WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Решение поставленных задач о выявлении взаимосвязи различных параметров производилось с помощью регрессионно-статистической обработки. Реализация моделей для различных вариантов исследования и статистическая оценка надежности результатов производилась с помощью пакета GIDStat, разработанного на кафедре Прикладной экологии РГГМУ.

Все расчеты сделанные в работе выполнены на персональном компьютере с использованием пакетов программ Microsoft Excel, Statistica 6.0, GIDStat v.2.

В главе 3 «Гидрохимическая характеристика исследованных малых рек Ленинградской области и Санкт-Петербурга» рассматривается общая гидрохимическая характеристика малых рек данного региона. На основе литературных и собственных данных выполнен анализ изменения ряда гидрохимических параметров исследованных рек.

Выполнена общая гидрохимическая характеристика вод малых рек Ленинградской области, причем особое внимание было уделено водотокам, на которых проводились собственные исследования.

В таблице 1 приведены полученные нами значения ряда гидрохимических параметров. Для некоторых химических характеристик отмечены незначительные колебания значений (растворенный кислород, бихроматная окисляемость, медь, никель, хром, жесткость, нефтепродукты, железо). Тогда как хлориды, БПК5, нитраты, аммонийный азот, фосфаты, сульфаты, цинк и свинец показали широкий диапазон концентраций. Весьма существенно (более чем в 300 раз) изменяется содержание нитритов в различных реках.

Таблица Гидрохимические параметры исследованных малых рек Ленинградской области и Санкт-Петербурга Река Параметр pH 6,8 5,9 5,9 7,2 6,8 5,9 7,4 6,2 6,3 7,8 7,6 - 7,взвешенные 168,2 28,0 16,4 24,0 10,8 56,8 8,2 10,4 26,8 1,6 - - - вещества, мг/л раств.кислород, 7,30 8,61 8,49 7,16 7,39 8,49 8,20 4,61 9,47 9,11 - - 3,мгО2/л ХПК, мгО/л 121,0 100,0 41,1 63,6 42,2 97,6 58,8 74,4 86,9 - - - - БПК, мгО/л 0,50 8,80 0,50 11,40 3,40 1,60 2,00 0,50 2,00 1,52 - - 5,жесткость, 0,38 0,57 0,40 1,63 0,36 0,28 1,31 0,29 0,43 3,48 - - 2,мг-экв/л нитраты, мг/л 2,05 1,90 0,30 10,30 1,00 1,50 1,90 0,30 0,60 0,63 0,21 0,47 - нитриты, мг/л 0,01 0,01 0,02 3,87 0,01 0,11 0,62 0,01 0,01 0,03 0,01 0,01 0,азот аммоний1,45 0,60 0,30 18,40 0,50 0,50 0,60 1,70 1,30 1,80 1,18 1,37 - ный, мг/л фосфаты, мг/л 0,15 0,27 0,16 1,91 0,08 0,14 0,29 0,18 0,14 0,01 0,01 0,01 0,железо, мг/л 4,16 4,25 1,30 1,80 1,15 3,88 0,43 2,11 3,90 0,54 - - 1,свинец, мг/л 0,044 0,002 0,009 0,008 0,002 0,002 0,002 0,030 0,002 - - - 0,Примечание: прочерк обозначает, что анализ не проводился.

Многими авторами было показано, что за последние десятилетия качество вод рек Ленинградской области ухудшилось вследствие хозяйственной деятельности (Еремеева, Викторовский, 1998; Викторовский и др., 1999; Расплетина, Сусарева, 2003; Трифонова, Павлова, Афанасьева, 2003). Нами выделены реки, загрязнение которых значительно. Так, воды реки Авлога отличаются высоким содержанием биогенных соединений, органического вещества, грубодисперсных примесей, хлоридов, и др. Такая ситуация связана с развитым на ее водосборе сельским хозяйством, наличием животноводческих комплексов и населенных пунктов. Реке Авлога свойственно худшее качество вод среди исследованных нами малых водотоков Ленинградской области. Такой водоток как р. Черная также значительно загрязнен. Гидрохимический режим этой реки отличается от других тем, что здесь очень высоко содержание взвешенных веществ, максимально значение ХПК, содержание свинца превышает предельно допустимую концентрацию.

Городские водотоки значительно загрязнены, особенно река Охта, которая называется самой грязной рекой Санкт-Петербурга (Охрана окружающей среды…, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005). По нашим данным этот водоток также значительно отличаЧерная Морье Вьюн Авлога Песчаная Чулковка Селезневка Петровка Волочаевка Оредеж Орлинка Ст.Оредеж Охта ется от рек области. Загрязнение р. Охта весьма велико, причем прослеживается его возрастание по течению вместе с увеличением техногенной нагрузки на этот водоток. Местами, предельно допустимые концентрации тяжелых металлов превышены здесь в десятки, и даже сотни раз. Весьма высоки концентрации биогенных соединений, нефтепродуктов, нарушен кислородный режим. Описанная ситуация сложилась вследствие большого числа выпусков сточных вод и поверхностного стока с городских и промышленных территорий.

Сбросы в реку Охта, в том числе осуществляют такие крупнейшие загрязнители как ГУП “Водоканал Санкт-Петербург” и ОНПО “Пластполимер” (Шелутко, Колесникова, 2004;

Государственный доклад …, 2006).

Анализ гидрохимических данных методом главных компонент подтвердил наше заключение о значительном отличии рек Охта и Авлога, от остальных. Эти водотоки характеризуются самым высоким уровнем загрязнения.

Расчет рекогносцировочных индексов загрязнения вод (рИЗВ) позволил отнести воды реки Авлога к 7 классу качества (чрезвычайно грязные воды), р. Охта к 6 (очень грязные), а р. Черная к 5 классу (грязные воды). Остальные реки характеризуются загрязненной и умеренно загрязненной водой.

Глава 4 «Растительный покров малых рек Ленинградской области и СанктПетербурга» посвящается анализу флоры и растительности исследованных малых водотоков, отдельное внимание уделено рассмотрению видового богатства и разнообразия.

4.1 Флора и растительность исследованных рек. Флора макрофитов исследованных малых рек насчитывает 150 видов растений, относящихся к 5 отделам. Большую часть (93 %) составляют цветковые растения, причем из них на долю двудольных приходится вида (67 %) из 33 семейств (73 %), а однодольных – 45 видов (33 %) из 12 семейств (27 %).

Кроме цветковых в рассматриваемой флоре присутствуют 7 видов сосудистых споровых растений (5 видов хвощей и 2 папоротника), 4 – моховидных, 1 вид зеленых водорослей.

Ведущими по числу видов семействами среди покрытосемянных являются – Gramineae – 16 видов, Asteraceae – 13, Ranunculaceae – 9, Apiaceae – 8, Cyperaceae – 7, Potamogetonaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Caryophyllaceae, Rosaceae, Leguminoceae – по 5 видов, Primulaceae, Rubiaceae, Polygonaceae – по 4 вида.

Еще в трех семействах (Sparganiaceae, Lemnaceae, Juncaceae) по 3 вида, В семи (Valerianaceae, Campanulaceae, Onagraceae, Nymphaeaceae, Alismataceae, Hydrocharitaceae, Typhaceae) по 2 вида, а в остальных – 21, по одному виду (Iridaceae, Butomaceae, Convolariaceae, Menyanthaceae, Urticaceae, Ceratophyllaceae, Geraniaceae, Callitrichaceae, Brassicaceae, Hypericaceae, Violaceae, Lythraceae, Haloragaceae, Hippuridaceae, Boraginaceae, Solanaceae, Cannabaceae, Vacciniaceae, Convolvulaceae, Lentibulariaceae, Plantaginaceae).

По экологическим типам виды распределены следующим образом: 24 вида гидрофитов, 11 видов гелофитов, 19 видов гигрогелофитов, 39 вида гигрофитов, 56 видов гигромезо- и мезофитов. Таким образом, разнообразие водной составляющей флоры ниже (36 % или 54 вида), чем заходящей в воду береговой (64 % или 96 видов), что подтверждает значение индекса гидрофитности (-0,3).

Водная, воздушно-водная и гигрогелофитная растительность исследованных участков сложена 28 формациями, представленными 52 ассоциациями. Выявлено, что для рек северо-запада Карельского перешейка, впадающих в Финский залив, характерны формации следующих растений: Nuphar lutea и Typha latifolia. Рекам на юго-западе перешейка свойственны формации Glyseria fluitans. Там же часто встречаются формации Fontinalis antipyretica. Водотокам на юге области свойственны формации Nuphar lutea, Sparganium emersum, Scirpus lacustris, Carex acuta.

4.2 Сравнительный анализ исследованных рек по видовому богатству и обилию флоры. Можно отметить невысокий уровень сходства всей флоры изучаемых водных объектов. Наибольшее сходство было отмечено между флорой рек Оредеж и Орлинка, значение коэффициента Жаккара составило 35 %.

Коэффициенты сходства рассчитанные для водной флоры исследованных рек более высоки. Максимальные значения их выявлены для рек Селезневка и Морье (40 %); Петровка и Морье (38 %); Петровка и Селезневка (36 %).

Анализируя значения коэффициента, рассчитанные для настоящей водной флоры, можно заметить, что здесь уровень подобия наиболее высокий. Довольно большие значения коэффициента Жаккара ( 50 %) получены для флоры рек Чулковка и Волочаевка, Волчья и Чулковка, Вьюн и Селезневка. Следует также отметить, что река Авлога не имеет сходства ни с одним из участков т.к. истинно водные растения в ней отсутствуют.

Видовое разнообразие оценено для различных экологических групп макрофитов.

Значения индекса разнообразия Шеннона-Уивера для флоры малых рек области лежат в диапазоне от 2,5 (р. Старый Оредеж) до 5,0 (р. Волчья, р. Чулковка). Низкое значение для реки Старый Оредеж объясняется ее своеобразием. Это карстовая река с высокой минерализацией вод, питающаяся за счет ключей с низкой температурой воды (4 0С). Лишь здесь развивается Batrachium eradicatum и зеленые нитчатые водоросли. Так же невысок индекс Н для ручья Нижнего – это, так же как и Старый Оредеж весьма небольшой водоток. Сравнение малых рек с р. Нева у Кировска, показало более высокие значения индекса для нее (6,1). Для реки Санкт-Петербурга – р. Охта среднее значение индекса видового разнообразия гораздо ниже по сравнению с малыми реками области.

Индекс разнообразия водной флоры для изученных малых рек изменяется в меньшем диапазоне – от 2,0 (р. Старый Оредеж, р. Авлога) до 3,9 (р. Оредеж). Значение индекса Шеннона-Уивера для настоящей водной флоры малых рек Ленинградской области изменяется от 0 – в том случае если на исследованном участке водотока отсутствуют гидрофиты (р. Авлога), или обнаружен только один вид (р. Селезневка, р. Черная) до 2,(р. Орлинка).

Наибольшее видовое разнообразие гидрофитов и водных растений выявлено для малых рек юга Ленинградской области – рек Оредеж и Орлинка. Данная картина соответствует правилу увеличения богатства и разнообразия с севера на юг (Алимов, 2000; Папченков, 2001). Однако это правило нарушается в случае с р. Старый Оредеж – так же рекой юга области, но отличающейся большим своеобразием, видовое разнообразие ее флоры невелико.

Рассмотрение обилия различных видов выявило, что среди малых водотоков наибольшие значения суммарного обилия растений оказались свойственны р. Вьюн и р. Чулковка. Минимальные зафиксированы для рек Охта и Старый Оредеж, причем средние величины для вида здесь высоки. В целом, для малых рек значения суммарного обилия изменяются в диапазоне от 14 (р. Охта) до 66 (р. Вьюн), а среднего: 1,7 (р. Волчья, р. Песчаная) – 2,7 (р. Старый Оредеж).

При анализе обилия флоры 15 исследованных малых водотоков методом главных компонент, по первой компоненте выделяется река Вьюн. Реки Петровка и Чулковка так же отличаются от остальных по 2 компоненте. В них найдены макрофиты, не встречающиеся на других водных объектах, причем некоторые из них с высоким обилием. В основном это околоводные растения.

На основе анализа обилия видов в конкретных реках можно их сопоставить по характеру доминирования. Река Чулковка, с самым высоким видовым богатством и разнообразием (Н1-5 = 5), характеризуется выровненной структурой доминирования. Здесь отмечено 4 доминирующих вида и 4 субдоминанта, причем преобладают водные растения. В р. Вьюн 3 доминирующих вида, причем один из них имеет более высокое обилие, это – Aegopodium podagraria. В р. Оредеж, с более низкими значениями видового разнообразия всей флоры – 4,1, но максимальными – флоры гидрофитов, обнаружен лишь один виддоминант – Potamogeton natans, при 6 субдоминантах. Сопоставление описанных рек между собой показало, что река юга области – Оредеж отличается исключительным преобладанием водных растений, а р. Вьюн присуща обратная картина. Река Черная, хоть и не отличается большим видовым богатством, но имеет выровненную структуру доминирования.

Несмотря на отмеченные различия, все описанные водотоки существенно отличаются от р. Охта подверженной сильному антропогенном воздействию. Она характеризуется нарушенной структурой сообществ, как в верхнем, так и нижнем створах. Для участков с меньшим антропогенным воздействием (верхнее течение реки) свойственно небольшое количество видов с малым обилием, при наличии трех доминантных видов. Для зоны, подверженной интенсивному воздействию хозяйственной деятельности человека (нижнее течение), характерны крайне низкие значения видового богатства (0 – 3 вида), и малое обилие видов. Причем необходимо отметить, что большое число редких, малообильных видов, которые не были отмечены в р. Охта, обеспечивают устойчивость экосистемы (Одум, 1986;

Нинбург, 2005).

При анализе компонентного состава, обилия, видового разнообразия и богатства выделились разные группы рек. Для того чтобы предложить общую классификацию водотоков были использованы все исследованные структурные параметры. На их основе была составлена общая матрица. Она была обработана методом главных компонент.

Главные компоненты (3 фактора берущие на себя 97 % изменчивости) были кластеризованы, полученная дендрограмма представлена на рис. 2. С ее помощью нами было выделено 4 группы рек (см. рис.2). Выделенные группы компактны и существенно различаются между собой значениями структурных характеристик сообществ макрофитов, их подробное описание будет приведено ниже.

Рис. 2. Дендрограмма различия исследованных малых рек, по структурным параметрам макрофитов построенная на основе значений факторных нагрузок.

4.3 Растительный покров рек Охта и Оредеж. На примере двух контрастных рек Охта и Оредеж, осуществлялись подробные исследования растительного покрова. На р. Охта – в пределах городской черты, а в реке Оредеж – в ее верховьях, Охта – река протекающая в промышленной зоне (Санкт-Петербург), р. Оредеж – расположена в сельскохозяйственном районе (юг Ленинградской области). Выявлены существенные различия в структурных характеристиках флоры этих водотоков. Река Оредеж отличается исключительным видовым богатством и разнообразием макрофитов, в то время как Охта довольно бедна. Значения общего проективного покрытия для Оредежа так же выше.

Река Охта по всем структурным характеристикам сообщества макрофитов может быть четко разделена на две группы участков: с 13 станции (ниже плотины Охтинского вдхр.) до 6 – с относительно нормальной растительностью, и с 5 до 1 (устьевая область при впадении в р. Нева) – с угнетенной растительностью, либо с полным ее отсутствием. Такое зонирование водотока, по-видимому, связано с антропогенной нагрузкой на эту реку, которая нарастает так же – от водохранилища к устью (рис. 3).

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»