Оценка качества вод рек Забайкальского края по диатомовым водорослям фитобентоса Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 574.633

Иванова

Галина Георгиевна Galina Ivanova

Науки о Земле

Казыкина Светлана Михайловна Svetlana Kazykina

Зыкова Евгения Хамидуловна Evgeniy Zykova

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОД РЕК ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ ПО ДИАТОМОВЫМ ВОДОРОСЛЯМ ФИТОБЕНТОСА

WATER QUALITY INDICATION OF RIVERS OF ZABAIKALSKY KRAI OVER DIATOMS ALGAE OF PHYTOBENTHOS

Приведена оценка качества вод рек Ингода, Шилка, Онон и ее притоков Борзя, Турга и Ага по диатомовым водорослям фитобентоса. Для оценки качества вод использовали метод Пантле-Букка в модификации Сладечека. Воды рек оцениваются как чистые и умеренно-загрязненные (II и III классы качества вод)

Ключевые слова: качество воды, индекс, сап-робионт, фитобентос, диатомовые водоросли, численность

The water quality indication of the Ingoda, the Shilka, the Borsiy, the Turga and the Aga over diatoms algae of phytobenthos is presented in this article. The method of the Pantle-Buck in the modification of the Sl d cek is used. Water quality indication of rivers as clear and moderate-pollution (II and III classes) is evaluated

Key words: phytobenthos, diatoms algae, water quality, quantity, saprobiont, index

Исследование состояния, в котором находятся водные объекты в настоящее время, с оценкой их по гидробиологическим параметрам, с учетом видового разнообразия, численности и биомассы сообществ, с выделением индикаторных видов является одной из важных задач при решении вопросов охраны водных ресурсов [1].

Цель работы — оценить качество вод рек Ингода, Шилка, Онон и ее притоков Борзя, Турга и Ага по диатомовым водорослям фитобентоса.

Река Ингода является левой составляющей, р. Онон — правой составляющей и при слиянии они образуют р. Шилка. Река Ингода имеет длину 708 км, площадь водосборного бассейна — 372000 км2. Среднемноголетний расход составляет 44,5 м3/с. Максимальный расход достигает 113 м3/с. Средняя скорость течения реки составляет 1,2...1,6 м/с.

Река Онон в пределах Забайкальского края имеет длину 650 км, площадь водосбора — 70600 км2. Средний годовой рас-

ход воды в нижнем течении составляет 191 м3/с. Максимальный расход достигает 209 м3/с.

Река Борзя является правым притоком р. Онон. Длина реки 304 км. Средняя площадь водосбора составляет 3980 км2. Средний годовой расход равен 2,62 м3/с.

Река Турга впадает в р. Онон справа. Длина реки 168 км, площадь водосбора 3510 км2. Средний годовой расход реки составляет 0,29.1,89 м3/с. Река Ага является левым притоком р. Онон. Длина реки 167 км, площадь водосбора 8000 км2. Средний годовой расход равен 2,09 м3/с. Река Шилка является левой составляющей р. Амур. Длина реки 560 км, площадь водосборного бассейна 206000 км2. Средний годовой расход составляет 544 м3/с. Средняя скорость течения реки 0,3.2,1 м/с [2]. Данные водотоки испытывают антропогенную нагрузку, и по ИЗВ в разные годы характеризовались Ш-УТ классами качества вод [3], по организмам зообентоса водотоки оценивались II-VI классами [4; 5; 6; 7], по зоопланктонным организмам воды р. Онон оценивались II классом качества вод [8]. Основные загрязняющие вещества — нефтепродукты, фенолы, органические вещества и минеральные взвеси.

Пробы диатомовых водорослей фитобентоса были отобраны с камней на р. Ин-года — в конце июня 2004 г. на 18 станциях наблюдения, на р. Шилка — в первой декаде июля 2003 г. на 8 станциях, на р. Онон

— в конце июня — первой декаде июля 2002 г. на 5 станциях, а также в приустьевых участках ее притоков Борзя, Турга и Ага. Для оценки качества воды исследуемых рек использовали метод Пантле-Букка в модификации Сладечека [9].

В фитобентосе р. Ингода выявлено 114 видов и разновидностей диатомовых водорослей, в фитобентосе р. Шилка — 88, в фитобентосе р. Онон и ее притоков —127 таксонов [10]. В целом видовое разнообразие диатомовых водорослей фитобентоса исследованных водотоков было высоким. Значения индекса видового разнообразия Шеннона-Вивера [11] изменялись в значительных пределах. На р. Ингода индекс

видового разнообразия колебался от 1,63 (ниже с. Доронинское) до 3,95 (ниже с. Размахнино) бит/экз (табл. 1). На р. Шилка значения индекса видового разнообразия Шеннона-Вивера варьировали от 2,67 (исток р. Шилка) до 4,08 (ниже с. Дунаево) бит/экз (табл. 2). На р. Онон и ее притоках значения индекса видового разнообразия Шеннона-Вивера изменялись от 2,06 (ниже с. Цугол) до 5,00 (устье р. Онон) бит/экз (табл. 3).

Численность диатомовых водорослей фитобентоса р. Ингода изменялась

0,521.42,775 млрд кл/м2, биомасса

— 1,434.359,560 г/м2. Максимальные значения численности и биомассы диатомовых водорослей наблюдались ниже ст. Карымс-кое, минимальные — ниже Восточного разреза (табл. 1).

На верхнем участке реки, выше п. Ленинский, по численности доминировали Synedraulna (33,4 %) и сапроксен Cymbel-la ventricosa (12,7 %). Также встретились Gomphonema constrictum и G. olivaceum (по 9,5 %) и Navicula rhynchocephala (7,9 %) . Ниже с. Доронинское видовое разнообразие водорослей было низким. Здесь доминировали Cymbella ventricosa (29,4 %) и Navicula cryptocephala (23,5 %). Численность вида Didymosphenia geminata составила 11,8 %. Ниже с. Арта численность Synedra ulna достигала 30 %, Gomphonema constrictum — 18,5 %, а Cymbella ventricosa — 13,3 %. Ниже с. Улеты индекс видового разнообразия и численность повысились. Здесь по численности доминировал вид Synedra ulna (36,7 %). Численность Gomphonema constrictum составляла 8,3 %, Cymbella ventricosa — 7,5 %, Cocconeis placentula v. euglypta — 6,7 %, Navicula cryptocephala и Nitzschia acicularis — по

5,8 %. У Восточного разреза значения индекса видового разнообразия и численности понизились. Основу численности составила Synedra ulna (27,3 %), субдоминантами были Cymbella ventricosa, Gomphonema constrictum и Navicula cryptocephala, составляя по 16,7 %. Выше и ниже Лесного городка количественные характеристики повысились, здесь по-прежнему домини-

ровали Synedra ulna (27,3.28 %) и Gom-phonema constrictum (9.13 %).

Таблица 1

Количественные показатели диатомовых водорослей фитобентоса и качество воды р. Ингода

№ п/п Станции отбора проб Индекс видового разнообразия Численность, млрд кл/м2 Биомасса, г/м2 Индекс сапробности Класс качества воды

1 Выше п. Ленинский 2,95 2,187 20,418 1,55 III

2 Ниже с. Доронинское 1,63 0,590 5,658 1,52 III

3 Ниже с. Арта 2,79 1,771 16,026 1,80 III

4 Ниже с. Улеты 3,21 4,062 14,222 2,04 III

5 Восточный разрез 2,25 0,521 1,434 1,91 III

6 Выше Лесного городка 3,22 2,673 21,733 1,89 III

7 Ниже Лесного городка 3,57 7,812 31,792 1,98 III

8 Ниже с. Сивяково 3,04 1,771 19,317 1,76 III

9 Станция подкачки воды 3,45 1,910 7,073 2,00 III

10 Выше впадения р. Чита 3,26 4,062 14,333 1,93 III

11 Ниже ст. Атамановка 3,37 2,252 15,940 2,00 III

12 Ниже ст. Новая 3,82 8,263 25,264 2,04 III

13 Ниже с. Маккавеево 3,24 1,667 6,480 2,05 III

14 Ниже ст. Карымское 3,78 42,774 359,560 1,73 III

15 Ниже с. Кайдалово 3,67 6,805 14,035 1,93 III

16 Ниже с. Урульга 3,63 5,694 67,170 1,63 III

17 Ниже с. Савино 2,91 2,259 13,390 2,08 III

18 Ниже с. Размахнино 3,95 7,743 56,720 1,78 III

Численность Nitzschia acicularis со- v. euglypta и Diatoma vulgare (по 7,3 %)

ставляла 7,3.9,1 %. Ниже Лесного го- и Cymbella ventricosa (6,47 %). Ниже с.

родка были отмечены Cocconeis placentula Сивяково массово была представлена Syn-

edra ulna (28,1 %). Также встретились виды Fragilaria vaucheriae, Gomphonema constrictum и Hannaea arcus (по 5,3 %). На станции подкачки воды, кроме Synedra ulna (22 %), была высока численность Me-losira varians (11,9 %). Численность Gomphonema constrictum и Diatoma vulgare составляла по 6,8 %.

Далее на участке выше впадения р. Чита — ниже ст. Атамановка видовое разнообразие было высоким. Кроме Synedra ulna (20 %) высока численность Melosira varians (10.19,3 %). Также выявлены Gomphonema constrictum (5,7.12,6 %), Nitzschia acicularis (6,7...10 %), Cocconeis placentula v. euglypta (6,7.8,6 %), Cym-bella ventricosa (8,4 %), Navicula rhyncho-cephala (5,9...7,1 %).

На нижнем участке р. Ингода ниже ст. Новая — ниже с. Размахнино по-прежнему характеристики диатомовых водорослей были высокими. Численность Synedra ulna колебалась 13,1.35,7 %, Melosira varians

— 10,6.30,8 %. Отмечены виды Cocconeis placentula v. euglypta (4,8.11,9 %), Nitzschia acicularis (4,8.14,2 %), Cym-bella ventricosa (4,8.11,9 %) и Diatoma vulgare (3,9...9,9 %). Ниже ст. Новая был выявлен сапрофил Cyclotella meneghiniana (5,1 %). Ниже ст. Карымское, сел Урульга и Размахнино был выявлен сапроксен Did-ymospheniageminata (3.5 %).

Численность диатомовых водорослей фитобентоса р. Шилка колебалась 1,111.34,772 млрд кл/м2, биомасса — 2,127.67,483 г/м2. Наибольшие значения численности и биомассы водорослей были отмечены ниже г. Сретенск, наименьшие — ниже с. Дунаево (табл. 2).

На верхнем участке в истоке р. Шилка наблюдалось самое высокое видовое разнообразие. Здесь по численности доминировали Synedra ulna (14,7 %) и Melosira varians (11,6 %). Также встретились Au-lacosira granulata, Navicula cryptocephala, Fragilaria vaucheriae, Cymbella ventricosa.

Таблица 2

Оценка качества воды р. Шилка

№ п/п Станции отбора проб Индекс видового разнообразия Численность, млрд кл/м2 Биомасса, г/м2 Индекс сапробности Класс качества воды

1 Исток р. Шилка 4,08 7,570 49,671 1,90 III

2 Ниже г. Шилка 2,88 1,528 27,038 1,89 III

3 Ниже с. Холбон 3,52 2,639 23,879 1,56 III

4 Выше ст. Приисковая 2,70 2,222 11,183 2,03 III

5 Ниже ст. Приисковая 3,66 4,931 28,193 1,95 III

6 Ниже с. Дунаево 2,67 1,111 2,127 1,73 III

7 Ниже с. Кокуй 3,17 2,083 4,051 1,53 III

8 Ниже г. Сретенск 3,74 34,772 67,483 1,72 III

Ниже г. Шилка массово развивалась был вид Gomphonema constrictum (14,3 Synedra ulna (21,4 %), субдоминантным %). Ниже с. Холбон индекс видового раз-

нообразия повысился, по численности преобладали Synedra ulna и Cymbella ventrico-sa (по 10 %). Здесь были также отмечены сапроксены Cocconeis placentula v. eug-lypta и Diatoma hiemale. Выше ст. Приисковая при снижении индекса видового разнообразия по численности доминировали виды Navicula rhynchocephala (18,8 %) и Epithemia zebra (12,5 %).

На нижнем участке р. Шилка ниже ст. Приисковая количественные характеристики водорослей повысились. Здесь преб-ладали Navicula cryptocephala (12,7 %), Synedra ulna (10 %) и Rhopalodia gibba (7,1 %). Были отмечены Cocconeis placentula v. euglypta, Cymbella ventricosa,

Fragilaria brevistriata, Didymosphenia gem-inata. Ниже сел Дунаево и Кокуй и ниже г. Сретенск доминировали Synedra ulna (7,7.23,8 %), Didymosphenia geminata (11,1 %), Cocconeis placentula v. euglypta (3,7...9,5 %) и Melosira varians (7,4 %).

Численность диатомовых водорослей фитобентоса р. Онон изменялась от 1,250 до 29,028 млрд кл/м2, биомасса колебалась 1,685.91,401 г/м2. Максимальные значения численности и биомассы диатомовых водорослей наблюдались в устье реки, минимальная численность — ниже с. Цугол, минимальная биомасса — ниже с. Чиндант (табл. 3).

Таблица 3

Качество воды р. Онон и ее притоков

№ п/п Станции отбора проб Индекс видового разнообразия Численность, млрд кл/м2 Биомасса, г/м2 Индекс сапробности Класс качества воды

1 Ниже с. Акша 3,55 1,528 3,171 1,36 II

2 Ниже впадения р. Иля 3,51 2,917 18,675 1,69 III

3 Ниже с. Чиндант 2,57 1,945 1,685 1,32 II

4 Ниже с. Цугол 2,06 I,250 II,440 1,84 III

5 Устье р. Онон 5,00 29,028 91,401 1,65 III

6 Река Ага 2,54 2,222 3,260 2,14 III

7 Река Борзя 2,41 1,389 2,824 1,24 II

8 Река Турга 3,09 2,222 4,148 1,08 II

На верхнем участке реки ниже с. Акта и ниже впадения р. Иля индекс видового разнообразия Шеннона-Вивера был высоким. По численности преобладали виды Fragilaria virescens (8,3 %), Navicula lan-ceolata (7 %) и Nitzschia sublinearis (5,8 %) . Также были выявлены Caloneis bacil-lum, Cocconeis placentula v. euglipta, Didymosphenia geminata, Fragilaria brevistriata, Meridion circulare, Navicula pusilla. Ниже

с. Чиндант по численности доминировали Fragilaria construens v. subsalina (14,3 %), Navicula lanceolata и Gomphonema oliva-ceum (по 5,7 %).

На нижнем участке ниже с. Цугол доминировал вид Surirella linearis (22,2 %). Встретился сапрофил Nitzschia hungarica. В устье р. Онон все характеристики диатомовых водорослей были высокими. По численности здесь преобладал вид Navicula

exigua (12,3 %). Также были выявлены Cocconeis disculus, Ditoma hiemale, Gom-phonema angustatum v. productum, Navic-ula dicephala. В р. Ага доминировали виды Aulacosira granulata (18,8 %) и Navicula exigua (8,3 %).

Доминирующее положение во всех пробах занимали виды диатомовых водорослей фитобентоса с широкой экологической валентностью, их выявлено 64,4 %. Видов-сапроксенов выявлено 27,4 %, видов-сапрофилов — 8,2 %. В р. Ингода видов-эврисапробов выявлено 65,0 %, ви-дов-сапроксенов — 23,7 %, видов-сапрофи-лов — 11,3 %. В р. Шилка видов-эврисап-робов выявлено 64,5 %, видов-сапроксенов

— 29,0 %, видов-сапрофилов — 6,5 %. В р. Онон и ее притоках видов, имеющих широ-

Соотношение диатомовых водорослей -

В фитобентосе р. Шилка выявлено 76,1 % диатомовых водорослей, являющихся показателями степени органического загрязнения вод. Ксеносапробионтов определено 11,1 %, олигосапробионтов —

23,8 %, бетамезосапробионтов — 50,8 %, альфамезосапробов — 14,3 %. В бассейне р. Онон среди диатомовых водорослей фитобентоса отмечено 69,5 % видов — индикаторов различных зон сапробности. Из них виды ксеносапробионты составили 12,4 %,

кую экологическую валентность, выявлено

64,7 %, видов-сапроксенов — 28,2 %, ви-дов-сапрофилов — 7,1 %.

В фитобентосе исследованных рек отмечено 138 диатомовых водорослей, которые описаны как индикаторы различных зон сапробности (табл. 4). На I класс качества вод указывают 13,7 %, на II — 26,1 %, на III — 49,3 %, на IV — 10,9 % диатомовых водорослей.

Среди диатомовых водорослей фитобентоса р. Ингода выявлено 71,1 % видов-индикаторов различных зон сапробности. Из них виды-ксеносапробионты составили

9,9 %, олигосапробионты — 24,6 %, бета-мезосапробионты — 53,0 %, альфамезосап-робионты — 12,5 %.

Таблица 4

индикаторов различных зон сапробности

олигосапробионты — 29,2 %, бетамезосап-робионты — 48,2 %, альфамезосапробион-ты — 10,1 %.

Анализ качества воды р. Ингода по сапробности водорослей показал колебание индекса сапробности Пантле-Букка от 1,52 (ниже с. Доронинское) до 2,08 (ниже с. Савино). Менее загрязненным был верхний участок реки: выше п. Ленинский — станция подкачки воды. Индекс сапробности этого участка колебался 1,52.2,04. На

Степень сапробности Процент обнаруженных водорослей - сапробионтов

р. Ингода р. Шилка р. Онон и ее притоки Класс качества воды

x 6,2 7,9 7,9

х-о 3,7 3,2 4,5 I

о-х - 1,6 3,4

х-Р 4,9 6,3 3,4 II

о 12,3 11,1 15,7

О-Р 7,4 4,8 6,7

Р-О 8,6 4,8 6,7

о-а 1,2 1,6 1,2 III

р 30,9 33,3 33,7

Р-а 12,3 11,1 6,7

а-Р 2,6 3,2 4,5 IV

а 9,9 11,1 5,6

участке выше впадения р. Чита — ниже ст. Атамановка индекс сапробности возрастал и изменялся от 1,93 до 2,00. На участке ниже ст. Новая — ниже с. Размахнино индекс сапробности снижался и колебался 1,63.2,08. На всех станциях наблюдения значения индекса сапробности соответствовали бетамезосапробной зоне, III классу качества. Воды р. Ингода на всем протяжении реки были умеренно-загрязненными.

Анализ качества воды р. Шилка по сапробности диатомовых водорослей фитобентоса выявил колебание значений индекса сапробности от 1,53 (ниже с. Кокуй) до 2,03 (выше ст. Приисковая). На верхнем участке реки исток р. Шилка — выше ст. Приисковая были более высокие значения индекса сапробности, они изменялись от 1,56 до 2,02. На участке ниже ст. Приисковая — ниже г. Сретенск индекс сапробности снижался и колебался 1,53.1,95. На всех станциях наблюдения значения индекса сапробности также соответствовали бета-мезосапробной зоне. Воды р. Шилка отвечали III классу качества.

Анализ качества воды р. Онон по сап-робности водорослей определил колебание индекса сапробности от 1,32 (ниже с. Чин-

дант) до 1,84 (ниже с. Цугол). На верхнем участке р. Онон ниже с. Акша — ниже с. Чиндант индекс изменялся от 1, 32 до 1,69. На нижнем участке р. Онон индекс возрастал и изменялся от 1,65 до 1,84. Значения индекса сапробности диатомовых водорослей р. Онон верхнего участка больше соответствовали олигобетамезосапробной зоне (II класс качества), нижнего участка — бетамезосапробной зоне (III класс качества). Притоки Борзя и Турга имели низкие значения индекса сапробности, 1,24 и 1,08 соответственно. Воды отвечали олигосапробной зоне, II классу качества. Воды р. Ага имели индекс сапробности 2,14, соответствовали бетамезосапробной зоне и характеризовались III классом качества.

Таким образом, воды рек Ингода и Шилка по диатомовым водорослям фитобентоса оценивались III классом качества вод. Качество воды р. Ингода ухудшалось вниз по течению. На р. Шилка наиболее загрязненным был верхний участок реки. Воды бассейна р. Онон были чище и оценивались II и III классами качества. Наиболее загрязненным был нижний участок р. Онон.

Литература

1. Методология оценки состояния экосистем: учебное пособие // под ред. О.М. Кожовой и В.В. Воробьева. — Ростов-на/Д: ЦВВР, 2000. — 128 с.

2. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши на территории деятельности ЗабУГМС за 1990-2004 гг. // Фондовые материалы ЗабУГМС. Чита.

3. Государственные доклады о состоянии и охране окружающей среды в Читинской области за 1995-2009 гг. Чита.

4. Наделяева С.М., Иванова Г.Г. Видовое разнообразие бентофауны рек Амурского бассейна // Водные ресурсы и водопользование / под науч. ред. В.Н. Заслоновского. — Екатеринбург-Чи-та: РосНИИВХ, 2005. Вып. 2. — С. 58-63.

5. Наделяева С.М. Состояние реки Ингода по донным организмам: матер. конф. // V Все-росс. науч.-практ. конф. «Кулагинские чтения». — Чита: ЧитГУ, 2005. — Ч. II. — С. 36-38.

6. Наделяева С.М., Иванова Г.Г. Качество воды реки Шилка по бентосным организмам // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: матер. науч. конф. — Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. — С. 301-302.

7. Казыкина С.М., Иванова Г.Г., Сартакова А.А. Оценка экологического состояния р. Ин-года в районе антропогенного влияния по организмам зообентоса // Водные ресурсы и водопользование / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. — Чита: ЧитГУ, 2011. — Вып. 5. — С. 54-65.

8. Зыкова Е.Х. Характеристика зоопланктонных сообществ рек Онон и Аргунь // Водные

ресурсы и водопользование / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима. — Чита: ЧитГУ, 2011. — Вып. 5. — С. 54-65.

9. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений // под ред. В.А. Абакумова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 240 с.

10. Иванова Г.Г., Казыкина С.М., Зыкова Е.Х. Диатомовые водоросли фитобентоса рек Забайкальского края: эколого-географическая характеристика // Вестник ЧитГУ. — № 12 (79), 2011. - С. 15-23.

11. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч. III. Методы биологического ана-

лиза вод. — Т. 2. — М.: СЭВ, 1990. — 83 с. Коротко об авторах_____________________________

Иванова Г.Г., канд. биол. наук, профессор кафедры водного хозяйства и инженерной экологии, Забайкальский государственный университет (ЗабГУ) [email protected]

Научные интересы: водное хозяйство и экология

Казыкина С.М., канд. биол. наук, доцент кафедры водного хозяйства и инженерной экологии, Забайкальский государственный университет (ЗабГУ) [email protected]

Научные интересы: водное хозяйство и экология

Зыкова Е.Х., канд. биол. наук, доцент кафедры водного хозяйства и инженерной экологии, Забайкальский государственный университет (ЗабГУ) [email protected]

Научные интересы: водное хозяйство и экология

_____________________Briefly about the authors

G. Ivanova, Candidate of Biology, Professor at the Department of Water Management and Engineering Ecology, Zabaikalsky State University

Scientific interests: Water Management and Ecology

S. Kazykina, Candidate of Biology, Associate Professor at the Department of Water Management and Engineering Ecology, Zabaikalsky State University

Scientific interests: Water Management and Ecology

E. Zykova, Candidate of Biology, Associate Professor at the Department of Water Management and Engineering Ecology, Zabaikalsky State University

Scientific interests: Water Management and Ecology