Защита диссертации Панғалиева Ербола Махамбетұлы на соискание степени доктора философии (PhD) по специальности «8D05208 - Экология и природопользование»
В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Панғалиева Ербола Махамбетұлы на тему «Эволюция и экологические проблемы озер Центрального Казахстана» по образовательной программе «8D05208 – Экология и природопользование».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Управления и инжиниринга в сфере охраны окружающей среды» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Канаев Ашимхан Токтасынович - доктор наук, профессор
АУБАКИРОВА БАХЫТ НУПБАЕВНА - доктор философии(PhD)
Временные члены Диссертационного совета:
Бахов Жумабек Кубеевич - доктор наук, профессор
Дускаев Касым Коянбаевич - кандидат наук, доцент, профессор
Gamze Yildiz - доктор философии(PhD), доцент
Научные консультанты:
Акбаева Ляйля Хамидуллаевна – кандидат биологических наук, и.о. профессора кафедры «Управление и инжиниринг в сфере охраны окружающей среды» ЕНУ им. Л.Н. Гумилева (Республика Казахстан, г. Астана)
Эмин Атасой – PhD, профессор Педагогического факультета университета Бурса Улыдаг (Турция, г. Бурса)
Защита состоится: 23 декабря 2024 года 15:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D052 – Окружающая среда» по специальности «8D05208 – Экология и природопользование» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в онлайн формате.
Ссылка: http://surl.li/zczvci
Адрес: Астана қаласы, Қажымұқан көшесі, 13, №3 оқу-әкімшілік ғимараттың № 333 аудиториясы
Аннотация (рус.): Актуальность темы исследования. В последние десятилетия проблема водных ресурсов в Республике Казахстан приобретает особую остроту в свете надвигающегося дефицита воды, изменения климата, географического положения, антропогенного воздействия. Решение водных проблем в Казахстане признано одним из важнейших приоритетов в Стратегии «Казахстан 2050». Организация Объединенных Наций в ближайшие десять лет прогнозирует глобальный дефицит водных ресурсов. К 2030 году нехватка воды в мире может достигнуть 40%. Гидрографическая сеть и количество водоемов большей части территории Республики Казахстан относительно бедные, и поэтому учет общей площади поверхностных вод, динамики изменения их морфологических показателей очень важны. Тревогу гидрологов и экологов до сих пор вызывали в основном изменения в относительно крупных водоемах и реках. Однако, недостаточно уделялось внимание состоянию средних и малых озер. В то же время озера оказывают большое влияние на микроклимат, благополучие прилежащих экосистем, имеют ценность для рекреации и хозяйственное значение. Большое стратегическое значение в развитии сельского хозяйства и тяжелой промышленности для всей Республики Казахстан имеет территория Центрального Казахстана, включающей на настоящий момент главным образом Карагандинскую и Улытаускую области региона. Однако в последние годы в регионе возник ряд проблем, связанных с климатическими явлениями, в частности, наводнениями, аномальными засухами и истощением водных ресурсов. Из-за этого сократились пахотные земли и снизилась урожайность зерновых культур. Проблема водных ресурсов на территории обостряется также из за того, что они поддерживают естественные экосистемы и являются залогом сохранения биологического разнообразия. Карагандинская и Улытауская области занимают 428 тыс. км² и относятся к малоозерным территориям Республики Казахстан. На 100 км2 приходится 0,27 км2 водной поверхности. В среднем здесь насчитывается около 1910 озер общей площадью 926 км2. Из них с площадью менее 1км2 - 1779, составляющие 14% водной поверхности. Средние и малые озера имеют более короткие циклы водности, быстрее эвтрофируются и пересыхают. Их исчезновение часто не фиксируется в гидрологических реестрах. Водные ресурсы области представляют собой динамичную систему, которая зависит от множества экологических факторов и гидрологических процессов. Основным источником питания озер являются зимние осадки. Озера и реки на территории подвержены периодам сильного маловодья, эвтрофикации. Гидрографическая речная сеть территории Центрального Казахстана является разреженной. При этом встречается большое количество временных водотоков, которые существуют только в период таяния снега. Также характерно наличие большого числа озерных чаш, которые наполнены водой недолгое время после весеннего половодья. А постоянные озера испытывают постоянные перепады уровня воды и значительные изменения площади водной поверхности. В целом в данном регионе географические и климатические условия исторически мало благоприятны для водного режима поверхностных вод, в частности, резко континентальный климат, неравномерность выпадения осадков, засушливость. Изменения климата для Центральных районов Республики Казахстан прогнозируются неоднозначно и существует вероятность водной катастрофы. По одним сведениям к середине XXI века ожидается увеличение количества осадков в Казахстане зимой (на 9%) и весной (на 5%), а также увеличение интенсивности и изменчивости осадков. Некоторые модели предсказывают увеличение годового количества осадков на 2% к 2030 году, на 4% к 2050 году и на 5% к 2085 году, в то время как другие модели предсказывают уменьшение количества осадков в среднем на 11% к 2085 году. По оценкам некоторых специалистов, в случае увеличения выбросов парниковых газов к 2085 году влажная зона сместится на 250-300 км к северу. В последнем случае все северные регионы Казахстана могут превратиться в полупустынный регион. Изменение климатических показателей в Центральной части Казахстана может отрицательно повлиять на водные ресурсы малых озер этого региона, так как большинство мелких озер в этом регионе питаются талыми снеговыми и дождевыми водами. В условиях возрастающего антропогенного влияния человека на экосистемы естественная эволюция озер может сильно трансформироваться и привести к исчезновению водоемов. Эволюция озер включает последовательные геологические, гидрометрические, гидрологические гидрохимические, гидробиологические изменения и является более широким явлением по сравнению с сукцессией. В аридных условиях Центрального Казахстана эти процессы усугубляются тем, что большинство озер являются суффозионно-карстового и дефляционного происхождения, имеют слабый поверхностный сток, относительно небольшую глубину, а также во многих озерах зарегистрированы длительные циклы многоводных и маловодных периодов. Гипотеза. Вследствие влияния целого комплекса экологических факторов за последние десятилетия могли произойти существенные изменения показателей поверхностных вод Центрального Казахстана. Это должно отразиться в первую очередь на количестве озер, суммарной площади воды, общем объеме водной массы, водного баланса, общего экологического состояния, особенностях, особенности циклов водности местных озер. Важно своевременно выявлять все возможные проблемы поверхностных вод для определения текущей ситуации и выявления тенденций их развития. Целью работы являлось установить морфо-экологическое состояние озер Центрального Казахстана в свете их эволюционного развития. Задачи исследования: 1. Изучение динамики изменения климата Карагандинской и Улытауской областей по метеорологическим показателям. 2. Провести сравнительный анализ ряда морфометрических показателей средних и малых озер Карагандинской и Улытауской областей за последние полвека. 3. Оценить водный баланс озер и рек Карагандинской и Улытауской областей. 4. Изучение экологического состояния озера Большой Сарыколь, как наиболее характерного водоема Карагандинской области с типичными экологическими факторами, гидрологическими условиями, видовым разнообразием. 5. Дать интегрированный анализ изменения озер Центрального Казахстана. Новизна работы: Впервые была дана гидрологическая характеристика малых и средних озер Центрального Казахстана в свете климатических изменений, произошедших за последние 80 лет. Обнаружено состояние, когда в водном балансе испарение на водосборной территории превышает поступление воды и на настоящее время запас подземных вод не восстанавливается в полной мере. Кроме этого предложены методологические подходы в оценке состояния озер: 1) Новая группировка озер по площадям водной поверхности и объемам воды, что облегчает обзор водных объектов территории и позволяет анализировать их гидрологические параметры; 2) произведен расчет суммарного годового водного баланса на всей территории Карагандинской и Улытауской областей по усредненным годовым показателям; 3) для интегрированного анализа изменения озер впервые был применен балльно-весовой метод. А также, измерения морфометрических показателей большинства озер центрального Казахстана длительно не проводились и не анализировались, вплоть до данных исследований. Объект исследования: Для морфометрических исследований были изучены 109 озер,12 рек и прилегающие к ним бассейновые территории Карагандинской и Улытауской областей. Озера на исследуемой территории расположены на окраинах области, в основном питаются поверхностным стоком (главным образом, талой снеговой водой) и подземными водами. Большинство озёр сосредоточено во влажных северных и западных районах территории. Для общей экологической характеристики более детально было изучено озеро Большой Сарыколь, которое находится на юге Бухар жырауского района Карагандинской области в 60 км юго-западнее г. Караганды (в 1 км юго-западнее поселка Суюксу N 49° 28' 40", E 73° 42' 17"). В озере ловят рыбу, а также озеро используется для водопоя скота. Научная и практическая значимость работы. Результаты исследование имеют значение для классификации и типизации данных по водным ресурсам Центрального Казахстана, для разработки научных моделей сбалансированного природопользования и формирования научной базы по обеспечению оптимального функционирования озерных систем региона. Работа имеет большую практическую значимость как научное обоснование и интерпретация данных экологического мониторинга поверхностных вод и может быть использована как руководство для экологов, гидрологов и специалистов водного хозяйства. Результаты работы могут быть полезны для разработки мероприятий и рекомендаций, направленных на рациональное использование и охрану водных ресурсов. Полученные данные важны для водохозяйственных, рыбохозяйственных, рекреационных целей. Накопленный геоинформационный материал может использоваться при создании кадастровых (или экологических) паспортов региональными управлениями экологии и природных ресурсов. Результаты исследования: 1. Климат Карагандинской и Улытауской областей с 1940 по 2020 год претерпел значительные изменения как по температурному тренду, так и по тренду осадков. Благодаря потеплению зимнего сезона климат региона стал значительно теплее, а также увеличилось количество годовых осадков. С 1940 по 2020 гг. наблюдается повышение среднегодовой температуры на 1,1 °С. Среднегодовое количество осадков увеличилось на 145 мм, при этом количество осадков в холодные месяцы на 100 мм, в теплые месяцы 45 мм. 2. В настоящее время озера Центрального Казахстана находятся на многоводной стадии многолетнего цикла водности. В относительно небольших озерах до 4 км2 суммарная площадь с 1968 года изменилась от на 51,9 %, объем увеличился на 22,02 %. В то время как в средних и более крупных озерах (площадью от 4 до 20 и более км2) наблюдается достоверное увеличение площади на 42,9 %, увеличение объема 15,7 %. По состоянию на 1968 год всего было 34 пересохших озер, тогда как на 2020 год было 8 пересохших озер. 3. В водном балансе годовой сток рек, впадающих в озера Карагандинской области и рек, выходящих за пределы территории относительно мал - 1,98 и 6,42% в связи с редкой гидрографической сетью. Наибольшая доля приходится на годовые атмосферные осадки 69,21%, подземные источники 28,81%, активную транспирацию воды растениями с большой территории в вегетационное время 74,59% и испарение с почвы составляет 13,41%. При этом интенсивное испарение растениями, с почвы происходит за счет высокой температуры воздуха в теплые месяцы, высокой скорости ветра и низких значений влажности воздуха на территории Карагандинской и Улытауской област. Суммарное испарение с поверхности почв и транспирация воды растениями превышает выпадаемые осадки, что свидетельствует о том, что большая часть озер питается за счет подземных вод. Таким образом, на настоящем этапе, вовлечение в баланс подземных вод не уравновешивается приходом воды полностью, что в скором времени приведет к маловодью озер в регионе. 4. Экологические характеристики типичных озер Карагандинской и Улытауской областей (на примере озера Большой Сарыколь): озера натрий-гидрокорбанатно-хлоридного типа, нейтрально слабощелочной среды. Вода в озерах, главным образом, слабо солоноватая, в донных отложениях наблюдается засоление и процессы активной сульфатредукции. Озера мезотрофного типа трофности и β-мезосапробного типа эвтрофирования, благоприятные для рыбохозяйственных водоемов. Гидробионты представлены широко распространенными видами планктонных и бентосных организмов и нектона. 5. Суммарное влияние процессов, ускоряющих деградацию озер превышает суммарное влияние процессов, замедляющих деградацию. Так, что на данном этапе, несмотря на многоводный период, во многих озерах, в целом происходят процессы ускорения эвтрофикации. Личный вклад соискателя. Соискатель выполнял диссертационную работу на базе лаборатории водных ресурсов при кафедре УИООС ЕНУ им. Л.Н. Гумилева с 2019 по 2022. В указанный период он лично проводил ряд морфометрических измерений озер Карагандинской и Улытауской областей, отбор и обработку проб. Диссертант самостоятельно провел работу по анализу многолетней динамики климатических показателей и построению тренда температур и осадков, рассчитал водный баланс по изучаемой территории, построил карты гидрографической сети и современного расположения озер, принимал участие в определении видового разнообразия фитопланктона, зоопланктона и зообентоса в озере Большой Сарыколь. Диссертант самостоятельно провел общий анализ данных, интерпретации и выводы. Апробация работы. Отдельные результаты были опубликованы в научных журналах: Вестник ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки. – 2022. – №4(141); Вестник ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки. – 2023. – №4(145); Вестник КазНУ. Серия экологическая. – 2023. – №4(77); Polish environmental studies journal. – 2024. – Vol. 33, Issue 1. – P. 781-801 (ISSN 1230-1485). Публикации. Содержание диссертационной работы отражено в 4 публикациях: 1 – в издании, входящем в базу данных Scopus; 3 – в изданиях, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества в сфере образованияи науки Министерства образования и науки РК. Структура и объем диссертации. Диссертация содержит нормативные ссылки, обозначения и сокращения, введение, обзор литературы, форму и методы исследования, обсуждение результатов, заключение, 218 библиографий и 3 приложения. Исследовательская работа состоит из 105 страниц, выраженных 19 таблицами и 11 формулами и подтвержденных 14 рисунками.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/h556BAyz7H0
