Контроль ковров из водных растений

Контроль ковров из водных растений: Методика мониторинга и оценки

Введение
Образование плотных поверхностных ковров водными растениями (гидрофитами), как погруженными, так и плавающими, является серьезной экологической и экономической проблемой для водных объектов. Эти ковры нарушают газообмен, световой режим, снижают биоразнообразие, затрудняют судоходство, рекреацию и работу гидротехнических сооружений. Эффективный контроль их распространения и воздействия требует системного мониторинга на основе стандартизированных методов испытаний. Данная статья описывает ключевые аспекты программы контроля водных растительных ковров.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются сообщества водных растений, формирующие сплошные или почти сплошные покрытия на поверхности водоемов и водотоков. Основное внимание уделяется:

• Видам-доминантам: Растениям, составляющим основную биомассу и площадь ковра. Часто это инвазивные или высокоагрессивные виды (например, виды родов Lemna (ряска), Eichhornia (водный гиацинт), Pistia (пистия), Salvinia (сальвиния), Elodea (элодея), Ceratophyllum (роголистник), Myriophyllum (уруть), Hydrocharis (водокрас)).
• Структуре ковра:
  • Тип ковра (сплошной, пятнистый, полосовой).
  • Ярусность (наличие одного или нескольких слоев растений).
  • Толщина слоя.
  • Плотность покрытия (% поверхности воды).
• Функциональным характеристикам:
  • Биомасса (сырая или сухая масса на единицу площади).
  • Скорость роста и распространения.
  • Воздействие на параметры воды (кислород, pH, светопроницаемость под ковром).

2. Область испытаний

Испытания проводятся в водных объектах, где наблюдается или прогнозируется образование проблемных растительных ковров:

• Естественные водоемы: Озера, старицы, пруды, болота.
• Искусственные водоемы: Водохранилища, пожарные пруды, декоративные пруды, рыбоводные пруды, отстойники.
• Водотоки: Реки (особенно участки с замедленным течением - заводи, заливы), каналы (ирригационные, осушительные, судоходные).
• Участки особого риска: Зоны водозаборов, рыбопропускных сооружений, шлюзов, гидроэлектростанций, зоны рекреации (пляжи, места для купания и рыбалки).

Контроль может быть плановым (регулярный мониторинг состояния объекта) или оперативным (оценка эффективности проведенных мероприятий по удалению ковра).

3. Методы испытаний

Для комплексной оценки ковров применяется комбинация методов:

• 3.1. Дистанционные методы:
  • Аэрофотосъемка/Беспилотные летательные аппараты (БПЛА): Обеспечивают быстрое картирование площади покрытия, определение границ ковра, его структуры (сплошной/пятнистый) и динамики распространения во времени. Используются камеры видимого и ближнего инфракрасного диапазонов.
  • Спутниковый мониторинг: Подходит для оценки крупных водоемов и отслеживания изменений на региональном уровне. Требует калибровки и верификации наземными методами.
• 3.2. Наземные (Полевые) Методы:
  • Визуальная оценка и картирование:
    • Определение доминирующих видов растений.
    • Оценка процента покрытия поверхности воды в пределах заданного участка (квадрат, трансекта) визуально или с помощью рамки с сеткой.
    • Фиксация типа и структуры ковра.
    • Измерение толщины ковра (штангенциркуль, линейка).
  • Отбор проб биомассы:
    • Для плавающих ковров: Используется рамка известной площади (например, 0.25 м² или 1 м²). Вся растительность в пределах рамки аккуратно извлекается из воды сачком или вручную.
    • Для погруженных ковров: Применяется дночерпатель или грабли для водной растительности с фиксированной площадью захвата. Для глубоководных участков может использоваться драга.
  • Определение биомассы:
    • Пробы растений промываются для удаления посторонних частиц и макрофауны.
    • Измеряется сырая (влажная) масса.
    • Для определения сухой массы пробы высушиваются в сушильном шкафу при температуре 60-80°C до постоянного веса.
    • Результаты выражаются в г/м² или кг/м² (сырой или сухой массы).
  • Оценка условий среды:
    • Измерение параметров воды непосредственно под ковром и на открытых участках для сравнения: температура, растворенный кислород (оксиметром), pH (pH-метром), электропроводность, светопроницаемость (подводный фотометр или диск Секки).
• 3.3. Лабораторные методы:
  • Видовое определение: Точная идентификация собранных растений, особенно важно для инвазивных видов, с использованием бинокулярных микроскопов и ботанических определителей.
  • Анализ проб биомассы: При необходимости - определение содержания питательных элементов (азот, фосфор), тяжелых металлов, влажности, зольности.

4. Испытательное оборудование

Для проведения испытаний требуется следующий основной набор оборудования:

• Полевое оборудование:
  • Для отбора проб:
    • Рамки (квадратные или круглые) известной площади для плавающих растений (0.25 м², 0.5 м², 1 м²).
    • Дночерпатели стандартной площади (например, Петерсена, ван Веена) или водные грабли для погруженных растений.
    • Прочные сачки/черпаки с длинными ручками.
    • Драги (для глубоководных участков).
  • Для измерений:
    • Штангенциркуль или линейка с миллиметровыми делениями (толщина ковра).
    • Сетки/рамки для визуальной оценки % покрытия.
    • Портативные измерительные приборы: оксиметр, pH-метр/кондуктометр (комбинированные приборы), термометр.
    • Подводный фотометр или диск Секки (для оценки светопроницаемости).
    • GPS-навигатор для точной привязки точек отбора проб.
  • Для работы с пробами:
    • Пластиковые контейнеры/мешки для сбора и транспортировки проб.
    • Этикетки, водонепроницаемые маркеры.
    • Полевые весы (электронные, с точностью до 0.1 г).
• Лабораторное оборудование:
  • Лабораторные электронные весы высокой точности (до 0.001 г или выше).
  • Сушильный шкаф с регулируемой температурой (60-105°C).
  • Эксикаторы с влагопоглотителем.
  • Бинокулярные микроскопы.
  • Ботаническое оборудование: прессы, гербарная бумага, определители растений.
  • Основная лабораторная посуда: сита, кюветы, ножницы, пинцеты.
  • (Опционально) Оборудование для химического анализа: спектрофотометры, муфельная печь, аналитические весы.
• Дистанционное оборудование:
  • БПЛА с камерами высокого разрешения (RGB, мультиспектральные/гиперспектральные при необходимости).
  • Программное обеспечение для обработки аэрофотоснимков и ГИС-аналитики.
  • Доступ к актуальным спутниковым снимкам среднего/высокого разрешения и ПО для их обработки.

Заключение

Систематический контроль водных растительных ковров на основе описанных объектов, областей, методов и оборудования позволяет получать объективные и сопоставимые данные об их распространении, состоянии и воздействии на водные экосистемы и хозяйственную деятельность. Стандартизация методов испытаний критически важна для долгосрочного мониторинга, оценки эффективности мер управления (механическое удаление, биологический контроль, применение разрешенных гербицидов) и прогнозирования развития ситуации. Регулярное применение данной методики способствует своевременному выявлению проблемных очагов и принятию обоснованных решений по поддержанию экологического баланса и функциональности водных объектов.