CC BY
52
планктеры в Телецком озере в основном приурочены к блюдается и в других озерах умеренной зоны, например,
верхним 5-10 м. Слой воды, непосредственно прилегаю- в Байкале и Глубоком [17, 9]. Крупный веслоногий рачок
щий ко льду, вероятно, ввиду особенно низких темпера- Arctodiaptomus bacillifer, холодноводный стенотермный
тур (0,8 °С) не благоприятен для развития водорослей и вид, во время стратификации, как летней, так и зимней,
избегаем зоопланктерами. Если флагелляты и планктон- сосредоточен в Телецком озере в основном в металим-
ные ракообразные способны самостоятельно регулиро- нионе и верхнем слое гиполимниона. В отличие от него,
вать свое нахождение в столбе воды, то для неподвиж- молодь концентрируется в зонах эпи- и металимниона,
ных форм фитопланктона этому способствует конвек- что связано, в большей степени, с массой тела и процес-
тивное перемешивание. Вертикальное распределение сами постепенного погружения.
зоопланктона в пелагиали Яйлю, несмотря на порядок Таким образом, свет и температура не являются ли-
меньшие абсолютные величины его численности в 2006 митирующими факторами для пелагического сообщества
г. по сравнению с 1931 г. (до 47,3 тыс. экз./м3 [8]), имело водорослей и планктонных беспозвоночных в Телецком
сходный характер - максимум численности отмечен в озере. Развитие планктона в нем в большей степени за-
верхних горизонтах (0-60 м), минимум - нижних (100- висит от стабильности водной толщи, что характерно и
240 м). Это же имеет место и в летний период [16], т.е. подледного периода. При установлении ледового покры-
температурный фактор не оказывает существенного тия развивается достаточно разнообразный и обильный
влияния на распределение планктеров по вертикали. диатомовово-криптофитовый фито- и копеподно-
Распределение зоопланктона, как и в случае с фито- ротаторного зоопланктон, что позволяет экосистеме озе-
планктоном, более обусловлено механическим факто- ра обеспечивать процессы биологического самоочище-
ром, связанным с циркуляцией воды. Это явление на- ния и высокое качество воды.
Авторы выражают благодарность сотрудникам Лаборатории водной экологии ИВЭП СО РАН В.В. Кириллову, С. О. Власову, М.И. Ковешникову и А.В. Дьяченко за помощь в отборе проб. Работа выполнена при поддержке Молодежного проекта СО РАН№ 121.
Библиографический список
1. Водоросли. Справочник / Вассер П., Кондратьева Н. В., Масюк Н. П. и др. - Киев : Наук. думка, 1989. - 608 с.
2. Selegei, V. Physical and geological environment of Lake Teletskoye / V. Selegei, B. Dehandschutter, J. Klerks, A. Vysotsky // Ann. Scien. Geolog. - 2001. - 105. - P. 1-310..
3. Лепнева, С. Г. Термика, прозрачность, цвет и химизм воды Телецкого озера // Исследование озер СССР. - Л., 1937. - Вып. 9. - С. 3-105.
4. Селегей, В. В. Телецкое озеро / В. В. Селегей, Т. С. Селегей. - Л. : Гидрометеоиздат, 1978. - 142 с.
5. Порецкий, В. С. Диатомовые Телецкого озера и связанных с ним рек / B.C. Порецкий, B.C. Шешукова // Диатомовый сборник. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1953. - C.107-173.
6. Митрофанова, Е. Ю. Фитопланктон Телецкого озера (Горный Алтай, Россия): Автореф. дис... канд. биол. наук. - М.: МГУ, 2000.-21 с.
7. Mitrofanova, E. Yu. Phytoplankton below the ice cover in Teletskoye, a deep oligotrophic lake in western Siberia / E.Yu. Mitrofanova, V.V. Kirillov, A.V. Kotovshchikov // Lakes & Reservoirs: Research and Management - 2007. - 12. - P. 129-134.
8. Рылов, В. М. Зоопланктон Телецкого озера // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. - 1949. - Т.7. - С. 213-258.
9. Киселев, И. А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 1. Вводные и общие вопросы планктонологии. - М.: Наука, 1969. - 440 с.
10. Унифицированные методы исследования качества вод. - М., 1983. - 4.3. Методы биологического анализа вод. - 500 c.
11. Шкундина, Ф. Б. Сезонная динамика фитопланктона в некоторых озерах мира // Гидроб. журн. - 1983. - T. XIX. - № 6. - С. 3-8.
12. Munawar, M. Phytoplankton Lake Superior 1973 / M. Munawar, I. Munawar // J. Great Lakes Res. - 1978. - № 4. - P. 415-442.
13. Roberts, E. C. Mixotrophic cryptophytes and their predators in the Dry Valley lakes of Antarctica / E.C. Roberts, J. Laybourn-Parry // Freshwater Biology. - 1999. - 43. - P. 737-746.
14. Сухопарова, E. Ю. Сравнительная характеристика зимнего фитопланктона Волховской губы и бухты Петрокрепость Ладожского озера // Сб. науч. трудов ГОСНИИОРХа. - 1995. - Вып. 314. - С. 135-145.
15. Яснитский, В. Н. Фитопланктон Байкала / В. Н. Яснитский, А. П. Скабичевский // Тр. Байкальской лимнологической станции. -1957. - XV. - С. 212-261.
16. Зуйкова, Е. И. Вертикальное распределение зоопланктона Телецкого озера // Состояние водных экосистем Сибири и перспективы их использования: Мат. науч. чт., посвященных памяти проф. Б .Г. Иоганзена. - Томск, 1998. - С.288-290.
17. Щербаков, А. П. Озеро Глубокое. - М.: Наука, 1967. - 379 с.
Материал поступил в редакцию 5. 09. 2007.
УДК 574.587
Л.В. Яныгина, Е.Н. Крылова
БИОИНДИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НИЖНЕГО ТЕЧЕНИЯ Р. ТОМЬ ПО ЗООБЕНТОСУ
Приведены результаты исследований сообществ донных беспозвоночных животных нижнего течения р. Томи. Проанализированы возможности применения различных показателей для биоиндикации загрязнения речных вод. Отмечено ухудшение экологического состояния р. Томь ниже г. Томска, связанное не только с поступлением сточных вод, но и с изменением гидрологических условий на этом участке.
Зообентос играет важную роль в процессах круговорота веществ и трансформации энергии в экосистемах рек. Велико его значение в самоочищении воды, трансформации загрязняющих веществ, в том числе соединений тяжелых металлов. Таксономический состав, численность и биомасса зообентоса, как и другие гидробиологические показатели, дают возможность прямой оценки состояния водных экосистем, отражают уровень загрязнения за определенный период, связанный с жизненным циклом организмов [2].
Цель данной работы - оценка экологического состояния нижнего течения р. Томи в период осенней межени.
Р. Томь - правый приток р. Оби - расположена на юго-востоке Западной Сибири. По длине (827 км), площади водосбора (62000 км2) и среднему расходу воды (1110 м3/с) р. Томь относится к большим рекам [3]. Пробы зообентоса были собраны с 22 по 26 сентября 2006 г. р. Томи на участке от с. Алаево до п. Козюлино. На исследованном отрезке реки преобладали каменистые (галька и гравий) и песчаные (иногда с небольшим наи-лком) грунты. На мягких грунтах пробы отбирали штанговым дночерпателем ГР-91 (с площадью захвата 0,007 м2 по 2 повторности); с каменистых субстратов делали смывы (с последующим определением площади камня по его проекции на плоскость). Пробы промывали через капроновый газ с размером ячеи 450x450 мкм, животных выбирали и фиксировали 70% спиртом. Всего было собрано и проанализировано 10 количественных проб.
Таксономический состав и пространственное распределение зообентоса. В зообентосе р. Томи в 2006 г. обнаружено 46 таксонов бентосных беспозвоночных, основную часть которых составили насекомые (63%, из них около половины видов - хирономиды). Наибольшая частота встречаемости отмечена также у хирономид: СЫгопошш зр. (60% проб), Ырше11а шоёега1а (50 %), Сгшо1орш ^. Ыстйш, Heptagenia 8и1рЪигеа (по 40 %); олигохеты встречались в 70 %, поденки и ручейники - в 40 % проб. В каждой пробе встречалось по 3-6 видов, на отдельных участках (левый берег р. Томь у с. Алаево) -до 13 видов. Зообентос исследованного участка реки был представлен преимущественно лимнофильным комплексом видов, на верхнем участке преобладали типичные
реобионты. По способу питания в таксономическом списке преобладали виды-детрифаги, ниже доля хищников.
Сравнение видовых списков зообентоса различных участков реки показало, что по таксономическому составу исследованный участок р. Томи можно разделить на две значительно различающиеся зоны: верхнюю (у с. Алаево и Черная речка) и нижнюю (у г. Северск, п. Мо-ряковский затон и п. Козюлино). Верхняя зона характеризуется каменистыми субстратами и преимущественно реофильным комплексом видов; нижняя - песчаноилистыми отложениями и лимнофильным комплексом видов.
Численность и биомасса зообентоса были сравнительно невелики (0,5 - 5,9 г/м2 и 0,5 - 2,1 тыс.экз./м2), лишь на отдельных участках (у с. Алаево) достигала 3,0 - 6,1 тыс.экз./м2 и 23,1 - 106,0 г/м2. Такое значительное увеличение биомассы зообентоса на верхнем участке обусловлено развитием небольшого числа крупных гид-робионтов (ручейников из семейства НуёгорзусЫёае у левого берега и моллюсков Ьушпае аипси1айа у правого берега). Минимальные значения численности и биомассы зообентоса отмечены на левом берегу р. Томи у с. Черная речка. По численности доминировали преимущественно (в 60% проб) хирономиды. По биомассе на верхнем участке (у п. Алаево и Черная речка) преобладали ручейники (в отдельных точках в доминирующую группу входили поденки и моллюски), на остальном протяжении реки основу биомассы составляли хирономиды.
Численность и биомасса зообентоса среднего течения р. Томи в августе 1989 г. и 2000 г. [7] были значительно выше - 1,3 тыс.экз./м2 и 6,6 г/м2, что, вероятно, близко к максимальным для вегетационного сезона средним показателям. Сравнение полученных данных с результатами исследований 1989-2005 гг.[3, 7, 8] показало, что существенных изменений в таксономической структуре и количественном развитии зообентоса за последние 17 лет не произошло. Отмеченные ранее тенденции снижения количества хирономид, ручейников и олигохет при увеличении роли поденок и пиявок [7], носили, по-видимому, сезонный характер.
50.0 45,
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0 5,0 0,0
,0
,0
16г/м
□ Численность, экз!м2 ■ Биомасса, г!м2
J J J Л J д J
5 6
10
номер точки
Рис. Динамика численности и биомассы зообентоса на различных участках р. Томи в 2006 г.: Примечание 1.- ус. Алаево (левый берег), 2 - ус. Алаево (правый берег), 3 - Черная речка (левый берег), 4 - Черная речка (правый берег), 5 - у г. Северск (левый берег), 6 - у г. Северск (правый берег), 7 - п. Моряковский затон (левый берег), 8 - п. Моряковский затон (правый берег), 9 - п. Козюлино (левый берег), 10 - п. Козюлино (правый берег).
Оценка экологического состояния р. Томи. Для
оценки экологического состояния р. Томи по зообентосу были рассчитаны индексы, рекомендованные для оценки качества воды по гидробиологическим показателям [5], а также некоторые дополнительные индексы.
Широко применяемый при мониторинге качества среды олигохетный индекс Гуднайта и Уитли, разработанный для Европы, не всегда пригоден для оценки уровня загрязнения в других регионах. Олигохеты обычно достигают большой численности в местах поступления хозяйственно-бытовых стоков, и индицируют преимущественно органическое загрязнение. Кроме того, малощетинковые черви предпочитают илы, их численность, разнообразие и встречаемость резко снижаются на твердых грунтах и при повышенной скорости течения, что ограничивает их применение для индикации состояния текучих вод (при частоте встречаемости ниже 20% олигохетные индексы применять не рекомендуется). Высокие значения олигохетного индекса (соответствующие V классу чистоты вод - грязные воды) отмечены только у правого берега р. Томи в районе г. Северск. Возможно, высокие значения олигохетного индекса на данном участке связаны с поступлением большого количества хозяйственно-бытовых стоков от г. Томска.
Биотический индекс Ф.Вудивисса [2] основан на последовательности исчезновения отдельных групп животных при загрязнении. Наиболее чувствительны к загрязнению личинки веснянок; они исчезают первыми уже при незначительном изменении среды. Индикатором чистых вод может служить и высокая доля личинок поденок в структуре сообщества. Менее чувствительны к загрязнению личинки ручейников; в грязных водах обитают только некоторые виды олигохет и хирономид. Индикаторные группы предпочитают каменистые грунты, обитают, преимущественно в реках с быстрым течением, поэтому индекс Вудивисса рекомендуется применять в ритрали. На верхних участках реки (у с. Алаево и п. Черная речка), соответствующих характеристикам ритрали, отмечены высокие значения индекса Вудивисса, соответствующие 2-3 классу чистоты вод (чистые и умеренно загрязненные).
Индекс Балушкиной [1] основан на различиях в чув-
ствительности к загрязнению трех подсемейств хирономид: ортокладины обитают преимущественно в чистых водах, таниподины предпочитают участки с повышенным содержанием органических веществ, хирономины встречаются при незначительном увеличении органики в среде и имеют промежуточное индикаторное значение. Большинство видов хирономии и таниподин предпочитают илистые грунты, что снижает эффективность индекса в ритрали. Хирономиды - наиболее распространенное в р. Томи (отмечено в 100% проб) семейство беспозвоночных; по числу видов, численности и биомассе доминировали ортокладины и хирономины. Однако, в трети проб численность хирономид была невысокой (ниже 500 экз./м2), что, на наш взгляд, снижает достоверность индекса. Значения хирономидного индекса на участке р. Томи выше г. Томска (0,3 - 6,5) соответствовали чистым и слабозагрязненным водам. Несмотря на доминирование ортокладин, которые являются в общем индикаторами хорошего качества воды, среди последних в бентосном сообществе широко были представлены виды р. Сгшо1орш, характеризующиеся высокой устойчивостью загрязнению тяжелыми металлами [9]. Ухудшение качества воды (класс «загрязненные воды») отмечено на всех участках ниже г. Томска.
Оценка видового разнообразия по индексу Шеннона показала сравнительно высокое биоразнообразие на участках выше г. Северск, что соответствовует «чистым и умеренно загрязненным водам». У п. Моряковский затон и п. Козюлино отмечено незначительное снижение разнообразия гидробионтов (класс «загрязненные воды»).
Таким образом, биоиндикация загрязнения р. Томи по зообентосу выявила снижение качества среды обитания гидробионтов ниже г. Томска. На вышележащих участках вода реки соответствует классам «чистые» и «умерено загрязненные». Ухудшение экологического состояния р. Томь ниже г. Томска было отмечено и в предыдущих исследованиях [4]. Возможно, ухудшение качества среды обитания гидробионтов на нижнем участке р. Томь связано не только с поступлением большого количества сточных вод, но и с изменением гидрологических условий, способствующих аккумуляции загрязняющих веществ в донных отложениях.
Библиографический список
1. Балушкина, Е. В. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоемах / Е. В. Балушкина // Тр. Зоол. инта АН СССР. - 1987. - Т. 142. - С.3-178.
2. Вудивисс, Ф. С. Совместные англо-советские биологические исследования в Ноттингеме в 1977 г. / Ф. С. Вудивисс // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. - Л. : Гидрометеоиздат, 1981. - С.117-189.
3. Зарубина, Е. Ю. Комплексная оценка качества воды и донных отложений реки Томи в период пониженного потенциала самоочищения / Е. Ю. Зарубина, Л. А. Долматова, Г. В. Ким [и др.] // Биология внутренних вод: проблемы экологии и биоразнообразия: Материалы докл. XII конф. молодых ученых - Борок, 2002. - С. 77-88.
4. Попкова, Л. А. Экологическая ситуация в водоемах 30-ти километровой зоны СХК по гидробиологическим показателям / Л.А. Попкова, А.И. Рузанова, Т.В. Юракова //Задачи и проблемы развития рыбного хозяйства на внутренних водоемах Сибири: Мат конф. -Томск, 1996. - С. 35-36.
5. Руководство по гидробиологичекому мониторингу пресноводных экосистем. - СПб. : Гидрометеоиздат,1992. - 318 с.
6. Савичев, О.Г. Реки Томской области: состояние, охрана и использование. - Томск : Изд-во ТПУ, 2003. - 202 с.
7. Селезнева, М. В. Особенности видового состава и количественного развития зообентоса среднего течения реки Томи // Современные проблемы гидробиологии Сибири: Тез. докл. науч.-практ. конф. - Томск:ТГУ, 2001. - С. 72 - 74.
8. Ядренкина, Е. Н. Структура биотического сообщества верхней Томи в зоне сброса теплых вод Томь-Усинской ГРЭС (Западная Сибирь) / Е. Н. Ядренкина, Н. И. Ермолаева, Д. М. Безматерных // IX съезд Гидробиол. об-ва: тез. докл. - Тольятти, 2006. - С.251.
9. Яковлев, В. А. Оценка качества поверхностных вод на территории Фенноскандии / В. А. Яковлев // Водные ресурсы .- 2004. -Т. 31, № 3. - С. 337-346.
Материал поступил в редакцию 5. 09. 2007.
