Изменения в составе и структуре зообентоса пруда–охладителя Чернобыльской АЭС
УДК 574.68:621
А. А. Протасов*, А. А. Силаева*, Д. В. Лукашев**
*Институт гидробиологии НАН Украины, г. Киев, Украина, E-mail: sylayevs@akcecc.kiev.ua
**Киевский национальный университет им. Т. Г. Шевченко, г. Киев, Украина
Пруд–охладитель Чернобыльской АЭС создан в середине 70-х гг. в результате строительства дамбы в пойме р. Припять и заполнения водой из реки. Водоем сооружался в 2 этапа – с увеличением площади от 12,7 до 21,7 км2 (в 1982 г.). Уровень водоема на 7 м выше уровня воды в р. Припять, поддержание которого осуществляется за счет подкачки воды из реки, компенсирующей расход на фильтрацию и испарение. Вдоль водоема располагается струераспределительная дамба, облицованная камнем, которая направляла воду от сбросного канала к водозаборному. Средняя глубина водоема составляет 6,6 м, около 28 % водных масс расположены на глубинах более 10 м.
В период до аварии на ЧАЭС (1986 г.) для водоема был характерен значительный уровень подогрева воды (до +32,5°С). Период после аварии можно разделить на два этапа: 1986–2000 гг., когда термическая нагрузка значительно снизилась и период после остановки всех блоков в декабре 2000 г., когда температурный режим в водоеме стал сходным с таковым в других водоемах Полесской зоны Украины.
Грунты водоема в доаварийный период были представлены песками (32 % общей площади), первичными грунтами (43 %) и илами (25 %). В настоящее время происходит накопление илов автохтонного происхождения, заиление песков и размыв первичных грунтов. Полное прекращение подпитки водоема, который планируется к 2007 г. после вывода из эксплуатации ЧАЭС, приведет к снижению уровня воды и значительному сокращению площади водоема.
Исследования макрозообентоса пруда–охладителя проводили в 1980–1984 гг., после аварии возобновлены в 1991 г.
Всего в зообентосе пруда–охладителя ЧАЭС в доаварийный период было отмечено 13 групп беспозвоночных. Количество видов зообентоса, как в других водоемах–охладителях Украины было в пределах 29–32 таксонов. Наибольшим видовым разнообразием характеризовались олигохеты и личинки хирономид. В 1999–2001 гг. отмечен 61 таксон беспозвоночных из 18 групп, летом 2002 г. в зообентосе зарегистрировано более 50 таксонов из 14 групп, наиболее разнообразно представлены также олигохеты и личинки хирономид.
Количественные показатели зообентоса как в доаварийный период, так и в 1999–2001 гг. снижались от зоны водозаборного канала к сбросному. Летом 2002 г. такая тенденция в незначительной степени характерна только для биомассы зообентоса.
Уровень развития донных беспозвоночных на тех или иных грунтах также различался. Биомасса зообентоса на песчаных грунтах в 1980–1982 г. составляла в среднем около 0,93 г/м2, снижаясь в 1983–1984 гг. до 0,13–0,20 г/м2. Резко снизились показатели обилия моллюсков, особенно Dreissena polymorpha (Pallas, 1771). Снижение обилия зообентоса на песчаных грунтах было связано с развитием бентоса в новых биотопах при создании второй очереди водоема.
На первичных грунтах охладителя видовое богатство зообентоса было несколько выше, чем на песках, только здесь зарегистрированы Isopoda и Gammaridae, средняя биомасса мягкого бентоса составляла 0,94 г/м2, с учетом моллюсков – 249,12 г/м2. С увеличением площади водоема (после 1982 г.) разнообразие зообентоса на первичных грунтах снизилось, основу фауны в большинстве случаев составляли Chironomidae и Oligochaeta, а биомасса была довольно низкой – 0,14–0,30 г/м2 с тенденцией снижения от 1982 г. к 1984 г.
На илах зообентос был представлен в основном Oligochaeta и Chironomidae. Моллюски спорадически встречались в виде отдельных экземпляров или небольших друз дрейссены, биомасса мягкого бентоса на первом этапе строительства водоема в среднем была 0,73 г/м2, после 1982 г. – 0,08–1,92 г/м2. К 2002 г. уровень развития мягкого бентоса на различных грунтах несколько увеличился: на первичных грунтах – 2,31 г/м2, на заиленных песках – 1,58 г/м2, на илах – 2,20 г/м2.
После остановки ЧАЭС (декабрь 2000 г.) количественное развитие личинок хирономид мало изменилось, однако существенно изменился их видовой состав: из 11 присутствовавших в 1999–2000 гг. видов к августу 2001 г. исчезли 4 (Diamesa insignipes Kieffer, 1908, Syndiamesa nivosa Goetghebuer, 1928, Endochironomus impar (Walkеr, 1856), Lipiniela arenicola Shilova, 1961) и появились 7 новых (например, Tanytarsus gregarius Kieffer, 1909, Cryptochironomus defectus Kieffer, 1921, Demicryptochironmus vulneratus (Zetterstedt, 1860), Robackia demeijerei (Kruseman, 1933), Microtendipes pedellus De Geer, 1776).
Количественное развитие Oligohaeta в различных районах пруда–охладителя в 1999–2000 гг. было примерно одинаковым (220–388 экз./м2 или 0,7–0,8 г/м2), после остановки ЧАЭС эти показатели в различных районах водоема резко отличались: максимальными были в бывшей зоне наименьшего подогрева (440 экз./м2 или 0,7 г/м2); минимальными – в районе, ранее испытывавшем максимальный подогрев (176 экз./м2 или 0,2 г/м2). В 2002 г. такой тенденции отмечено не было, уровень развития олигохет был примерно одинаков по всему водоему, однако несколько увеличились значения численности и биомассы этой группы (1 000–7 200 экз./м2 или 0,35–1,37 г/м2).
В суммарной биомассе бентоса существенное место занимают двустворчатые моллюски. В 1990 г. в водоем спонтанно вселился второй вид дрейссены – Dreissena bugensis Andr., 1897. Биомасса бентосной части популяции Dreissena в 2000 г. в среднем по всему водоему составляла 5 700 г/м2. В 2001 г. максимальное количественное развитие этих моллюсков было характерно для зоны наименьшего подогрева (до 14 000 г/м2). Отсутствие бентосных поселений дрейссены в районе, непосредственно прилегающем к сбросному каналу, объясняется значительными глубинами на данном участке водоема, а также коротким периодом, прошедшим после прекращения поступления сбросных вод в водоем, на протяжении которого постоянные поселения дрейссены не успели сформироваться. Общая биомасса моллюсков Unionidae в 2000 г. в среднем составляла 442,5 г/м2.
В 2002 г. средняя биомасса Dreissena (в основном Dr. bugensis) составляла 2 768 г/м2. Unionidae встречались единично (1,73 г/м2).
Пруд–охладитель ЧАЭС представляет собой достаточно крупный водоем с разнообразными условиями, что является предпосылкой к развитию разнообразной фауны гидробионтов, в том числе и беспозвоночных. В период до аварии в процессах формирования сообществ беспозвоночных основную роль играли факторы температуры, циркуляции вод, связанной со сбросом подогретых вод и факторы, определяющие особенности субстрата для поселения организмов. Кроме того, на состав группировок, общее богатство видов оказывал влияние временной фактор: в каждый период формирования новых условий (начальный этап эксплуатации водоема, ввод в строй второй очереди, остановка ЧАЭС) число видов возрастало.
Анализ распределения и количественного развития макрозообентоса в пруде–охладителе ЧАЭС показал существенное увеличение разнообразия видового состава и количества крупных таксономических групп по сравнению с доаварийным периодом. Обнаруженные виды являются типичными для полесских водоемов Украины и часто встречаются в других водоемах охладителях. Произошла смена доминирующих групп, особенно в группе двустворчатых моллюсков. Показатели биомассы зообентоса в послеаварийный период возросли. При отсутствии температурной нагрузки распределение биомассы зообентоса становится более равномерным и незначительно отличается в зонах, подвергавшихся ранее воздействию температуры.
Очень важным явлением для экосистемы пруда–охладителя ЧАЭС было появление здесь в 1990 г. второго вида двустворчатых моллюсков из р. Dreissena – Dr. bugensis. Популяция этого вида имеет «островной» характер в пруде–охладителе, так как ближайшие поселения ее отмечены только в нижней части Киевского водохранилища. Появление этого вида значительно расширило зону распространения Dreissena в пруде–охладителе в связи с тем, что он более интенсивно заселяет бентосные биотопы.
После аварии и затем вывода из эксплуатации ЧАЭС в пруде–охладителе произошли и происходят значительные изменения в составе фауны беспозвоночных, структуре сообществ, однако процессы эти идут достаточно медленно и водоем, вероятно, еще долго будет иметь экологический облик техногенного водоема. В настоящее время остро стоит вопрос о трансформации экосистемы водоема, судьбе накопленных в нем радионуклидов после полного вывода АЭС из эксплуатации и прекращении подкачки воды из р. Припяти в водоем.
Работа выполнена при поддержке INTAS, проект № 01Poll–0556 RESPOND
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – С. 73-75.