3.5. Водоохоронне, водо-, повітроочищувальне та протиповіневе значення заплави Дніпра у Києві
Парнікоза І.Ю.
Водоохоронна та водочищувальна роль заплави
У зв’язку зі збереженням в межах долини Дніпра розвиненої прибережно-водної рослинності, а також тим фактом, що головне річище Дніпра розливається тут на ряд проток, дніпровська долина виконує високу водоочищувальну функцію. Особливо значна вона у випадку органічних стоків, які на ділянках з повільною течією осідають та переробляються за рахунок діяльності водних рослин, безхребетних та мікрофлори.
Ще в серпні 1887 р. вивченням забруднення води річки Дніпро в межах Києва займався М.М.Кублі, який брав проби дніпровської води в 8-ми місцях за течіє річки. Він визначив, що на відрізку 8 верст від Подолу майже зникає та частина забруднюючих речовин, які потрапляють з цього району міста. Він зазначав, що забруднення зникало б раніше, якби річка на своєму шляху не приймала нових обсягів забруднюючих та органічних речовини. Він вказує, що річкова вода за своїм складом часто відрізняється навіть у тому самому поперечному розрізі річки і залежності від місця відбору проби. Автор відзначає, що ці розбіжності незначні на ділянках річки, розташованих далеко від джерела забруднення і більш помітні поблизу цих джерел (Щепець та ін., 2005).
За рахунок чого зникало забруднення?
У формуванні якості води важливу роль відіграють вищі водні рослини: очерет, комиш, рогіз, рдесник, сусак і ін. Поглинаючи значну кількість біогенних елементів, вищі водні рослини знижують рівень евтрофікації водойм. Вони засвоюють і переробляють різні речовини (феноли, ДДТ), сприяючи осадженню зважених і органічних речовин, насичують воду киснем, створюють сприятливі умови для нересту риб і нагулу молоді, інтенсифікують очищення води від важких металів і нафтопродуктів за рахунок окислюючи нафту бактерій.
У присутності вищих водних рослин в 3-5 разів швидше розкладається нафта. Життєдіяльність макрофитів сприяє спливанню нафтопродуктів, які осіли на дно, і їх руйнуванню. Найбільш перспективними для очищення від нафти є очерет озерний і рогіз вузько- і широколистий. Комиш озерний інтенсивно очищає воду від фенолів. Одна рослина очерету масою 100 г здатне витягнути з води до 4 мг фенолу. Крім фенолу поглинаються і його похідні (пірокатехин, резорцин, ксилол та ін.).
У процесах фотосинтетичної аерації макрофіти відіграють не меншу роль, ніж фітопланктон. Вони здатні накопичувати 7,52 мг фосфору на 1 г сухої маси. Комиш активно акумулює марганець, півники – кальцій, осока – залізо, ряска – мідь. В процесі мінерального живлення вищі водні рослини в природних умовах поглинають і утилізують в своїх органах значну кількість речовин.
Вищі водні рослини утилізують також і азот стічних вод підприємств з виробництва мінеральних добрив.
Не менш важлива роль вищих водних рослин в регуляції «цвітіння» води, оскільки зарослі макрофітами ділянки водойм не «цвітуть». Це пояснюється конкуренцією за біогенні елементи, що поглинаються вищими водними рослинами. При валовому врожаї фітомаси в повітряно-сухій речовині 40 т/га очерет звичайний виносить 600-650 кг/га азоту, 400 кг/га калію, 200-250 кг/га фосфору, до 200 кг/га кальцію, до 400 кг/га хлору, десятки кілограмів натрію, магнію та ін.
Відомо, що очерет збагачує киснем не тільки воду, а й ґрунт, на якій росте, сприяючи посиленню процесів окислення. Кисень циркулює по порожнистим стеблах і проходить в корені по повітропровідним паросткам, а густі мочкувате водно-повітряні коріння рослин, як своєрідний механічний фільтр, затримують зважені частинки і очищають від них воду. Дуже цінна здатність тканин очерету детоксикувати різні отруйні сполуки. Досить високі концентрації аміаку, фенолу, свинцю, ртуті, міді, кобальту і хрому не позначаються помітно на його зростанні і розвитку. Очерет є також прекрасним субстратом для розвитку різних видів прикріплених водоростей, що беруть участь у формуванні якості природних вод.
У обростаннях вищих водних рослин в основному зустрічаються діатомові, зелені, в меншій мірі – синьо-зелені і інші водорості. У великій кількості тут виявлені гриби, азотобактер, а також бактерії, здатні розкладати крохмаль і клітковину. Разом з водоростями ці мікроорганізми беруть активну участь в самоочищення водойм. Організми перифітона дуже чутливі до якості води, тому багато хто з них використовуються для біоіндексаціі.
Вищі водні рослини здатні витягувати з води відносно великі кількості урану, радію та торію. У рослинах очерету, що росте на ділянках, які піддаються впливу забруднених вод, накопичується до кінця вегетації приблизно в 4 рази більше заліза, кальцію – в 100 разів, магнію – в 1,2, азоту – в 1,5, фосфору – в 1, 3 рази більше, ніж в рослинах очерету, що не піддаються впливу стічних вод. Велику роль в регуляції процесів розмноження водоростей грає не тільки конкуренція за біогенні елементи, але і метаболіти вищих водних рослин, що проявляють фітонцидні властивості і пригнічують розвиток водоростей.
Макрофіти в процесі фотосинтезу насичують воду киснем, а також затінюють нижні шари води, створюючи несприятливі умови для життєдіяльності синьо-зелених водоростей і утворення первинної продукції фітопланктону. Таким чином, вищі водні рослини відіграють істотну роль у зниженні чисельності синьо-зелених водоростей, в першу чергу, в невеликих водоймах, схильних до «цвітіння» при евтрофікації.
Ефективне використання їх в якості біофільтрів і для видалення з водойми біогенних елементів і органіки вимагає регулярного натурального балансу видалення фітомаси. Інакше після її відмирання і розкладання в водоймі відбувається істотне збагачення органічними і біогенними речовинами, а також мулонакопичення, що надає стимулюючу дію на «цвітіння» води і посилення евтрофікації. Таке виявлення відбувається завдяки наявності активних руслових процесів та тварин-фітофагів.
Роль зоогідробіонтів в процесах очищення стічних вод в значній мірі визначається їх способом харчування. Харчуючись бактеріями, водоростями, зваженими речовинами, вони сприяють освітленню води. Зоогідробіонти є активними сидементаторами. Крім того, найпростіші виконують функцію індикаторів. Активними седиментаторами є спрілевійчасті та коловійчасті інфузорії. Одна особина Carchesium lachmani при харчуванні протягом 1 години пропускає через свій організм близько 30000 бактерій. Фільтратори осадів наявні і серед багато коловерток.
Фільтрація властива багатьом ракоподібним, в тому числі дафніям, личинкам комарів Culex і Anophetes, багатощетинковим червам Polucheaeta, а з риб – товстолобикам. При фільтрації тварини пропускають крізь наявні у них дрібнопористі структури воду, використовуючи для харчування відціджений матеріал. За високої чисельності дафнії вони за 1 добу можуть профільтрувати весь обсяг ставка. Швидкість фільтрації води і поглинальна здатність гіллястовусих рачків настільки великі, що за 1 добу вони потенційно здатні поглинути все бактерії, що знаходяться в ставку.
Двостулкові молюски (дрейсени, жабурниці, перлівниці) також значно впливають на хімічний склад води. Прямий вплив виражається в посиленому споживанні кисню в процесі дихання, непрямий – в тому, що в результаті виїдання ними фітопланктону знижується інтенсивність фотосинтезу. У процесі самоочищення водойм від органічних речовин фільтратори і седіментатори грають роль споживачів первинної продукції, в свою чергу служачи їжею хижим організмам зоопланктону і планктоноядних рибам.
Важливе водоочищувальне значення окрім водної та прибережно-водної становить лісова- заплавна рослинність. Заплавна лісова рослинність має високе природоохоронне значення. Адже заплавний ліс виступає як потужний фільтр органіки. Рослини коренями втягують воду очищують її від органіки та випаровують чи видаляють з листків шляхом гутації. Нейтралізацію нітратів здійснюють також зарості нітрофільних рослин, таких як кропива. Саме зважаючи на це, теза про те, що найчастіша водойма це водойма без природних берегів і прибережної рослинності є величезною дурницею, в чому ми можемо пересвідчитися на прикладі чисельних водойм з бетонованими берегами, в яких нічого не живе, а вода швидко псується і зацвітає.
Повітрочищувальна роль заплави Дніпра
Зелені зони по берегам Дніпра, його острови виконують також важливу водо та повітроочищувальну функцію. Діяльність зелених насаджень та фітопланктону призводить до регенерації кисню у місті. Якщо прийняти до відома, що за останні десятиліття значна частина зелених насаджень по всьому місту була знищена,зелені насадження заплави Дніпра
Протиповенева роль заплави Дніпра
Та обставина, що Дніпро у Києві має широку долину, в межах якої є численні протоки, затоки та заплавні озера слугує гарантією захисту міста від паводків. Адже у випадку великої води, вона може розлитися по широкій долині, що не призведе до значного зростання її рівня в якомусь конкретному місті. Зважаючи на це, слід визнати небезпечним дамбуваня проток та ділянок русла, підвищення рівня берегів островів, що може призвести до зниження буферності долини Дніпра у місті по відношенню до паводкових вод, а як наслідок і до руйнувань та значних збитків. Зрозуміло що катастрофічні наслідки в випадку повені несе забудова заплави Дніпра у Києві та нижче нього неозорими котеджними містечками. Звичайно, Дніпро у Києві за регульовано водосховищами, але їх можливості обмежити повені теж є обмеженими, що треба обов’язково враховувати.
Заплавна «сельва» концентрує воду, навіть трав’янисті рослини затримують певну кількість води, отже розливання природних річок ніколи не буває катастрофічно швидким, а заплавні ліси виконують найефективніше протиповіневу функцію. Ефективній фільтрації та протиповеневій функції сприяє потужна біомаса усіх рослин на багатому органікою субстраті. Про це свідчить швидкий приріст заплавних дерев: верби чи тополі. Великий приріст за один рік дають також заплавні ліани – хміль та дівочий виноград. Все тут буяє з-за багатства органіки. Багатство органіки та тривимірний простір заплавних лісів гарантує достатню кількість корму для птахів та інших тварин, що тут оселяються. Цікаво, що деякі птахи оселяються в заплавних лісах і живуть вхолосту в надії на звільнення однієї з гніздових територій. Місце під гніздову територію тут – гарантія успішного вигодовування пташенят. Ярусність заплавного лісу визначає цілий набір ніш придатних для різних істот. Так, у відповідності до ярусів розподіляються в заплавних лісах птахи. На найвищих вербах і осокорах можуть гніздувати боривітри, нижче на гілках можна знайти гнізда ремеза, в нижнім ярусі – дрозди та мухоловки, а на поверхні ґрунту в заростях – малинівка та соловейко.
Необхідно наголосити, що всі ці корисні властивості заплави діють лише в тому випадку, якщо вона зберігає свій природний вигляд, якщо вона залишається зеленою: тобто має усі типи водної, прибережно-водної та лісової рослинності, якщо вона залишається не забудованою. Саме ця надзвичайно важливо для функціонування міської екосистеми аксіома досі, нажаль, не відома багатьом представникам міського керівництва, міських еліт та простих киян, що призводить до підміни в явленні людей здорової природної заплави річок у Києві та інших містах на бетонні набережні та спрямлені русла з повністю винищеною рослинністю. І якщо в сучасних умовах тягу простого киянина до окультуреного ландшафту можна зрозуміти, то бажання еліт йти в нього на поводу в будь-якій ситуації прийняти не можна.
Література:
Стецюк В., Романчук С., Щур Ю. та ін. Київ як екологічна система: природа-людина-виробництво-екологія. – К.: Центр екологічної освіти та інформації, 2001 -259 с.