- ранжирования участков реки по уровню загрязненности с эвтрофирующим и регрессирующим эффектами антропогенного воздействия.
На первом этапе формирования ПМАЭПЭ используют существующие в ГСН пункты наблюдения. При необходимости должны быть внесены лишь изменения в программу наблюдений действующей сети. На втором этапе ПМАЭПЭ необходимо предусмотреть открытие новых пунктов наблюдений, в том числе и на новых водных объектах, что необходимо для оценки уровня и масштабов процесса антропогенного эвтрофирования на территории России.
4.6 Поскольку в современных условиях одной из основных причин усиления процесса эвтрофирования чаще всего является фактор накопления в водной среде биогенных веществ, то режим биогенных элементов рассматривался как исходный показатель потенциального эвтрофирования, а характер развития фитопланктонного сообщества - как следствие последнего. В связи с вышесказанным при разработке программы наблюдений предпочтение было отдано показателям, характеризующим особенности в развитии альгофлоры во взаимосвязи с изменениями запаса в водной среде минеральных форм азота и фосфора.
4.7 В качестве основы для интегральной оценки последствий антропогенного эвтрофирования пресноводных экосистем рекомендуется использовать сравнительный метод, основанный на сопоставлении результатов обобщения многолетней гидробиологической информации, полученной на пунктах режимных наблюдений с разным уровнем антропогенного воздействия, в том числе и на условно "фоновом".
4.8 В качестве основы количественной оценки уровня антропогенного эвтрофирования предлагается использовать приоритетные показатели природных модификаций структурной организации фито-планктонных сообществ [11].
Использование в первую очередь показателей развития фитопланктона можно объяснить тем, что фитопланктон является одним из важнейших элементов водных экосистем, участвующих в формировании качества вод, поскольку свободно парящие в толще воды организмы фитопланктона осуществляют такой мощный процесс, как фотосинтез.
Индикаторные свойства фитопланктонного сообщества определяются не только фактом присутствия или отсутствия определенных сапробных видов, но и степенью их количественного развития. Поэтому изучение таких показателей, как видовой и групповой состав, численность, биомасса, их пространственно-временная изменчивость, имеет большое практическое значение.
Многочисленными исследованиями последних лет установлено, что фитопланктону принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды водных объектов, антропогенное воздействие на которые вызывает как эвтрофирующий, так и регрессирующий эффекты. Подтверждением последнего являются результаты обобщения многолетней информации по развитию фитопланктонных сообществ водохранилищ, озер и водотоков России, представленные в работах [11, 12].
4.9 Достоверность и объективность оценки уровня антропогенного эвтрофирования достигается соблюдением следующих условий:
- в качестве исходной базы необходимо использовать многолетнюю гидробиологическую информацию, представляющую результаты анализа проб, отобранных в назначенных пунктах при строгом соблюдении сроков отбора;
- оценку необходимо проводить по результатам режимных наблюдений, выполняемых в лабораториях контроля за загрязнением поверхностных вод в системе ГСН. Допускается включение результатов специальных научных исследований;
- непременным условием использования результатов гидробиологического анализа является единая методическая основа его проведения;
- при проведении сравнительной оценки эвтрофирования различных участков водных объектов или различных водных объектов необходимо использовать материалы равной представительности, т.е. должны быть идентичными показатели оценки, число результатов анализа и сроки отбора проб.
5 Формирование сети и программ наблюдений
5.1 Формирование сети наблюдений
5.1.1 Формирование сети наблюдений за процессом антропогенного эвтрофирования необходимо производить на основе анализа размещения действующих в системе ГСН пунктов контроля.
При этом необходимо исходить из следующих общепринятых положений:
- наиболее благоприятные условия для усиления процессов антропогенного эвтрофирования создаются на мелководных участках озер и водохранилищ, в прудах и на зарегулированных водотоках, где принципиально меняются гидрологические условия функционирования экосистем;
- неравномерность антропогенного воздействия, а следовательно, и физико-химических условий водной среды, приводят к образованию в пределах одной экосистемы специфических микроэкосистем.
Так, например, в поверхностном слое эвтрофирующихся водоемов отмечается гетерогенность, особенно заметная в период массового "цветения" фитопланктона и обусловленная так называемыми пятнами "цветения", которые могут иметь самую разнообразную форму и размер.
Поэтому в первую очередь необходимо изучать наиболее характерные участки водоемов, поскольку обстоятельная характеристика экосистем крупных водоемов и водотоков невозможна без характеристики их основных частей.
При этом структурно-функциональную организацию водных сообществ таких участков необходимо рассматривать как элементарные сообщества, привязанные к соответствующим биотопам и имеющие свою пространственную и временную организацию.
5.1.2 Выбор сети пунктов наблюдений проводится на основе характеристики гидролого-экологического состояния водного объекта, которая составляется по результатам его рекогносцировочного обследования.
При рекогносцировочном обследовании водоемы изучаются на всем их протяжении с целью выявления пространственных неоднородностей распределения величин, характеризующих как функционирование экосистемы водоема в целом, так и отдельных его биотопов.
В ходе рекогносцироровочного обследования целесообразно провести оценку информативности отдельных показателей, характеризующих экологическое состояние водного объекта, путем включения в программу исследований широкого круга гидролого-гидрохимических и гидробиологических показателей.
Основным методическим затруднением при этом может стать невозможность синхронного отбора проб при приведении рекогносцировочного обследования по всей акватории водоема.
Учитывая высокую пространственно-временную неоднородность и изменчивость показателей экологического состояния водных экосистем, вопрос отбора репрезентативных проб приобретает особое значение. При проведении рекогносцировочного обследования водного объекта особо важно провести отбор проб по всей акватории за время, много меньшее временной и пространственной изменчивости ее состояния, с пространственным интервалом, исключающим пропуск характерных аномальных участков водного объекта.
Принципиально этот вопрос можно решить, применяя методику экспрессной съемки водного объекта с помощью воздушной станции наблюдения [13].
В зависимости от специфики водного объекта обследование может быть одноразовым в период максимального развития фитопланктона либо многоразовым на разных этапах сукцессионных перестроек экосистемы, но не должно продолжаться более одного года.
5.1.3 При выборе пунктов режимных наблюдений предпочтение отдается таким участкам водных объектов:
- где наиболее ярко проявляются различия в структурно-функциональной организации сообществ водных организмов, что наиболее наглядно отражает последствия антропогенного воздействия;
- которые находятся под влиянием как существующих, так и проектируемых источников поступления веществ, за счет которых потенциально возможно усиление процессов эвтрофирования пресноводных экосистем.
Примеры выполнения наблюдений за антропогенным эвтрофированием приведены в приложении А.
5.1.4 При наличии на водном объекте режимных наблюдений ГСН предпочтение отдается действующим пунктам контроля, если таковые совпадают с результатами рекогносцировочного обследования.
5.2 Программа наблюдений
5.2.1 Программа наблюдений за антропогенным эвтрофировани-ем должна обеспечивать комплексную (по набору показателей) и интегральную (по пространственным координатам) оценку экологического состояния пресноводных экосистем.
5.2.2 Поскольку уровень эвтрофирования и его последствия зависят от "биографии" водных экосистем, весьма разнообразных на обширной территории России, для контроля за антропогенным эвтрофированием предусматривается проведение согласованного гидрохимического и гидробиологического контроля воды, взвешенных веществ и донных отложений по ряду приоритетных показателей.
5.2.3 В современных условиях определяющую роль в усилении процесса эвтрофирования играет фактор накопления биогенных элементов в водной среде больших и малых водоемов, поэтому режим биогенных элементов рассматривается как исходный показатель потенциального эвтрофирования. Характер развития фитопланктона является следствием последнего. Формирование и развитие фитопланктона, в свою очередь, определяется комплексом факторов, характеризующих физико-географическую, гидрологическую, гидрохимическую, гидробиологическую структуру водоема.
5.2.4 В программу исследований включают показатели, характеризующие состав органического вещества с точки зрения соотношения в нем углерода, азота и фосфора. Это вызвано тем, что скорость и направленность антропогенного эвтрофирования определяется не только минеральными соединениями азота и фосфора, но и качественным составом органического вещества. При этом целый ряд органических веществ антропогенного и биогенного происхождения способны играть роль стимуляторов в биотических процессах.
5.2.5 На основе результатов изучения антропогенного эвтрофирования экосистем разных физико-географических зон [4] было принято в число обязательных при систематическом контроле за антропогенным эвтрофированием включать следующие гидрохимические показатели их состояния:
- растворенный кислород;
- биохимическое потребление кислорода (
);
); - азот аммонийный;
- азот нитритный;
- азот нитратный;
- азот общий;
- фосфор фосфатный;
- фосфор общий.
Из гидробиологических показателей в число обязательных рекомендовано включать:
- качественные и количественные показатели развития фитопланктона;