Очистка искусственных водоемов
Очистка прудов от избытка растительности
Человек ухаживает за рыбоводным прудом и не дает ему превратиться в болото, время от времени освобождая водоем от избытка растительности. Причем делается это не обязательно на «сухом» дне. И в заполненном водой пруде можно вести борьбу с камышом, рогозом, тростником, стрелолистом, аиром и другими видами жесткой растительности. Например, тростник скашивают за лето три раза перед цветением, чтобы предотвратить образование семян. И чем ближе ко дну линия среза, тем лучше: рост ствола прекращается, а корни загнивают. Маленькие пруды обкашивают ручными цепными косами, которые удерживаются на дне цепями или грузом. При обработке больших водоемов пользуются камышекосилкой, которую прикрепляют к специальным лодкам.
Мягкая растительность (ряска, водокрас, кувшинка, лютик, тысячелистник, рдест и др.) в небольших количествах даже полезна для пруда: в ней обитает множество животных, являющихся пищей для рыб. Да и сама рыба в непогоду или при преследовании хищником прячется в подводных «лесах». Однако чрезмерное развитие этого вида растительности ведет к отрицательным последствиям: плохо прогревается вода, много затененных мест, да и отлов рыбы сетями затруднен. Наконец, мягкая растительность после отмирания быстро разлагается и переполняет пруд органическими веществами.
Мягкую растительность из водоема удаляют несколько иными способами, чем жесткую. Самый простой – вытягивание растений граблями, колючей проволокой, бреднями и сетями. Более эффективно удалять ее с помощью водяного плуга, который представляет собой деревянный треугольник с обитыми заостренными железными полосами наружными краями. Достаточно несколько раз протянуть по дну плуг моторной лодкой, как растительность подрезается и всплывает, остается только вытянуть ее из воды.
В прудах со слабопроточными и стоячими водами поверхность, как зеленым ковром, покрывается ряской. Она мешает проникновению воздуха в водоем, затеняет толщу воды и дно. Там, где ряски очень много, ухудшаются условия для развития планктона и бентоса, кормовая база рыб резко снижается. Ряску с поверхности воды собирают граблями, бреднями, сетями либо специальными черпаками и делают из нее компост для удобрения прудов; можно добавлять ее в корм для уток.
Кому не приходилось после прогулки по зарослям череды снимать со своей одежды стоящие торчком семена, впившиеся в нее заостренными остями с загнутыми назад зубчиками. Но если это растение прижилось на берегах и мелководьях прудов, то его семена могут причинить большой вред рыбам. Особенно от них страдает молодь: семена либо застревают в полости рта рыбешек, либо сильно ее ранят, что может даже привести к гибели мальков. Поэтому надо стремиться избавляться от этого растения вблизи водоемов, обкашивать череду во время цветения.
Некоторые ученые предлагали для борьбы с водной растительностью использовать гербициды, химические вещества, вызывающие засыхание стеблей. Как показали опыты, гербициды позволяют уничтожать молодую водную растительность, в то же время не оказывают заметного влияния на развитие рыб и зоопланктона. Однако к химическим веществам, вносимым в водоем, следует относиться с особой предосторожностью. Среди организмов, составляющих биоценоз пруда, существуют самые сложные и запутанные связи, которые гидробиологи еще не изучили до конца. И нельзя поручиться, что введенное в воду вещество не «выбьет» какой-нибудь незаметной для человека, но важной для экологического равновесия в пруду цепи.
Поэтому сейчас все больше внимания уделяется способам биологической борьбы с быстро разрастающейся водной растительностью. Например, черный амур питается моллюсками, раскусывая их раковины глоточными зубами. У карповых рыб пятая недоразвитая пара жаберных дужек превратилась в костные пластинки, на которых сидят глоточные зубы. Белый амур, близкий родственник черного амура, свои глоточные зубы использует для растирания растительной пищи. Вот это и есть одна из живых косилок, которую человек уже применяет в прудах для уничтожения как мягкой, так и жесткой водной растительности.
Загрязнители пруда
Вода для питания прудов поступает либо из ручьев и рек, либо же из ключей и артезианских скважин; последние используются преимущественно для холодноводных форелевых хозяйств. Годится для питания прудов и вода атмосферная (дождевая и снеговая), но только при наличии водонепроницаемого грунта на дне.
Если питающие воды загрязнены, то страдают от этого и сам пруд, и его обитатели. Вблизи промышленных предприятий атмосферные воды могут насыщаться сульфатами, хлоридами, сульфитами и даже карболовой кислотой, которая уже при концентрации 0,001 мг/л придает воде аптечный запах. А сколько поступает в пруд жидкости после кратковременного контакта с поверхностными слоями почвы! И это не просто вода, которая вымывает из почвы вещества примерно на глубину 15 мм; в больших количествах в нее могут попасть минеральные удобрения и, что самое плохое, пестициды.
Весной в водоем вместе с талыми водами могут прорваться стоки из животноводческих ферм. В настоящее время строится большое количество животноводческих и птицеводческих комплексов, на которых запроектированы достаточно надежные системы очистки воды. Однако в некоторых случаях процессы очистки нарушаются, и в ручьи и маленькие речки, которые чаще всего питают пруды, попадает большое количество навоза и птичьего помета. Такой сток не только несет много органики, но может быть бактериально загрязнен.
Через ручьевые системы и реки в пруд могут попадать хозяйственно-бытовые стоки и стоки промышленных предприятий, что представляет немалую угрозу биоценозу водоема. К тому же в хозяйственно-бытовых стоках содержится много микроорганизмов, возбудителей кишечных инфекций.
Классификация загрязнений сложна и запутанна. Загрязнение может быть естественным, когда в пруд падает много листьев или хвои с деревьев. При этом затрудняется обмен кислородом и задерживаются лучи солнца, что препятствует фотосинтезу водных растений: в пруду создается дефицит кислорода. Однако основная часть видов загрязнения воды связана с деятельностью человека, который построил технические системы, дающие большое количество отходов, и не всегда следит за полной их очисткой.
Загрязнения могут быть нетоксичными, но и они опасны для обитателей водоемов. Например, волокна целлюлозы в стоках забивают отцеживающие аппараты у фильтраторов и приводят к их массовой гибели. В результате нарушается пищевая цепь пруда, не очищается вода и т. п. Большая же часть загрязнителей токсична.
С экологической точки зрения более приемлема классификация загрязнителей не по загрязняющим факторам, а по возможности разложения веществ обитателями водоемов. Поэтому загрязнения можно разделить на стойкие и разрушаемые биологическими процессами.
К стойким загрязнителям относятся, например, соли ртути, меди, некоторые фенольные соединения. Они либо вообще не разлагаются в естественной среде, либо разлагаются медленно. Такие соединения накапливаются в организмах, а часто, пройдя по пищевым цепям, становятся более токсичными.
К разрушаемым относятся органические вещества, разлагаемые в процессе жизнедеятельности организмов пруда. Они обычно содержатся в бытовых водах, в стоках животноводческих комплексов.
Самоочищение воды
Пруд – это сложный организм, где попавшие в воду загрязнения постепенно исчезают. Биоценоз водоема действует так, что вещества, содержащиеся в воде, разлагаются, накапливаются в организмах либо откладываются в донных отложениях. Только незначительная часть загрязнений исчезает без помощи водных организмов.
Все обитатели пруда принимают участие в очистке воды. Чем многочисленнее население водоема, тем интенсивнее идет работа. Но для окисления органических веществ нужен кислород: в пруду большую часть его поставляют растения. Аэрация воды за счет деятельности растений даже превышает атмосферную аэрацию.
Значительная часть загрязнителей разлагается или минерализуется подводными жителями. Первыми к органике подступают бактерии: эти мельчайшие существа не боятся даже токсичных веществ, окисляют соляровое масло, бензин, керосин. Водные грибки тоже хорошие утилизаторы: они окисляют около 60 % органических загрязнителей и только 40 % используют для построения своего мицелия. Способствуют минерализации веществ дафнии и циклопы, которые поглощают быстро размножающихся бактерий. Те же хлопья бактерий, которые упадут на дно, будут съедены с илом личинками хирономид. В пищевой цепи идет как бы спрессовка органики. Начиная с бактерий и кончая рыбами, все существа значительную часть ее минерализуют и окисляют до углекислого газа и воды, а оставшуюся используют для построения своего тела. Окончательные отбросы полностью достаются бактериям, за что их и называют минерализаторами.
От огромного количества загрязнителей вода освобождается также за счет осаждения и захоронения их на дне. И этот процесс осуществляют живые существа пруда. Переносят загрязнения из толщи воды в грунт фильтраторы и осадители. Огромное количество взвеси фильтраторы изымают из воды и осаждают в виде фекалий. А непригодные к употреблению в пищу частицы обволакивают слизью и опускают на дно; их называют ложными фекалиями. Можно сказать, что слизь моллюсков, ракообразных и личинок насекомых выступает как осветлитель воды. Но ученые задумались над таким вопросом. Ведь слизь вроде бы должна быть быстро разложена бактериями, и тогда все взятые в плен и положенные на дно пруда частицы вырвутся на свободу. Однако этого не происходит. В чем же дело? Исследователи помогли найти правильный ответ: в слизи водных животных содержится ряд веществ, которые не по «зубам» бактериям, и те ничего с ними сделать не могут.
Производительность фильтраторов, обитающих в пруду, иногда даже превосходит этот показатель у морских организмов. Мидия за сутки отфильтровывает 3,5 л жидкости, а равная ей по размеру пятисантиметровая беззубка может за этот же период при температуре воды 9–10 °C пропустить через себя 12 л, а если вода прогревается до 30 °C – 28 л.
Живые фильтры
В тихую погоду вода в пруде кажется неподвижной. На самом деле ее движение ни на секунду не прекращается. Только воду гонят не ветер и не течение, а миллиарды живых существ, пропуская через свои фильтрующие устройства.
Организмы-фильтраторы обитают и в толще воды, и на дне. Вся вода в течение рабочего сезона несколько раз проходит через их хитро устроенные «аппараты». Благодаря фильтрации организмы добывают себе пищу и в то же время очищают воду от взвешенных органических и минеральных частиц.
В толще воды многочисленны фильтраторы среди ракообразных. Дафнии, босмины, хидорусы ритмичными ударами грудных ножек создают ток воды внутри створок раковины и отфильтровывают на тонких щетинках, расположенных на передних ногах, пищевые частицы. Последние скатываются в пищевой комочек и передвигаются сначала к брюшному желобку, а затем ко рту. Личинки комаров кулексов и анофелесов щетинками верхней губы также создают ток воды и многочисленными волосками, сидящими на ротовых придатках, отфильтровывают пищевые частицы.
Рыбы – уклейка, ряпушка и толстолобик – тоже активные фильтраторы: они отцеживают планктон с помощью жаберного аппарата.
Необычайного совершенства достигает фильтрация у донных организмов пруда. Среди подобных существ выделяются двустворчатые моллюски. Створки раковины у них соединяются посредством тяжа, вещество которого напоминает рог. Упругий тяж открывает створки, в то время как мускулы, прикрепленные к внутренней поверхности раковины, закрывают ее. Сверху на внутренней стороне створки могут быть зубы и зубные ямки.
Но в пруду живут и ракушки, у которых нет зубов, поэтому их называют беззубками, причем некоторые виды беззубок – самые крупные из пресноводных ракушек: в водоемах с илистой и землистой почвой они могут достигать размера 19 см.
Наряду с большими беззубками в пруду можно встретить маленьких двустворчатых моллюсков величиной с горошину. Воду двустворчатые моллюски фильтруют в мантийной полости: она входит в один сифон и выбрасывается из другого. Ток воды создается микроскопическими ресничками, покрывающими мантийную полость. Только в микроскоп можно рассмотреть их биение, напоминающее движение ресничек у инфузорий. Во время прохождения по мантийной полости вода почти полностью отцеживается от всех взвешенных частиц; это тоже функция ресничек – они отбирают и сортируют пищевые и непищевые частицы.
Вода после прохождения через фильтр моллюска становится чистой, освобожденной как от органических, так и от минеральных частиц, потому что минеральные взвеси тоже склеиваются слизью в комочки и осаждаются на дно. Неоценима работа в пруду живых фильтров. Да и производительность у них немалая: крупная беззубка отфильтровывает за сутки 70–80 л воды. Мелкие дафнии, диаптомусы и циклопы не уступают им в фильтрационной способности. При массовом развитии ветвистоусые и веслоногие рачки могут за один день пропустить всю воду пруда сквозь свои отцеживающие аппараты.
Сколько можно съесть грунта
Грунт пруда тоже съедобен. В нем много мертвого органического вещества, бактерий и других мелких организмов. Поэтому некоторые донные животные предпочитают его другой пище. Среди грунтоедов и илоедов можно встретить личинок хирономид, а также червей олигохет, трубочника и лимнодрилуса. Лимнодрилус зарывается и заглатывает грунт на глубине нескольких сантиметров, в то время как хирономиды и некоторые брюхоногие моллюски предпочитают есть с поверхности. К таким моллюскам-илоедам относятся живородки. Так их называют за способность рожать уже сформировавшихся детенышей, которые развиваются у моллюска в мантии. Различают речную и болотную живородок, отличающихся друг от друга окраской раковины и наличием полос.
Прудовики соскребают с камней, крупных растений перифитон, состоящий из водорослевого налета. Для этой цели они используют имеющуюся во рту радулу, или терку.
Живородки: а – болотная; б – речная
Оригинальным способом питаются личинки комарахирономуса, живущие в норках. Они высовываются из своего домика и быстрыми касаниями приклеивают к выделяющейся у них нити понравившиеся пищевые частицы. Затем прячутся в норку, после чего уже втягивают все приклеенные «продукты» питания и в спокойной обстановке съедают нанизанные на нить припасы.
Донные организмы, питающиеся грунтом, выполняют неоценимую для пруда и его обитателей работу. Чем больше илоедов в водоеме, тем интенсивнее очищается вода: ведь они перерабатывают органические остатки и минерализуют их.
В пруду иногда может на одном квадратном метре дна жить 90 тысяч личинок хирономусов. Они изымают ежедневно с этой площади около 250 г органического вещества, из которых 100 г используют для построения своего тела, а остальное минерализуют.
Мертвым органическим веществом, осевшим на дно, питаются не только беспозвоночные животные, но и рыбы (правда, круг их невелик).