дающими большую массу листового опада, которое связано с прекращением выпаса скота.

Ключевые слова: биотестирование, водно-болотные угодья, гидрофиты, гидробионты, гидрохимические показатели, донные отложения, зарастание, токсичность.

Введение. Водно-болотные угодья играют огромную роль в устойчивом развитии регионов. Они выполняют ряд важных экологических функций: накопление и хранение запасов пресной воды, изъятие из атмосферы и консервацию в залежах сапропеля углекислоты, поддержание уровня грунтовых вод и сохранение биологического разнообразия. Водно-болотные угодья имеют большое хозяйственное значение. В первую очередь, это источник пресной воды бытового и хозяйственного назначения, от состояния которого во многом зависит качество жизни населения. Они являются основой для развития орошаемого земледелия, рыбоводства и рыболовства, охоты и экологического туризма. Большая часть водно-болотных угодий Пензенской области находится на землях сельскохозяйственного назначения и является неотъемлемой частью агроландшафтов. Среди них наибольшее значение имеют пойменные озера-старицы. В последнее время во многих регионах России начался процесс активной деградации их экосистем. Он выражается в первую очередь в активизации зарастания и ускорении илонакопления, чему посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов [1, 2, 3]. Проблема же влияния этих процессов на химический состав воды и донных отложений, а также условия жизни гидробионтов остается малоизученной.

Целью данной работы было изучение процесса деградации экосистем пойменных озер в условиях Пензенской области.

В ходе выполнения работы решались следующие научные задачи:

1) исследование зависимости химического состава воды от степени зарастания водоемов;

2) влияние степени зарастания водоемов на токсичность воды и донных отложений для тест-организмов;

3) определение темпов зарастания и илонакопления в старичных водоемах в последние десятилетия и изучение химического состава донных отложений;

4) анализ причин ускорения процессов зарастания и илонакопления.

Методы исследований. Измерение массовой концентрации фосфатов в при-

родной воде выполнялось фотометрическим методом (ПНД Ф 14.1:2.112-97); рН -потенциометрическим методом (ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97); ХПК (бихроматная окис-ляемость) - титриметрическим методом (ПНД Ф 14.1:2.100-97); железа - фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой (ПНД Ф 14.1:2.50-96); основных неорганических катионов и анионов - капиллярным электрофорезом (ПНД Ф 14.1:2:4.157-99; ПНД Ф 14.1:2:4.167-2000).

Количественное содержание металлов в донных отложениях определяли спектральными методами (ПНД Ф 16.2.2:2.3.712011).

Методы биотестирования включали в себя оценку токсичности по показателю смертности дафний [4], на основе уровня флюоресценции хлорофилла [5] и по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм» (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04). Изучение и описание водной растительности осуществлялось общепринятыми в гидроботанике методами [6, 7]. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью программ Microsoft Excel и Biometrica (Windows 7) [8, 9].

Результаты исследований. В связи тем, что по территории Пензенской области проходит водораздел между Волжским и Донским бассейнами, здесь находятся верховья рек, в том числе и достаточно крупных - Суры, Хопра, Мокши и Вороны. Этим определяется небольшая ширина их долин и незначительные расходы воды по сравнению с показателями, свойственными средним течениям и низовьям. По этой причине большинство пойменных озер Пензенской области относится к мелководным. Средняя глубина определена в 1,14 м при колебаниях от 0,5 до 2,9 м. Глубоких озер мало. По площади водной поверхности практически все пойменные озера являются малыми. Источником питания озер на 70-80 % являются дождевые и талые воды, и лишь 20...30 % озер получают грунтовое питание. Большинство пойменных озер являются бессточными [10]. Небольшие глубины и относительно малые водосборные площади делают их экосистемы очень чувствительными к действию неблагоприятных факторов по сравнению с

Местоположение и степень зарастания изученных озер

Название водоема Местоположение (р-н) Долина реки Заросшесть в 2014 г., % Тип зарастания

Зубриловское Тамалинский Хопер <20 Смешанный

Сандерка Лунинский Сура <20 Смешанный

Старая Сура Пензенский Сура 30 Смешанный

Чапчор Лунинский Сура 50 Смешанный

Алтарское Пензенский Сура 70 Рясковый

Барское Городищенский Сура 60 Телорезный

Долгое Пензенский Сура 98 Телорезный

Свинуха Пензенский Сура 98 Рясковый

крупными озерами средних течений и низовий рек.

Экосистемы существующих в настоящее время пойменных озер Пензенской области находятся в сильно нарушенном состоянии.

Для изучения влияния степени зарастания водоемов на химический состав воды и донных отложений, а также на их токсичность для тест-организмов были исследованы восемь озерных водоемов (табл. 1).

В результате исследований было установлено, что степень зарастания водоема существенно влияет на гидрохимические показатели его воды (табл. 2). В соответствии с ней возрастает ХПК, снижается рН и содержание ионов кальция, магния и фосфатов. Количество общего железа, напротив, увеличивается. Лишь в одном водоеме с высокой степенью за-росшести (оз. Свинуха) наблюдалась повышенная концентрация фосфатов. Однако это, вероятно, связано с антропогенным загрязнением, т. к. к озеру примыкает дачный массив.

Зарастание водоемов приводит к существенному ухудшению качества среды обитания водных организмов, что наглядно подтверждается результатами биотес-

тирования (табл. 3). Пробы воды не оказывали токсического действия на все используемые тест-объекты только из озер Зубриловского и Сандерка, степень зарастания которых составляет менее 20 %. Вода из озер со степенью зарастания от 30 до 70 % оказалась токсичной для Scenedesmus quadricauda и тест-объекта «Эколюм». В озерах с более высокой степенью зарастания токсичность для названных объектов становится сильной, а в озере Свинуха вода оказывается токсичной и для третьего тест-объекта - Daphnia magna. Таким образом, токсичность проб воды для тест-объектов находится в прямой зависимости от степени зарастания озерного водоема.

Процесс зарастания пойменных озер в последние десятилетия резко ускорился (табл. 4). Как показывает сравнение полученных нами результатов с данными Ивушкина А. С. [10], с 1993 г. по 2014 г. степень зарастания большинства изученных водоемов существенно возросла. Это произошло в первую очередь в тех водоемах, где в результате нарушения сложившегося равновесия среди плавающих на поверности гидрофитов выделились монодоминанты - телорез алоэвидный и виды семейства рясковых.

Таблица 2

Химический состав воды старичных водоемов с различной степенью зарастания

Название водоема рН ХПК (зимой), мг02/л Ca2+, мг/л Mg2+, мг/л Рвобщ, мг/л Фосфат-ион, мг/л

Зубриловское 7,52±0,04 30,4±0,8 74,7±2,8 16,7±1,7 0,30±0,04 0,72±0,08

Сандерка 7,38±0,03 26,1±0,8 60,2±2,3 10,3±0,8 0,50±0,05 0,41 ±0,04

Старая Сура 6,92±0,03 37,3±1,2 30,2±1,3 5,8±0,6 0,30±0,06 0,28±0,03

Чапчор 6,81±0,03 38,3±1,2 48,4±1,8 8,8±0,8 0,60±0,06 0,25±0,03

Алтарское 6,57±0,04 51,4±1,9 26,9±0,9 5,5±0,8 0,80±0,06 0,21 ±0,05

Барское 6,59±0,04 54,2±2,1 22,8±0,8 7,6±0,7 0,60±0,05 0,22±0,06

Долгое 6,68±0,04 53,3±1,4 25,9±1,2 4,1 ±0,8 0,80±0,05 0,28±0,06

Свинуха 7,04±0,03 59,2±2,3 20,2±0,9 4,2±0,6 1,10±0,08 0,90±0,06

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 23

Результаты биотестирования воды старичных водоемов с различной степенью зарастания

Название водоема Качество проб воды

По тест-объекту Daphnia magna По тест-объекту Зсе^еэтиэ диа<<гюаи<а По тест-объекту «Эколюм»

Зубриловское Образец нетоксичен Образец нетоксичен Образец нетоксичен

Сандерка Образец нетоксичен Образец нетоксичен Образец нетоксичен

Старая Сура Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Чапчор Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Алтарское Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Барское Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Долгое Образец нетоксичен Образец сильно токсичен Образец токсичен

Свинуха Образец токсичен Образец сильно токсичен Образец токсичен

Таблица 4

Изменение заросшести водоемов с 1993 г. по 2014 г.

* Данные приводятся по А. С. Ивушкину (1993).

Околоводная и водная растительность, свойственная озерам-старицам, не представляет собой климаксового сообщества. В этих водоемах идет первичная сукцессия, завершающаяся превращением озера в осоковое болото [13, 14]. Однако скорость этой сукцессии может идти разными темпами, которые могут изменяться в зависимости от степени антропогенного влияния и ряда процессов глобального характера. Так, например, ряд озерных водоемов в пойме р.

Суры, в частности оз. Чапчор и оз. Шевокал, имеют давнюю историю. Это подтверждается мордовским происхождением их названий (Чапчор - багор, Шевокал - чаша с рыбой), хотя мордовское население было вытеснено в правобережье р. Суры еще в XVIII в. Под этими названиями они фигурируют и на топографической карте съемки А. И. Менде (1863 - 1866 гг.). Несмотря на значительный возраст этих водоемов, их экосистемы до 70-х годов XX в. были относительно ненарушенными. Заросшесть не превышала 20 %. В оз. Чапчор существовала популяция рогульника плавающего, озеро изобиловало рыбой [15, 16]. За последние 40 лет степень зарастания озера приблизилась к 50 %, сократились численность и видовое разнообразие рыб. Описанная ситуация характерна не только для названных озер. Она типична для пойменных озер изученных рек в целом.

Процесс зарастания пойменных озер сопряжен с процессом накопления илов органического происхождения. Как показывает сравнение наших данных с данными Ивушкина [10], за 21 год произошло снижение глубин изучаемых водоемов в среднем на 0,14 м (табл. 5).

Название водоема Степень зарастания, %

в 1993 г.* в 2014 г.

Зубриловское 15 <20

Сандерка 20 <20

Старая Сура 20 30

Чапчор 15 50

Алтарское 20 70

Барское 20 60

Долгое 35 98

Свинуха 35 98

Таблица 5

Накопление донных отложений в исследуемых водоемах

Название водоема Средняя глубина в 1993 г., м* Средняя глубина в 2014 г., м Толщина донных отложений за 21 год, м Средний показатель илонакоп-ления за 1 год, м

Зубриловское 1,6 1,6 - -

Сандерка 1,9 1,9 - -

Старая Сура 2,1 2,0 0,1 0,005

Чапчор 1,6 1,4 0,2 0,009

Алтарское 0,8 0,6 0,2 0,009

Барское 0,7 0,6 0,1 0,005

Долгое 0,7 0,4 0,3 0,015

Свинуха 0,9 0,7 0,2 0,009

Средний показатель 1,3 1,15 0,14 0,006

* Данные приводятся по А. С. Ивушкину (1993) 24

Скорость накопления органогенных илов тесно связана со степенью зарастания водоемов. В озерах, где этот показатель менее 20 % (оз. Сандерка, оз. Зубриловское), ни уменьшения глубин, ни активного ило-накопления нами отмечено не было. В активно зарастающих водоемах скорость илонакопления возрастала в связи с увеличением степени зарастания.

Активное заиливание дна в итоге ведет к нарушению сообществ организмов бентоса. Как показали наши исследования с тест-организмами, большинство образцов донных отложений оказались токсичными для них (табл. 6). Не оказывали токсического действия на все используемые тест-объекты только донные отложения из озер Зубриловское и Сандерка, степень зарастания которых составляет менее 20 %. Из озер со степенью зарастания от 30 до 70 % донные отложения оказалась токсичными для Scenedesmus quadricauda и бактерий тест-объекта «Эколюм». В озерах с более высокой степенью зарастания токсичность для названных объектов становится сильной, а в озере Свинуха донные отложения оказываются токсичны и для третьего тест-объекта - Daphnia magna. Таким образом, токсичность проб донных отложений для тест-объектов находится в прямой зависимости от степени зарастания озерного водоема.

Как показывает сравнение полученных данных по токсичности донных отложений и по токсичности воды, они оказываются практически идентичными. Это дает основание предполагать, что между токсичностью изученных компонентов озерных экосистем существует взаимосвязь. В процессе разложения органических остатков, представляющих собой основной компонент органогенных илов, в анаэробных условиях, особенно подо льдом в зимнее время, происходит образование токсичных веществ - сероводорода, индола и др. [17]. Из илов они выделяются в воду и резко снижают ее качество. Кроме того, в про-

цессе гниения расходуется кислород и выделяется углекислый газ, что создает неблагоприятные условия для дыхания гид-робионтов.

Как показал химический анализ донных отложений, как и в случае с водой, происходит снижение рН донных отложений в зависимости от их мощности и скорости илонакопления. Чем более высокими показателями выражаются эти процессы, тем, соответственно, ниже оказывается рН. Это имеет принципиальное значение, так как двустворчатые моллюски (беззубки и перловицы) - основные представители макро-зообентоса, предпочитают щелочную и нейтральную среду, которая способствует накоплению кальция, необходимого для формирования их раковин.

Изучение элементного состава донных отложений показало, что содержание основных химических элементов, в том числе и токсичных, в основном соответствует их фоновому содержанию в серых лесных почвах Пензенской области [18]. В связи с отсутствием ПДК для донных отложений для сравнительной оценки содержания химических элементов в донных отложениях мы использовали ПДК для серых лесных почв. Определенные превышения нами были отмечены по свинцу. Они зафиксированы в первую очередь в тех водоемах, где ведется активная охота на водоплавающую дичь с использованием свинцовой дроби. Во всех изученных водоемах зафиксировано превышение ПДК в 5-6 раз по мышьяку. Однако определяемые показатели соответствуют средним фоновым показателям содержания этого элемента в серых лесных почвах Пензенской области, что является особенностью геохимии рассматриваемого региона. Содержание цинка лежит в пределах средних показателей для серых лесных почв по Пензенской области и превышает ПДК только в озере Долгое, причиной чего являются несанкционированные свалки. В составе мусора в усло-

Таблица 6

Результаты биотестирования донных отложений исследуемых водоемов

Название водоема Качество проб водных вытяжек из донных отложений

По тест-объекту Daphnia magna По тест-объекту Зсе^еэтиэ диа<псаи<а По тест-объекту «Эколюм»

Зубриловское Образец нетоксичен Образец нетоксичен Образец нетоксичен

Сандерка Образец нетоксичен Образец нетоксичен Образец нетоксичен

Старая Сура Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Чапчор Образец нетоксичен Образец нетоксичен Образец токсичен

Алтарское Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Барское Образец нетоксичен Образец токсичен Образец токсичен

Долгое Образец нетоксичен Образец сильно токсичен Образец токсичен

Свинуха Образец токсичен Образец сильно токсичен Образец токсичен

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 25

виях последних присутствует оцинкованная тара. По никелю, марганцу и хрому превышений не отмечено.

Для железа ПДК не рассчитывается, однако его содержание в донных отложениях сильно колеблется - от 38611 мг/кг в оз. Сандерка до 49770 мг/кг в оз. Алтарское. Причиной накопления железа является деятельность железобактерий, связанная с переводом растворимых в воде за-кисных форм железа в нерастворимые окисные. Активная деятельность этих бактерий зафиксирована в озерах Алтарское, Долгое и Свинуха. На мелководных участках этих озер процесс перехода железа из одной формы в другую наблюдается визуально, то есть окраска воды имеет ржавый оттенок, а на поверхности имеется характерная радужная пленка.

Полученные в результате исследований данные подтверждают, что процесс деградации пойменных озер в последние десятилетия резко ускорился. Этому способствует комплекс причин природного и антропогенного характера. Среди первых в первую очередь следует указать глобальное потепление климата. Следствием его является слабое промерзание почвы в зимнее время и, как следствие этого, ослабление весенних паводков. В связи с этим нарушился процесс выноса вмерзших в лед органических остатков весенним половодьем.

Среди антропогенных воздействий в первую очередь следует указать на создание дамб и плотин, нарушающих связь старичных водоемов с основным руслом реки. Кроме того, отрицательное значение имеет также ослабление действия некоторых антропогенных факторов. Например, прекращение выпаса скота по берегам озер-стариц привело к их зарастанию кустарниками, в первую очередь ивой пепельной, которая ежегодно дает большую массу листового опада, попадающего в водоемы. Разрешенный в прошлом лов рыбы с использованием бредней также способствовал очищению стариц от водной растительности. Имевшийся в озерах блок кон-сументов перестал справляться с увеличившейся массой органического отпада, что и привело к ускорению процесса накопления органогенных илов.

В прошлом на смену превратившимся в

травяные болота старицам появлялись новые, формировавшиеся в результате меан-дрирования русла. В настоящее время этот процесс приостановился. Это дает основание предполагать, что экосистемы озер-стариц, учитывая возросшую скорость их деградации, в ближайшие 30-50 лет могут полностью исчезнуть на изученной территории, что негативно скажется на пойменных агроландшафтах в целом. Сократится количество водоемов, используемых для водопоя скота, орошения и рыбоводства, уменьшатся площади охотничьих угодий. В связи с этим возникает необходимость разработки программ по экологической реабилитации водно-болотных угодий.

Выводы.

1. Степень зарастания водоемов оказывает влияние на химический состав воды. В соответствии с ней возрастает ХПК, снижается рН и содержание ионов кальция, магния и фосфора. Количество общего железа, напротив, увеличивается.

2. Показатели токсичности воды и донных отложений зависят от степени зарастания озер и оказываются практически идентичными. Это дает основание предполагать, что между ними существует взаимосвязь. В процессе разложения органических остатков в анаэробных условиях происходит образование токсичных веществ. Из илов они выделяются в воду. Кроме того, в процессе гниения органики расходуется кислород и выделяется углекислый газ, что создает неблагоприятные условия для дыхания гидробионтов.

3. В последние десятилетия темпы зарастания и илонакопления в старичных водоемах сильно ускорились, в связи с чем в ближайшие 30...50 лет озера-старицы могут полностью исчезнуть с изученной территории. Это негативно скажется на пойменных агроландшафтах в целом.

4. Среди причин ускорения процессов деградации экосистем озер-стариц следует указать: ослабление весенних паводков, связанное с глобальным потеплением климата; создание дамб и плотин, нарушающих связь старичных водоемов с основными руслами рек; зарастание берегов кустарниками, дающими большую массу листового опада, в связи с прекращением выпаса скота.

Литература

1. Глушенков, О. В. О некоторых результатах исследований пойменных озер нижнего Прису-рья и перспективах организации особо охраняемых природных территорий / О. В. Глушенков, В. А. Яковлев // Науч. тр. гос. прир. заповедника «Присурский». - 1999 - Т. 1. - С. 123-126.

2. Сапаев, В. М. Проблемы сохранения экосистем поймы Амура при создании сети ГЭС / В. М. Сапаев // Экологические проблемы бассейнов крупных рек-2: тез. междунар. конф. - Тольятти, 1998. - С. 31-32.

3. Дудкин, Е. А. Экологические проблемы пойменных озер по результатам исследования бассейнов рек Сура и Хопер в Пензенской области / Е. А. Дудкин, А. И. Иванов, В. Ю. Ильин // Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера». - 2015. - Т. 7, № 1. - С. 96-103.

4. Жмур, Н. С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний / Н. С. Жмур. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: АКВАРОС, 2007. - 52 с.

5. Жмур, Н. С. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей / Н. С. Жмур, Т. Л. Орлова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: АКВАРОС, 2007. - 48 с.

6. Лепилова, Т. К. Инструкция для исследования высшей водной растительности / Т. К. Лепилова // Инструкция по биол. исследованиям вод. - Л.: Изд-во Гос. гидрол. ин-та, 1934. -Ч. 1., раздел А, вып. 5. - 48 с.

7. Белавская, А. П. К методике изучения водной растительности. / А. П. Белавская // Первая Всес. конф. по высш. водн. и прибрежно-водн. растениям: тез. докл. - Борок, 1977. - С. 42-44.

8. Лакин Г. Ф. Биометрия. / Г. Ф. Лакин - М.: Высшая школа, 1990. - 350 с.

9. Любимов, В. Б. Математические методы в биологии и экологии / В. Б. Любимов, К. В. Ба-лина. - Брянск: БГУ, 2005. - 81 с.

10. Ивушкин, А. С. Водорегулирующие сооружения Пензенской области / А. С. Ивушкин, И. М. Крышов, К. К. Кантеев. - Пенза, 1993. - 268 с.

11. Петрова, Е. А. Зарастание сурских стариц в охранной зоне заповедника «Присурский» / Е. А. Петрова // Экол. вестник Чувашской республики. - 2005. - Вып. 51. - С. 69-73.

12. Папченков В. Г. Растительный покров водоемов и водотоков Среднего Поволжья / В. Г. Папченков. - Ярославль: ЦМП МУБиНТ, 2001. - 214 с.

13. Миркин, Б. М. Закономерности развития растительности речных пойм / Б. М. Миркин. -М.: Наука, 1974. - 174 с.

14. Садчиков, А. П. Гидроботаника: Прибрежно-водная растительность / А. П. Садчиков, М. А. Кудряшов. - М.: Изд. Центр «Академия», 2005. - 240 с.

15. Зайдфудим, П. Х. Стратегия и механизмы инновационного развития долины реки Суры (конвергентное проектирование). Т. I «Мониторинг экологической ситуации в бассейне реки Суры в пределах Пензенской области» / П. Х. Зайдфудим, А. И. Иванов, В. Н. Чупис. - Москва-Торопец: РИТА, 2011. - 180 с.

16. Иванов, А. И. Мониторинг состояния пойменных озер бассейна реки Суры в Пензенской области / А. И. Иванов, Ю. А. Мазей, Т. Г. Стойко // Эколого-экономические и социальные проблемы развития регионов России: сб. науч. тр. РАЕН. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - С. 163-172.

17. Мишустин, Е. Н. Микробиология / Е. Н. Мишустин, В. Т. Емцев. - М.: Агропромиздат, 1987. -368 с.

18. Иванов, А. И. Фоновое содержание некоторых тяжелых металлов в серых лесных почвах / А. И. Иванов, А. А. Костычев // Мониторинг природных экосистем. - Пенза, 2010. - С. 166-169.

UDK 574:556.55(470.40)12

ASSESSMENT OF THE ECOLOGICAL STATE OF WETLANDS IN THE SYSTEM OF AGROLANDSCAPES OF THE PENZA REGION

A. I. Ivanov, doctor of biological sciences, professor

FSBEE HE Penza SAA, Russia, telephone: 89270942461, e-mail: rcgekim@mail.ru

Ye. A. Dudkin, postgraduate student

FSBEE HPT Penza state university, Russia, telephone: 89273923555, e-mail: myrow@yandex.ru

Oxbow lakes are the most important componets of floodplain agricultural landscapes. The research has stated that the degree of their overgrowth affects the chemical composition of water. In accordance with it the COD increases, pH decreases and content of ions of calcium, magnesium and phosphorus drops. The amount of total iron, on the contrary, increases. The toxicity indexes of water and bottom sediments depend on the degree of lakes overgrowth and they are nearly identical. This gives grounds to assume that between them there is a relationship. In the process of decomposition of organic remains in the anaerobic conditions the formation of toxic substances takes place. They are extracted from silt into the water. In addition, during the decay of organic matter oxygen is used and produces carbon dioxide, which creates unfavorable conditions for the respiration of aquatic organisms. In recent decades, the rate of overgrowing and rankopedia in oxbow waters has greatly accelerated, which can result in complete disappearance of oxbow lakes during the next 30 to 50 years from the given examined area.

Нива Поволжья № 2 (39) май 2016 27

This will have a negative impact on floodplain agricultural landscapes in general. Among the reasons for acceleration of degradation processes of the ecosystems of the oxbow lakes there should be indicated the weakening of the spring floods associated with global warming; creation of dams and dams that violate the connectivity of oxbow ponds to the main river channels; the banks overgrown bushes, giving a large mass of leaf litter, which is associated with the cessation of grazing.

Key words: bio-testing, wetlands, aquatic organisms, hydro-chemical indicators, bottom sediments, overgrowth, toxity.

References:

1. Glushenkov, O. V. About some results of examining floodplain lakes of the Nizhny Prisurje and prospects of an organization of specially protected natural territories / O.V. Glushenkov, V. A. Yakovlev // Scientific papers of the state national park "Prisurskiy". - 1999 - Vol. 1. - P. 123-126.

2. Sapayev, V. M. Problems of preservation of the ecosystems of the Amur river floodplain when creating networking HPP / Sapayev V. M. // Ecological problems of large river basins-2: proc. Of International conference. - Toliatti, 1998. - P. 31-32.

3. Dudkin, Ye. A. Environmental concerns of floodplain lakes on the results of studies of river basins of the Sura and the Khopyor rivers in Penza region / Ye. A. Dudkin, A. I. Ivanov, V. Yu. Ilyin // Interdisciplinary scientific and applied journal "Biosphere". - 2015. - Vol. 7, No. 1. - P. 96-103.

4. Zhmur, N.S. Method of determining water toxicity and aqueous extracts from soils, sewage sludge, waste mortality and fertility change in daphnia / N. S. Zhmur. - 2-e edition, rev. and added - M: AKVAROS, 2007. - 52 p.

5. Zhmur, N. S. the Method of determining the toxicity of water, water extracts from soils, sewage sludge and waste by changes in the level of fluorescence of chlorophyll and abundance of algal cells / N. S. Zhmur, T. L. Orlova. - 2nd edition, rev. and added. - M: AKVAROS, 2007. - 48 p.

6. Lepilova, T. K. Manual for the study of higher aquatic vegetation / T.K. Lepilova // Manual for biological research of waters. - L.: Publ. house of State hydrol. institute, 1934. - Part 1., section A, issue 5. -48 p.

7. Belavskaya, A. P. To the methods of study of aquatic vegetation. / A. P. Belavskaya // First AllUnion conference on higher water. and coastal water vegetation: proc. Of reports - Borok, 1977. -P. 42-44.

8. Lakin G. F. Biometrics. / G. F. Lakin - M.: Vysshaya shkola, 1990. - 350 p.

9. Lyubimov, V. B. Mathematical methods in biology and ecology / V. B. Lyubimov, K. V. Balina. -Bryansk: BSU, 2005. - 81 p.

10. Ivushkin, A. S. Water-regulating structures of the Penza region / S. A. Ivushkin, I. M. Kryshov, K. K. Kanteyev. - Penza, 1993. - 268 p.

11. Petrova, Ye. A. Overgrowing of Sursk oxbow lakes in the buffer zone of the reserve "Prisursky" / Ye. A. Petrova // Ecological vestnik of the Chuvash Republic. - 2005. - Vol. 51. - P. 69-73.

12. Papchenkov V. G. Vegetation of ponds and streams of the Middle Volga region / V. G. Pap-chenkov. - Yaroslavl:TsMP MUBiNT, 2001. - 214 p.

13. Mirkin, B. M. Laws of the development of vegetation in floodplain / B. M. Mirkin. - M.: Nauka, 1974. - 174p.

14. Sadchikov, A. P. Hydrobotany: Coastal-aquatic vegetation / A. P. Sadchikov, M. A. Kudrya-shov. - M.: Publishing House. Center "Academy", 2005. - 240 p.

15. Zaidfudim, P. Kh. Strategy and mechanisms of innovative development of the valley of the Sura river (convergent design). T. I "Monitoring the environmental situation in the basin of the Sura river within the Penza region" / P.Kh. Zaidfudim, A. I. Ivanov, V. N. Chupis. - Moscow-Toropets: RITA, 2011. -180 p.

16. Ivanov, A. I. Monitoring the condition of floodplain lakes of the basin of the Sura river in Penza region / A. I. Ivanov, Yu. A. Mazei, T.G. Stoyko // Environmental, economic and social problems of the development of Russian regions: collected papers. of The Academy of natural Sciences. - M.: SEU HPT MSUL, 2007. - P. 163-172.

17. Mishustin, Ye. N. Microbiology / Ye. N. Mishustin, V. T. Emtsev. - M.: Agropromizdat, 1987. -368 p

18. Ivanov, A. I. Background levels of some heavy metals in grey forest soils / A.I. Ivanov, A.A. Kostychev // Monitoring of natural ecosystems. - Penza, 2010. - P. 166-169.