Н. З. Хусаинова. Состояние и задачи гидробиологических исследований водоемов Казахстана и Средней Азии

Казахский госуниверситет, Алма-Ата

Территория республик Средней Азии и Казахстана занимает второе место в Союзе (после РСФСР) по протяженности рек и величине водных ресурсов. Среднеазиатские республики, и особенно Казахстан богаты озерами, которые расположены в разных климатических зонах и вертикальных поясах. К территории Средней Азии и Казахстана относятся также Аральское море, часть Каспия, озера-гиганты Балхаш, Алаколь, Иссык-Куль и другие.

В связи с гидростроительством количество водоемов еще более увеличивается. На территории Казахстана, например, в последние годы появился ряд новых водохранилищ, в том числе одно из крупнейших в мире по площади - Бухтарминское, а в Таджикистане - глубочайшее в мире искусственное горное озеро - Нурекское. Увеличивается сеть обводнительных каналов; введены в строй действующих Каракумский, Арысь-Туркестанский; прокладывается канал Иртыш - Караганда, намечается строительство канала Волга - Урал и других. Еще больше преобразует водную сеть республик и осуществление проекта переброски вод некоторых северных рек в Аральское море. В республиках расширяется строительство рыбоводных прудов.

Изучение флоры и фауны водоемов Средней Азии и Казахстана началось около 90 лет назад. Гидробиологические исследования водоемов, связанные с хозяйственным использованием их фауны, главным образом рыб, появились в самом начале текущего столетия. Наибольшее развитие они получили в последние 30-35 лет, и особенно после Великой Отечественной войны. В настоящее время в республиках трудится значительный отряд гидробиологов, главным образом в лабораториях и секторах водных животных республиканских Академий наук. Самое большое число гидробиологов приходится на Казахстан. Здесь функционируют единственный на территории Казахский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (КазНИИРХ) и кафедра гидробиологии и ихтиологии, организованная в КазГУ.

Объем гидробиологических исследований, проводимых в республиках, - большой, и он определяется необходимостью биологического обоснования перехода от добывающего промысла к ведению рационального рыбного хозяйства. Гидробиология должна решить ответственнейшую задачу обеспечения высококалорийными кормами все возрастающее число местных и акклиматизируемых рыб.

Результаты гидробиологических исследований на водоемах различного типа географически своеобразных районов Средней Азии и Казахстана являются определенным вкладом в дело разработки центральной в современной гидробиологии теории биологической продуктивности водоемов вообще. Однако проводимые до настоящего времени исследования не вполне отвечают возросшим требованиям теоретической гидробиологии, так как ведутся, в основном, в описательно-морфологическом направлении. Они включают главным образом изучение видового состава водного населения, его распределения, количественного развития, суточных и сезонных изменений. В Средней Азии и Казахстане исследования на таком уровне пока еще оправданы, так как по этим вопросам водоемы значительной части территории республик изучены далеко не достаточно. Лишь в некоторых исследованиях наметились шаги в направлении изучения биопродукционного процесса.

Однако и в описательно-морфологических гидробиологических исследованиях бытует существенный недостаток, являющийся общим для исследований такого порядка, проводимых как в других республиках Советского Союза, так и за рубежом. Суть его заключается в том, что гидробиологические исследования сводятся главным образом к изучению зоопланктона и зообентоса и лишь в редких случаях охватываются фитопланктон и фитобентос. Исследование зоо- и фитопланктона чаще всего ограничивается сетяным, или микропланктоном (остается в стороне наннопланктон), а изучение зообентоса ограничивается макрозообентосом, не охватывая в подавляющем большинстве случаев микробентос и тем более наннобентос^*. Лишь на некоторых водоемах (водохранилища Верхнего Иртыша, оз. Балхаш, частично Аральское море и некоторые озера Каракалпакской АССР) изучается бактериальная флора, т. е. ультрапланктон и ультрабентос.

^* (Этот термин употребляется автором по аналогии с термином "наннопланктон", и подразумеваются под ним мельчайшие донные микрофиты и простейшие, величины которых измеряются микронами и десятками микронов.)

Этот недостаток полностью повторяется и в исследованиях состава пищи рыб и других гидробионтов. Кроме того, изучение пищи и типа питания гидробионтов повсюду ограничивается полевыми сборами, а полевые и лабораторные эксперименты, а также лабораторные наблюдения почти не проводятся. Без последних невозможно выявление роли конкретных гидробионтов в трофических цепях в водоеме. Очень мало работ также по количественной оценке пищевых потребностей и рационов гидробионтов.

Важными вопросами, ответ на которые должен быть получен гидробиологами совместно с ихтиологами, являются использование кормовых ресурсов водоемов промысловыми рыбами на разных этапах их развития, а также влияние характера нагула рыб на их запасы и уловы. Пока не получен ответ на эти вопросы, нельзя целенаправленно воздействовать на водоем и управлять продукционным процессом в нем.

При изучении использования кормовой базы рыбами гидробиологи и ихтиологи должны уделять внимание установлению влияния плотности кормовых организмов на интенсивность питания рыб, на их суточные и годовые рационы. Необходимы исследования, и главным образом экспериментальные, взаимосвязей рыб и потребляемых ими организмов. Гидробиологами республик проводятся исследования и других, помимо питания, сторон биологии гидробионтов. Однако и они, за очень редкими исключениями, не основаны на экспериментах.

Следовательно, неотложной задачей гидробиологов является развёртывание планомерных полевых и лабораторных экспериментальных исследований с целью получения экологических характеристик гидробионтов, их питания, дыхания, роста и размножения. Необходима углубленная работа по установлению требований, предъявляемых к условиям существования гидробионтов на разных этапах их развития. Это непременное условие перехода от описательно-морфологических исследований к новому направлению (этапу) - изучению закономерностей продукционного процесса в водоеме на энергетическом принципе (Винберг, 1936, 1960, 1962, 1965). При таких исследованиях показатели темпа построения биомассы гидробионтов (ассимиляция, прирост продукции) и ее разрушения (диссимиляция, деструкция) должны быть выражены в единицах энергии - калориях или пропорциональных им единицах - органический углерод, сухой вес и др. (Винберг, 1965). Выражение биомассы в энергетических единицах (вместо ничего не говорящих сырых весов) приведет к выявлению трофической, а через нее - функциональной роли самых различных по биологической природе гидробионтов в продукционном процессе водоема.

Этап, пройденный гидробиологами, свидетельствует о необходимости подготовки специалистов по определенным систематическим группам населения водоемов. Такая необходимость становится еще более ощутимой при переходе на продукционное направление исследований.

Настала пора подытожить результаты предыдущих исследований составлением, желательно коллективами авторов, и публикацией: 1) атласов фауны и флоры водоемов республик, 2) монографий по биологии конкретных водоемов и их бассейнов.

В наших республиках нет специалистов - исследователей по таким вопросам рационального рыбного хозяйства, как вопросы питания рыб. В настоящее время бентолог изучает и питание бентоядных рыб, а планктолог - и питание рыб-планктофагов, что не всегда может гарантировать квалифицированные заключения.

Развитие энергетического направления в гидробиологии невозможно без применения в исследованиях химических, физических и математических методов. В этой же связи встают ответственные задачи перед гидрохимиками. До сих пор во многих гидробиологических исследованиях лишь регистрировались химические факторы среды гидробионтов. В настоящее же время гидрохимия должна активно включиться в решение вопросов повышения биологической продуктивности водоемов. Первейшая задача, которая стоит перед гидрохимиками, - это изучение баланса и круговорота биогенов в водоемах и путей их интенсификации. В этом направлении сделано очень мало и лишь на единичных водоемах. Так, например, один из частных, но важных вопросов - обмен биогенами между грунтом и водой - не изучался еще ни в одном водоеме Средней Азии и Казахстана.

Выполнены лишь незначительные исследования качественного и количественного состава микроэлементов в водоемах, а работ по применению микроэлементов, с целью повышения продуктивности водоемов, нет. Задачи, стоящие перед рыбохозяйственной гидрохимией, также выдвигают необходимость подготовки кадров гидрохимиков-биологов.

В связи с осуществленным гидростроительством в бассейнах рек Средней Азии и Казахстана и расширением его в ближайшие годы возникла проблема охраны и воспроизводства рыбных богатств в них. Велика в этом роль гидробиологов, которые уже немало сделали. Однако при планировании использования водных бассейнов требования рыбохозяйственной науки почти не учитываются Аральское море - в стадии усыхания. В результате ценнейшие рыбы этого водоема и кормовые для них организмы находятся под угрозой исчезновения.

Большие задачи стоят перед гидробиологами и в изучении флоры и фауны водоемов, которые будут охвачены трассами каналов и войдут в зоны затопления будущих водохранилищ с целью биологического обоснования направленного формирования жизни последних. Однако проекты строительства ряда водохранилищ составлены без участия гидробиологов и ихтиологов, а иногда в них использованы устаревшие гидробиологические данные, по тем или иным причинам не соответствующие истине.

Большое значение как перспективная база рыбного хозяйства приобретают в настоящее время малые озера. Первейшей проблемой является повышение биопродуктивности этих водоемов, улучшение кормовой базы для рыб. Одним из путей этого является применение минеральных и комплексных органо-минеральных удобрений.

Обнадеживающие результаты дают опыты по удобрению озер в ряде зарубежных стран, а также в Европейской части Советского Союза, где исследователи приходят к выводу, что после очистки водоемов от сорных и малоценных рыб удобрение может служить мощным средством укрепления кормовой базы и увеличения уловов вселенных рыб. В этой связи необходимы широкие эксперименты по удобрению озер разных типов в различных климатических зонах республик Средней Азии и Казахстана, ускорение составления биогидрохимической классификации озер, а также водохранилищ с целью выработки типовых мероприятий по повышению кормовой базы для рыб. При этом следует учесть, что в связи с химизацией сельского хозяйства в ряде водоемов накапливаются биогенные вещества. Поэтому чрезвычайно важно выяснение целесообразности применения тех или иных удобрений в каждом отдельном случае. Также важно выяснить возможности использования сточных вод в целях удобрения путем переработки их с помощью внесения в водоемы культур хлореллы и сценедесма.

При удобрении водоемов очень важно экспериментальное выявление изменения продукции различных по биологической природе гидробионтов. Необходимо изучить реакции их на полихлорпинен и его различные дозы в опытах по обезрыбливанию озер химическим методом.

При изучении биологии должны выявиться такие виды гидробионтов, сохранение которых в данном водоеме нерационально по причине их низкой продукции. Подавление численности малоценных видов и высвобождение тем самым кормов для более ценных - одна из задач рационального использования кормовых ресурсов в водоеме. Необходимо также изучить соотношение в кормовой базе численности хищных и нехищных видов рыб и наметить мероприятия по созданию оптимальных соотношений между ними.

Акклиматизация кормовых беспозвоночных, в частности мизид, уже твердо вошла в практику рыбоводства наших республик. Она с успехом распространяется на различные типы водоемов и является одним из испытанных путей повышения их продуктивности. Однако еще редко изучаются очень важные вопросы становления взаимосвязей, в частности трофических, между аборигенами и вселенцами. Таким образом, теряется подчас неповторимый материал для теории и практики акклиматизации.

Следовательно, необходимо проводить гидробиологические "съемки" водоема не только до интродукции в него нового вида, но также и после нее. Такая работа необходима на крупных водоемах - Аральском море, озерах Балхаш, Алаколь, Иссык-Куль и других, а также на малых водоемах - небольших полевых лабораториях акклиматизации, где она может быть осуществлена значительно легче и быстрее.

В связи с вселением белого амура в водоемы Средней Азии и Казахстана уже сейчас следует заняться вопросом улучшения состава водных кормовых растений, создания прочной кормовой базы для этой перспективной рыбы. В этом отношении заслуживает внимания работа по акклиматизации диких рисов, начатая Алма-Атинским госпединститутом. Однако расселение этих растений по водоемам должно быть осуществлено лишь после биологического обоснования его и только с разрешения научно-консультационного совета. Следут изучить вопрос о роли растительноядных рыб в биогенном балансе водоема с обязательным учетом при этом объема изъятия этой рыбы промыслом, как расходной статьи биогенов.

Итак, большой, перспективной задачей гидробиологов в республиках Средней Азии и Казахстане является форсирование исследований по управлению кормовой базой для рыб, без чего невозможны построение и ведение рационального рыбного хозяйства. Чрезвычайно возросли требования, предъявляемые к гидробиологам и со стороны других, кроме рыбохозяйственной, отраслей народного хозяйства. Поэтому помимо большого раздела нашей науки - рыбохозяйственной гидробиологии, о которой шла речь выше, получил развитие еще ряд других. Расширились объем и содержание работ по медицинской и ветеринарной гидробиологии. Здесь достигнуты поистине огромные успехи, хотя предстоит еще немало сделать.

В связи с развитием промышленных центров остро встали проблемы санитарной и санитарно-технической гидробиологии. Постановка функциональных исследований экологических систем водоемов, о чем говорилось выше, необходима для действительного разрешения вопросов всех разделов гидробиологии. Новый экологический фактор - повышение в воде радионуклидов - вызывает необходимость повышения темпов функциональных исследований такого рода. Задача гидробиологов - активная защита водоемов от загрязнения промышленными и бытовыми сточными водами. Это одна из мер по охране рыбных запасов водоемов, имеющая одновременно огромное значение для здравоохранения.

В последние десятилетия гидрогеологи выявили на территории республик Средней Азии и Казахстана богатые запасы подземных вод разного химического состава и типа - грунтовые, артезианские (пещерные, фреатические, интерстициальные) и минеральные. Пресные подземные воды, выведенные наружу, все больше используются в сельском хозяйстве, для промышленных, бытовых и других целей. Гидробиология этих вод имеет большое теоретическое и практическое значение (Бирштейн и Боруцкий, 1956), в частности, для палеонтологии. Изучение фауны и флоры подземных вод в наших республиках весьма перспективно, и оно должно стать непременной частью гидрогеологических и гидротехнических исследований.

Мы считаем необходимым осуществить следующие организационные мероприятия:

1) учредить в республиканских Академиях наук институты биологии вод, которые обеспечат комплексные биологические исследования водоемов;

2) создать при Академиях наук и университетах экспериментальные базы и проточные аквариумы на разного типа водоемах в различных географических зонах;

3) ежегодно проводить межреспубликанские коллоквиумы по гидробиологическим и ихтиологическим методикам с целью информации новых и унифицирования существующих.

Литература

Бирштейн Я. А., Боруцкий Е. В. Методика изучения подземных вод. В кн.: "Жизнь пресных вод СССР". Под ред. Е. Н. Павловского и В. И. Жадина. Т. IV, ч. I. M. - Л., Изд-во АН СССР, 1956.

Винберг Г. Г. Некоторые общие вопросы продуктивности озер. "Зоологич. журнал", 1936, т. XV, вып. 4.

Винберг Г. Г. Первичная продукция водоемов. Минск, Изд-во АН БССР, 1960.

Винберг Г. Г. Энергетический принцип изучения трофических связей и продуктивности экологических систем. "Зоологич. журнал", 1962, т. XLI, вып. 11.

Винберг Г. Г. Биотический баланс вещества и энергии и биологическая продуктивность водоемов. "Гидробиол. журнал", 1965, т. I, № 1.