г. Ульяновск                                                                                                    28 октября 2003 года

А.Г.Охапкин, д.б.н., профессор Нижегородского государственного университета им. Н.И.Лобачевского

Начало исследованиям водорослей планктона р. Волги и крупнейших водоемов ее бассейна положено в начале XX в. с организацией Волжской и Муромской, а впоследствии Окской речных биологических станций. Затем в г. Астрахани открывается ихтиологическая лаборатория, в 1950-х гг. Институт биологии внутренних вод АН СССР и Куйбышевская биологическая станция этого института, впоследствии преобразованная в Институт экологии волжского бассейна РАН. С учеными этих организаций связаны основные этапы изучения фитопланктона р.Волги к которым активно присоединяются ГосНИОРХ с многочисленными отделениями в крупных поволжских городах, Нижегородский госуниверситет и ряд других организаций.

В начале XX столетия изучение фитопланктона р. Волги связаны с корифеями русской и мировой науки, такими, как А.Л.Бенинг, В.П.Зыков, Е.Н.Болохонцев, Д.Я.Шутов, В.А.Раушенбах, Н.Р.Лебедев, М.Х.Эльдарова-Сергеева, К.И.Мейер, Н.С.Строганов, Н.Г.Захаров. Затем к этому коллективу исследователей волжского фитопланктона присоединились Р.М.Павлинова, В.И.Есырева, Д.В.Белихов, С.И.Колосова, И.А.Киселев. На первом этапе изучения специалисты определяли состав и обилие фитопланктона в коренной Волге, ее притоках и пойменных водоемах. Было положено начало исследованию экологии планктонных водорослей Волги, периодичности их появления и исчезновения из толщи воды в пределах годового гидрологического цикла, а также изучению динамики связи развития отдельных видов водорослей и сообществ в целом с факторами водной среды, ее определяющими. В этот период составляются первые конспекты альгофлор р. Волги с указанием места нахождения и встречаемости каждого вида водорослей. Одним из результатов этих первых наблюдений явился вывод о значительном флористическом богатстве волжского планктона и его динамичности как системы. Были установлены комплексы преобладающих видов, дана рекогносцировочная оценка условий их массового развития.

С началом образования на р. Волге каскада водохранилищ, первое из которых было заполнено в 1937 г., в изучении состава и динамики планктонных водорослей принимают участие Е.С.Неизвестнова-Жадина, К.А.Гусева, А.Л.Ильинский, Л.Г.Буторина, А.Д.Приймаченко, Г.М.Лаврентьева, В.Г.Стройкина, Г.В.Кузьмин, В.А.Елизарова, В.Г.Девяткин, В.В.Журкина, Н.Н.Миргородченко, Е.Я.Андросова, Н.А.Герасимова, И.Н.Далечина, И.И.Попченко, Г.А.Юлова, А.Г.Охапкин, И.М.Балонов, Л.Г.Корнева, И.В.Митропольская и ряд других. Помимо выявления и уточнения состава фитопланктона, перед исследователями была поставлена важнейшая теоретическая и практическая задача - оценка динамики состава, обилия и продуктивности планктонных водорослей при зарегулировании стока волжских вод. При этом происходит коренная перестройка гидролого-гидрохимического режима вновь формирующихся водных объектов и превращение водоема речного типа с транзитным характером потока энергии и круговорота вещества в водоем замедленного водообмена с чрезвычайной динамичностью развития абиотических и биотических процессов. Кроме того, важнейшей задачей исследований волжского фитопланктона стала оценка его роли в формировании рыбопродуктивности водохранилищ (ГосНИОРХ). Эти данные на период семидесятых-восьмидесятых годов были получены как для отдельных водохранилищ (Рыбинское водохранилище..., 1972; Иваньковское водохранилище..., 1978; Куйбышевское водохранилище..., 1983), так и для всего каскада в целом (Лаврентьева, 1977; Волга и ее жизнь, 1978; The River Volga and Its Life, 1979).

В 1970-1990-х гг. фитопланктон водохранилищ волжского каскада активно изучается сотрудниками Института биологии внутренних вод РАН (Шекснинское, Иваньковское, Угличское и Рыбинское водохранилища, а также водоемы их бассейнов). На водохранилищах Средней Волги (Горьковское, р. Волга до зарегулирования у г. Чебоксары, Чебоксарское) сотрудники Нижегородского университета продолжают исследования состава и структуры волжского фитопланктона, начатые еще в 1920-1930-х гг. В.И.Есыревой и Р.М.Павлиновой. Исследование динамики фитопланктона в Куйбышевском, Саратовском и Волгоградском водохранилищах активно проводятся сотрудниками Куйбышевской биостанции Института биологии внутренних вод РАН, Института экологии волжского бассейна РАН и отделений ГосНИОРХ, расположенных в крупных поволжских городах.

Основными проблемами исследований волжского фитопланктона на этом этапе становится выяснение закономерностей изменения состава и структурных показателей сообществ планктонных водорослей в водохранилищах как динамических системах со сложной пространственно-временной дифференциацией основных абиотических факторов среды, определяющих развитие водорослей. Изучается состав видов водорослей, его динамика в многолетнем аспекте, сезонная и межгодовая динамика численности и биомассы фитопланктона, состав доминирующих форм и его экологические особенности, распределение водорослей по акватории водохранилищ, сукцессия фитопланктона в связи с факторами загрязнения и эвтрофирования волжских водохранилищ. Активно исследуются процессы продукции фитопланктоном органического вещества, содержания хлорофилла и других фотосинтетических пигментов для установления функциональной роли водорослей в экосистемах водохранилищ. В том аспекте активно работают кроме вышеперечисленных И.Л.Пырина, В.И.Романенко, Л.Е.Сигарева, Н.М.Минеева, В.Н.Паутова, В.Н.Номоконова и другие.

Результатом этих исследований явились многочисленные публикации (более сотни), в том числе и монографического характера. Значительная часть информации, обобщающей почти столетний этап исследований волжского фитопланктона, заключается в серии монографий, написанных сотрудниками различных учреждений - специалистами по волжскому фитопланктону. Написание этой серии монографий проводилось под эгидой Института экологии волжского бассейна РАН под редакцией В.Н.Паутовой и Г.С.Розенберга. Серия включает семь книг (Паутова, Номоконова, 1994; 2001; Охапкин, 1994; Герасимова, 1996; Охапкин и др., 1997; Экология фитопланктона Рыбинского..., 1999; Попченко, 2001), характеризующих фитопланктон отдельных водохранилищ и к настоящему времени не завершена полностью в силу объективных причин. Сведения по фитопланктону верхневолжских водохранилищ более подробно, чем по другим водохранилищам, освещены в основном в трудах Института биологии внутренних вод РАН (Современное состояние экосистемы Рыбинского..., 1993; Современная экологическая ситуация..., 2000; Экологические проблемы Верхней..., 2002; Современное состояние экосистемы Шекснинского..., 2002 и др.).

Многолетние и достаточно подробные исследования волжского фитопланктона позволили установить его значение в экосистеме волжских водохранилищ как основного агента формирования качества воды этих водоемов. Огромные негативные последствия развития водорослей многих систематических групп до степени «цветения» воды были известны уже с 1940-1960-х гг. 20 века и отражены в специальной литературе (например, Сиренко, Гавриленко, 1978). Фитопланктон в целом является ведущей экологической группировкой, определяющей качество воды не только волжских водохранилищ, но и любых водоемов замедленного водообмена. Кислородный режим, уровень продуктивности, в том числе и рыбопродуктивности, содержание органического вещества в воде и донных отложениях, мутность и количество взвешенного органического вещества, токсическое влияние на гидробионтов и человека через питьевую воду, сапробность водоема и другие важнейшие экологические показатели определяются развитием планктонных водорослей.

Создание каскада водохранилищ значительно усугубило экологические проблемы в их бассейнах, связанные именно с развитием планктонных водорослей. Незначительные размеры, большая скорость размножения, устойчивость к внешним воздействиям, в том числе и токсической природы, богатый видовой состав, определяю крайнюю лабильность этой группы водных организмов, что вызывает огромные трудности в их исследовании, выявлении причин динамики их численности и попыток активной регуляции состава и обилия со стороны человека.

Одним из важнейших результатов изучения волжского фитопланктона явилось заключение о смене доминантного комплекса форм водорослей с начала века к 1990-м гг. и представление о подъеме общей его продуктивности в связи с двумя основными крупнейшими факторами в жизни р. Волги - эвтрофированием и загрязнением, а также зарегулированием стока реки. Хозяйственная деятельность человека на водосборе р. Волги и на самих водоемах ее бассейна негативно отразилась не только на качестве воды, но и на всей ее биоте. «Цветение» воды стало повсеместным явлением для волжских вод со всеми вытекающими из него последствиями, хорошо известными из литературы. Ретроспективный анализ динамики загрязнения волжских вод органическими соединениями, легко усваиваемых бактериями, так называемой сапробности (Охапкин, 1978 и др. более поздние работы) показал постепенный неуклонный рост этого показателя с начала века, когда волжские воды характеризовались как чистые олигосапробные по всему ее течению до бета-альфа-мезосапробных в настоящее время. Одной из последних экологических проблем, касающихся р. Волги и ее водохранилищ, является выяснения путей и механизмов инвазий водных обитателей, в том числе и водорослей по каскаду с севера на юг и наоборот с юга на север (Экологические проблемы Верхней..., 2001).

Таким образом, изучение планктонных водорослей волжских водохранилищ имеет огромное теоретическое и практическое значение для населения бассейна р. Волги. Проблемы рыбопродуктивности, «цветения» воды, эвтрофирования и загрязнения р. Волги будут актуальны еще многие десятилетия. Однако, негативные последствия спада экономического развития страны и развала науки в России, отмечающиеся с начала 1990-х гг. отразились на количестве и качестве информации о состоянии фитопланктона Волги как по отдельным ее регионам, так и в бассейне в целом. Значительная стоимость работ привела к таким негативным фактам, как нарушению долговременных рядов наблюдений на модельных водохранилищах, например на Рыбинском нарушился ряд данных, собираемых однотипно с конца 1940-х гг. Почти полностью было прекращено изучение фитопланктона на Горьковском и Чебоксарском водохранилищах. Наблюдения, проводимые в системе Гидрометеослужбы и фрагментарные оценки Нижегородской лаборатории ГосНИОРХ не могут полностью заменить информацию, собиравшуюся в течение десятилетий и однотипно в рамках исследований Нижегородского госуниверситета. Практически, последние данные, касающиеся всего каскада целиком, по материалам, собранным в сжатые сроки, по одной методике и обработанные одним автором или коллективом авторов, применяющих одинаковые подходы к обработке проб, получены в начале 1990-х гг. в сквозных рейсах по всей р. Волге, проводимых Институтом биологии внутренних вод РАН.

Таким образом, современное состояние развития фитопланктона в каскаде волжских водохранилищ, отражающее положение начала нового века, по сути неизвестно в связи с отсутствием планомерной организации исследований волжских водохранилищ. Говорить о практическом значении подобной информации для волжского бассейна, по-видимому, излишне, поскольку таковое очевидно. По-видимому, необходимо возобновить эти работы в тех регионах, где они почти полностью прекращены (бассейн Средней Волги) и поддержать их там, где проведение этих работ сдерживается недостаточностью финансирования (бассейны Верхней и Нижней Волги). В связи с этим считаю необходимым внести следующие предложения:

• возобновить с 2004 г. регулярные наблюдения за состоянием фитопланктона и процессов «цветения» воды Волжских водохранилищ, финансируя эти работы по регионам из средств либо федерального, либо бюджетов субъектов Российской Федерации в рамках работ, осуществляемых Ассоциацией «Большая Волга». Поручить Нижегородскому госуниверситету курировать проведение работ на водохранилищах Средней Волги (Горьковское и Чебоксарское, рук. д.б.н., проф. А.Г.Охапкин);
• при возможности организовать подобные исследования современного состояния вопроса в Верхневолжском и Нижневолжском регионах, поручив их проведение ИБВВ РАН и ИЭВБ РАН соответственно.

* Решения Комитета по экологии Ассоциации «Большая Волга» от 28.10.2003 опубликованы в ежемесянике № 10(109) за 2003 г.