CC BY
90
УДК 574. 587. 551.482.2
СОСТАВ, СТРУКТУРА ДОННЫХ СООБЩЕСТВ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ МАЛЫХ РЕК БАССЕЙНА ОЗ. СЕВАН
(РЕКИ МАСРИК, АРГИЧИ)
© 2013 Т.Д. Зинченко1, Л.В. Головатюк1, Л. Д. Арутюнова2, Е.А. Качварян
1 Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти, Россия 2 Институт молекулярной биологии НАН РА, г. Ереван, Армения
Поступила в редакцию 22.11.2012
Представлены результаты гидрохимических и гидробиологических исследований малых рек бассейна оз. Севан (реки Аргичи и Масрик) в сентябре 2004 г. Дана характеристика видового состава, распределения и структурных показателей сообществ макрозообентоса в условиях градиента абиотических факторов. Выполнена оценка качества воды на всем протяжении рек с использованием ряда биотических индексов.
Ключевые слова: малые реки, макрозообентос, структура донных сообществ, качество воды
Возрастание масштабов хозяйственной деятельности оказывает негативное воздействие на состояние водных ресурсов. Последствия этих воздействий, в первую очередь, сказываются на экосистемах малых рек и других внутренних водоемах, что характерно для Армении, испытывающей дефицит питьевой воды. Так, например, за последние пятнадцать лет интенсивное строительство прудов, вырубка лесных насаждений, уничтожение виноградников и распашка территорий в районе Араратской долины, привела к опустыниванию густонаселенного региона. Кроме того, в условиях развития горнорудной промышленности отмечается избыточное поступление минеральных взвесей в реки Дебед, Вохджи, Сотк, Ахтала, Масрик и др. В результате программы эксплуатации медно-молибденового месторождения на северо-востоке Армении, в районе с. Техут, ряд рек находится на грани исчезновения. Притоки оз. Севан загрязняются сельскохозяйственными и бытовыми сточными водами [13]. В этой связи проблема оценки современного экологического состояния рек Армении приобретает особую актуальность. В рамках комплексных мониторинговых исследований малых рек Армении, организованных к.б.н. Е.А. Качварян, проводилась оценка гидрохимического и гидробиологического состояния рек Масрик и Аргичи, впадающих в оз. Севан.
Зинченко Татьяна Дмитриевна, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией экологии малых рек. E-mail: tdz333.com
Головатюк Лариса Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. E-mail:[email protected]
Арутюнова Лаура Джавадовна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института молекулярной биологии НАН РА
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ
Армения расположена в южной части Закавказья и является типичной горной страной, поверхность которой представляет собой сложное сочетание складчатых, складчато-глыбовых и вулканических гор, лавовых плато, межгорных аллювиальных равнин, озёрных котловин, узких и глубоких речных долин. Средняя высота над уровнем моря - 1800 м, наибольшая - 4095 м (г. Ара-гац).
Климат страны в основном континентальный, сухой. На равнинах средняя температура января -5 С, июля +25 С; в горах -6 C и +20 C соответственно. Минимальное количество осадков выпадает в Араратской долине - 200-250 мм в год, в среднегорье - 500 мм, в высокогорье - 700-900 мм. Территория Армении характеризуется сравнительно густой речной сетью, насчитывающей свыше 200 рек и речек, а среди озер Армении преобладают высокогорные. Крупнейшим озером кавказского региона и одним из крупнейших пресноводных высокогорных озер Евразии является оз. Севан, бассейн которого составляет шестую часть от общей территории Армении [3]. В озеро впадают 30 рек и речек, из которых наиболее протяженными являются рр. Масрик, Гаварагет и Аргичи (рис. 1).
Русла рек Аргичи и Масрик в горных условиях бассейна имеют беспойменный характер, пойма развита только в пределах их равнинного течения. На продольном профиле водотоков прослеживается смена типов русел - от горно-порожистого до равнинно-меандрирующего, с выраженными перекатами и плесами. Реки обладают большой эрозийной силой. Значительное различие температуры и осадков по сезонам и высотам служит причиной неравномерности стока, который образуется тремя составляющими: подземной, снеговой и дождевой. Одной из основных фаз водного режима является весеннее половодье, в период которо-
го формируется 30-75% годового стока. Минимальный расход воды рек отмечается в период летне-осенней межени, доходя до нуля у устья в результате полного забора воды на орошение [11].
Река Аргичи берет начало на северных склонах горного массива Гндасар, Гегамского хребта, расположенного на высоте 2600 м, течет на север, через заболоченные участки и, проходя неглубокие ущелья, впадает в оз. Севан. Длина водотока составляет 51 км, площадь водосбора - 384 км2, средний уклон на участке верхнего течения -
144%, среднегодовой расход воды у с. Верин Ге-ташен - 5,6 м3 с-1 (табл. 1). Река принимает 37 притоков длиной менее 10 км. Около 80% площади водосбора реки занято горами; приозерная, волнисто-равнинная часть бассейна характеризуется озерными и аллювиальными (песок, галька, гравий) отложениями. Река на 55% питается талыми водами и на 36% - подземными. Максимальный уровень воды наблюдается в апреле и июне. Воды реки используются в целях орошения и энергетики.
Рис. 1. Карта-схема района исследований (точками обозначены станции отбора проб на
рр. Аргичи и Масрик)
Исток р. Масрик находится на вершинах Севанского хребта, на высоте 2880 м. Отдельные гидрографические и гидрологические характеристики рек Аргичи и Масрик, впадающих в оз. Севан, представлены в табл.1. Длина реки 45 км, площадь водосбора - 685 км2, средний уклон в верхнем течении - 158%, среднегодовой расход воды у с. Цовак - 3,97 м3 с-1. На всем протяжении в реку впадают 20 притоков длиной менее 10 км. В верхнем течении пойма реки узкая, V - образная, в среднем расширяется, а в нижнем растворяется (сливается) с равниной Масрик. После искусственного высыхания оз. Гилли, р. Масрик впадает в оз. Севан по искусственно прорытому руслу. Сток реки зарегулирован. Воды используются для орошения. Питание р. Масрик в основном подземное (78%); наиболее высокий уровень
воды отмечается весной (36% годового стока) [11]. Основные гидрографические и гидрологические параметры рек Аргичи и Масрик являются характерными для горных водотоков.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Сотрудники Института экологии Волжского бассейна РАН, совместно с учеными Института молекулярной биологии НАН РА, принимали участие в сборе и обработке образцов грунта и обрастаний на реках Аргичи и Масрик в сентябре 2004 г. в рамках комплексных мониторинговых исследований малых рек Армении. Реки исследовались от истока до устья. Места отбора проб в верхнем, среднем и нижнем течении были выбраны с учетом расположения населенных пунктов и характера биотопов (табл. 1). Сбор количествен-
ных образцов бентоса производили в рипали и с помощью рамки размером 20х30 см. Всего соб-медиали цилиндрическим бентометром (Б = 1/56 рано и обработано 15 проб. м2) на 6 станциях. Обрастания с камней собирали
Таблица 1. Некоторые гидрографические и гидрологические характеристики рек Аргичи и Масрик (притоки оз. Севан) и местоположение станций отбора проб
Река Длина, км Площадь водосбора, 2 км2 № станции Местоположение Глубина в месте отбора проб, м Ширина реки, м Скорость течения, м с-1 Тип грунта
Аргичи 51 384 1 3 км ниже истока 0,3 4 0,3 камни+галька+ил
2 ниже с. Мади-на, в ущелье 0,3 10 0,5 валуны, камни+ил
3 2 км выше места впадения в оз. Севан 1,5 10 1,0 камни+ил
Масрик 45 685 4 в пределах с. Неркишоржа, исток 0,3 5 0,5 камни
5 ниже с. Мазра 0,3 5 0,8 камни+гравий+песок
6 место впадения в оз. Севан 0,3 10 1,4 камни+ил
Грунт промывали через сито (капроновый газ № 21) с размером ячеи 300-310 мкм. Образцы бентоса фиксировали 4% р-ром формальдегида. В местах отбора проб измеряли глубину, ширину, скорость течения потока на стрежне, описывали тип биотопа (табл.1). С целью оценки гидрохимического состояния рек осуществляли отбор проб воды для определения общей минерализации и ионного состава, концентрации органических и биогенных веществ, тяжелых металлов и СПАВ. Аналитическая обработка гидрохимических образцов воды произведена аккредитованной гидрохимической лабораторией «Центр мониторинга водной и геологической среды» в г. Ереван.
Сбор проб бентоса и частичная обработка материала были проведены непосредственно на реках Армении и в лаборатории Института Молекулярной биологии НАН РА, Т.Д. Зинченко и Л.Д. Арутюновой. Камеральную обработку собранного материала проводили Т. Д. Зинченко и Л.В.Головатюк в лаборатории Института экологии Волжского бассейна РАН по общепринятым методикам [9].
Определение личинок донных организмов осуществляли по возможности до вида или таксона более высокого ранга. Выделение руководящих видов организмов выполняли с использованием индекса доминирования В. Палия и А. Ков-нацкого (ф) [7, 16]. Видовое разнообразие бентоса подсчитывали с использованием индекса Шеннона [5]. Сравнение исследованных биотопов по видовому составу бентоса производили с использованием кластерного анализа методом полного присоединения на основе индекса сходства Жак-кара [12]. Для оценки качества воды рек применяли ряд биотических индексов: индекс Вудивис-са, ЕРТ, BMWP [10]. Анализ взаимосвязи между
популяционной плотностью видов макрозообен-тоса и гидрохимическими показателями производили на основе канонического корреспондентного анализа (Canonical Correspondence Analysis -CCA), предложенного С. Тер Брааком [18].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В период исследований ширина рек в верховье не превышала 5 м, а в среднем течении и местах впадения в оз. Севан - 10 м. Для водотоков характерны небольшие глубины: от 0,3 м на перекатах до 1,5 м на плесах. Отмечено увеличение скорости течения рек от истоков (0,3-0,5 м*с-1) к среднему (0,5-0,8 м*с-1) и нижнему (1,0-1,4 м*с-1) участкам (табл. 1). Температура воды в реках Аргичи и Масрик изменялась от 11 до 15°С и возрастала от верховьев к устью.
Русла рек каменистые на всем протяжении. Биотопы представлены валунами, камнями, галькой и гравием, на отдельных участках с примесью песка и ила (табл. 1).
Реки различались по степени мутности. Содержание взвешенных веществ на всем протяжении в р. Аргичи не превышало 41,3 мг*дм-3 -«слабая» мутность. В верховье и среднем участке р. Масрик отмечена «сильная» мутность (125,2184,5 мг*дм-3), тогда как в устье вода реки прозрачная (мутность равна нулю)
По химическому составу вода рек Аргичи и Масрик относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, первому типу и имеет на большинстве участков низкую минерализацию (до 190 мг*л-1). В среднем течении р. Масрик минерализация воды достигает 250 мг*л-1 (табл. 2).
Содержание растворенного кислорода находилось в диапазоне 7,8-13,3 мг*л-1; по уровню активной реакции воды относятся к классу «слабощелочные» (рН - 7,7-8,1).
Отмечается высокое содержание (до 98 мгО2*л-1) органических веществ, источником которых являются как органические соединения естественного аллохтонного и автохтонного происхождения, так и поступающие со сточными
Таблица 2. Концентрация химических веществ в воде рек Аргичи и Масрик (сентябрь 2004 г.)
водами (табл. 2). Концентрации лабильных органических соединений (БПКполн.) по всей длине р. Масрик превышают ПДК в 1,7-2,4 раза. Верховья и среднее течение р. Масрик загрязнены нефтепродуктами (3-4 ПДК).
Участок реки
Показатель, мг*л-1 Аргичи Масрик
верхний средний нижний верхний средний нижний
Общая минерализация 100 158 190 186 250 176
Фосфаты (Ршт) 0,005 0,004 0,006 0,002 0,001 0,005
Азот нитратный (МО3) 1,0 2,5 6,5 2,9 7,1 3,5
БПКполн. 2,3 2,0 3,0 10,8 4,2 4,5
Бихроматная окис-ляемость (БО) 78,4 68,6 98 98 39,2 78,4
Нефтепродукты не обнаружены не обнаружены не обнаружены 0,18 0,22 не обнаружены
СПАВ 0,01 0,012 0,015 0,017 0,022 0,012
На всем протяжении рек (за исключением истока р. Аргичи) отмечается превышение в 1,2-2,2 раз предельно допустимых концентраций синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ). Содержание нитратов и минерального фосфора находится в пределах ПДК (табл. 2). Тяжелые металлы, азот аммонийный и нитриты не обнаружены.
Наиболее полные сведения о составе фауны донных беспозвоночных притоков оз. Севан приводятся для р. Раздан [2, 5, 6, 13, 14, 15]. Отдельные данные о таксономическом разнообразии некоторых групп макрозообентоса, полученные нами при выполнении исследований рек Аргичи и Масрик в 2004 г., были опубликованы ранее [13].
В составе бентоса и обрастаний каменистых субстратов р. Аргичи нами установлено 47 видов и таксонов более высокого ранга, в р. Масрик -37, из которых 22 и 19 видов соответственно составляют личинки хирономид. Другие группы гидробионтов (поденки, ручейники, веснянки, жуки, мошки, клопы, водяные клещи, пиявки, олигохеты, моллюски) представлены 1-4 таксонами (табл. 3). Наибольшее число видов отмечено в обрастаниях валунов и камней среднего течения р. Аргичи (22 вида), а также на заиленных каменистых субстратах нижнего течения р. Масрик -23 вида (табл. 3).
Зообентос ритрали рек составляют литорео-фильные виды хирономид подсем ОйЬосЫппае -Acricotopus 8р., Cricotopus 8р., C. §г. trifascia; Eu-kiefferiella §г. gracei, E. §г. claripennis, Nanocladius rectinervis, Orthocladius thienemanni, Synorthocla-dius semivirens, Thienemanniella §г. clavicomis; поденок из родов Ecdyonurus и Baetis, ручейников Rhyacophila тЫЫ, Hydropsyche pellucidula, Mi-crasema bifoliatum; веснянок Perlodes 8р., Capnia 8р., личинок мошек Simulium 8р.
Из ракообразных на всем протяжении р. Масрик и в среднем течении р. Аргичи зарегистрированы гаммариды Gammarus pulex. В р. Аргичи
также локально высока численность литорео-фильных моллюсков Acroloxus lacustris, которые ранее достигали высокой плотности в оз. Севан [1]. В настоящее время сведения об обитании этого вида в озере отсутствуют. В реках Аргичи и Масрик отмечается разнообразие личинок жуков из сем. Е1штае (4 вида). Согласно литературным данным, они являются индикаторами загрязнения и ацидификации водоемов [8, 10].
В потамали рек из состава фауны выпадают личинки веснянок и ручейников, сокращается разнообразие поденок и жуков (табл. 3). Видовое богатство бентоса нижнего течения водотоков обеспечивают преимущественно личинки хирономид, составляющие до 65% (р. Аргичи) и 80% (р. Масрик) от общего состава фауны этих участков.
Проведенный кластерный анализ показывает, что биотопы исследованных рек на различных участках отличаются специфичным набором видов (рис. 2).
Наибольшее сходство отмечено для литорео-фильных сообществ обрастаний камней верхнего участка р. Масрик и каменисто-гравийных с примесью песка биотопов среднего течения этой реки (ст. 4, 5), где индекс сходства сообществ составил 0,33 (рис. 2).
Численность и биомасса зообентоса в реках значительны. Так, в р. Масрик численность на различных участках изменяется от 4,76 тыс. экз.*м-2 до 57,12 тыс. экз.*м-2, биомасса - от 11,5 г*м-2 до 122,8 г*м-2, достигая наибольших значений на каменисто-галечном субстрате среднего течения (район с. Мазра) (табл. 4). Для донных сообществ верхнего, среднего и нижнего участков характерны свои доминирующие группы и виды беспозвоночных: в верхнем течении высока численность поденок (3,36 тыс. экз.*м-2), среди которых доминируют личинки Ecdyonurus 8р. ^=35,3) и Baetis 8р. ^=29,4); в среднем участке наибольшей плотности (32,872 тыс. экз.*м-2) достигают
гаммариды Gammarus pulex (d=57,5), а в нижнем табл. 3). течении - личинки мошек Simulium sp. (рис. 3,
1,1
1,0 •
к
S
i 0,9 • g
го а.
а. о,8 .
ш S
0,7 ■
0,6 ------
6 5 4 2 3 1
Рис. 2. Дендрограмма сходства видового состава населения различных биотопов рр. Аргичи и Масрик (р=0.95):
1 - камни+галька+ил; 2 - валуны; 3 - камни+ил; 4 - камни; 5 - камни+гравий+песок; 6 - камни+ил. 1-3 (р. Аргичи), 4-6 (р. Масрик)
Таблица 3. Состав и распределение видов макрозообентоса на различных участках
рр. Аргичи, Масрик (в ячейках таблицы указан буквенный код видов _и численные значения индекса доминирования - ^_
Таксон Код вида р. Аргичи, dj р. Масрик, dj
ст. 1 ст. 2 ст. 3 ст. 4 ст. 5 ст. 6
1 2 3 4 5 6 7 8
Класс Nematoda
Nematoda gen. sp. Ne 0,95
Класс Gastropoda
Ancylus fluviatilis O.F. Müller, 1774 GaAnc.f 0,73
Lymnaea sp. GaLym.s 0,64
Класс Oligochaeta
Oligochaeta gen. sp. Ol 4,56 4,02 10,4* 2,35 0,1 1,2
Класс Hirudinea
Helobdella stagnalis (Linnaeus, 1758) HiHel.s 0,1
Herpobdella octoculata (Linnaeus, 1758) HiHer.o 0,23
Herpobdella sp. HiHer.s 0,64 0,7
Класс Arachnidae
Отряд Aranei
Argyroneta aquatica (Clerck, 1757) ArArg.a 0,04
Arachnidae gen. sp. Ar 0,23
Отряд Acariformes
Hydrachnidia gen. sp. Hc 0,32 0,1 0,1
Класс Crustacea
Gammarus pulex (Linnaeus, 1758) AmGam.p 10,8 4,7 57,5 2,59
Класс Insecta
Отряд Ephemeroptera
Baetis gr. lutheri EpBst.l 0,17 2,3 5,89
Baetis sp. EpBst.s 18,0 29,4 6,08 6,29
Caenis sp. Ep.Can.s 1,51 0,21
Ecdyonurus sp. EpEcd.s 8,08 35,3 4,51
Отряд Plecoptera
Capnia sp. PlCap.s 4,71
Perlodes sp. PlPer.s 3,53 0,2
Отряд Heteroptera
Sigara sp. HeSig.s 1,54 0,04
Отряд Coleoptera
Dupophilus brevis Mulsant et Rey, 1872 CoDup.b 0,32
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8
Elmis aenea (Ph. Müller, 1806) CoElm.a 0,17 0,12 1,18 1,47
Oulimnius tuberculatus (P.W.J. Müller, 1806) CoOul.t 0,49
Riolus cupreus (P.W.J. Müller, 1806) CoRio.c 1,71
Отряд Trichoptera
Ecnomus tenellus (Rambur, 1842) TrEcn.t 0,24
Hydropsyche pellucidula Curtis, 1834 TrHyd.p 2,09 10,6
Micrasema bifoliatum Martynov, 1925 TrMic.b 0,46 30,4
Rhyacophila sp. TrRhy.s 0,29
Отряд Diptera
Diptera gen. sp. Di 0,5 0,1
Сем. Limoniidae
Hexatoma sp. LiHex.s 1,37
Сем. Psychodidae
Pericoma sp. PsPer.s 22,7
Сем. Simuliidae
Simuliidae gen. sp. Si 17,3 72,3
Сем. Ceratopogonidae
Ceratopogonidae gen. sp. Ce 50,5 1,18
Сем. Chironomidae
Thienemannimyia sp. ChTmn.s 0,75
Diamesa sp. ChDms.s 0,04
Odontomesa fulva (Kieffer, 1919) ChOdo.f 1,26
Prodiamesa olivacea (Meigen, 1818) ChPro.o 0,2
Acricotopus sp. СhAcr.s 0,2
Cricotopus sp. (Meigen, 1818) ChCri.s 0,11 0,84 0,29 0,8
C. gr. trifascia ChCri.t 0,1
Eukiefferiella gr. claripennis ChEuk.c 1,18 0,1 0,4
E. gr. gracei ChEuk.g 5,69 0,3
Eukiefferiella sp. ChEuk.s 0,1
Metriocnemus atratulus (Zetterstedt, 1850) ChMet.a 0,07
Nanocladius rectinervis (Kieffer, 1911) ChNan.r 0,1
Nanocladius sp. ChNan.s 0,04
Orthocladius mixtus (Holmgren, 1869) ChOrt.m 1,8
O. oblidens (Walker, 1856) ChOrt.o 4,58
O. rivulorum Kieffer, 1909 ChOrt.r 0,37
O. thienemanni Kieffer, 1906 ChOrt.t 0,12 4,12
Orthocladius sp. ChOrt.s 0,08 0,29 0,7
Paracladius conversus (Walker, 1856) ChPlc.c 2,9
Paraphaenocladius sp. ChPph.s 0,04
Thienemanniella gr. clavicornis ChThl.c 0,39 1,7
Thienemanniella sp. ChThl.s 7,78
Chironomus anthracinus Zetterstedt, 1860 ChChi.a 0,04
C. piger Strenzke, 1958 ChChi.p 1,48
Chironomus sp. ChChi.s 0,04
Paratendipes albimanus (Meigen, 1818) ChPat.a 0,58
Polypedilum scalaenum (Schrank, 1803) ChPol.s 3,05 0,8
Polypedilum sp. ChPol.p 0,04
Stictochironomus crassiforceps Kieffer, 1922 ChSch.c 39,9 0,1
S. rosenschöldi (Zetterstedt, 1781) ChSch.r 0,2
Stictochironomus sp. ChSch.s 4,39 8,94
Synorthocladius semivirens (Kieffer, 1909) ChSyn.s 0,29
Tanytarsus pallidicornis (Walker, 1856) ChTar.p 0,32
Tanytarsus sp. ChTar.s 0,32 0,04 0,1 1,5
Сем. Tabanidae
Tabanus sp. Ta 0.1
Всего видов и таксонов-66 19 22 15 12 19 23
Примечание: * - жирным шрифтом выделены виды-доминанты
В р. Аргичи высокая плотность бентоса на гравийно-галечных субстратах ритрали среднего участка (11,482 тыс. экз.*м-2) снижается до 2,9 тыс. экз.*м-2 в устье. Биомасса бентоса в реке изменяется от 2,03 г*м-2 до 25,8 г*м-2 (табл. 4). Что касается доминирования отдельных таксонов бентоса (табл. 3), то цератопогониды достигают вы-
сокой плотности в верховьях реки (50% от суммарной численности бентоса), а в среднем течении ручейники и поденки составляют до 61% с доминированием Micrasema bifoliatum (¿=30,4) и Baetis sp. (¿=18,0). В устье (табл. 3) развиваются хирономиды Stictochironomus crassiforceps
(¿=39,9).
Таблица 4. Показатели структуры донных сообществ рек Аргичи и Масрик
Участок реки
Показатель р. Аргичи р. Масрик
верхний ст. 1 средний ст. 2 нижний ст. 3 верхний ст. 4 средний ст. 5 нижний ст. 6
Средняя численность (тыс. экз.*м-2) 4,385 11,482 2,922 4,760 57,120 56,112
Средняя биомасса (г*м-2) 8,6 25,8 2,03 11,5 122,8 25,0
Число видов 18 22 15 11 19 23
Индекс Шеннона 1,9-3,1 1,8-3,2 1,3-1,5 2,6 2,1 1,8
ъ 5 ri
к 4
т 4
о
¡S 3
2 1 0
п-гп
Ж
верхнее среднее р. Аргичи
50 40 30 20 10 0
верхнее
среднее р. Масрик
п Crustacea и Ceratopogonidae ■ Chironomidae
□ Oligochaeta DTrichoptera S Simuliidae
n ^jhemeroptera s Mollusca □ прочие
Рис. 3. Численность основных групп макрозообентоса на участках рек Аргичи и Масрик
Для оценки качества воды рек выбраны биотические индексы (индекс Вудивисса, ЕРТ, BMWP), которые ранее нами были установлены как наиболее надежные индикаторные показатели при анализе качества воды разнотипных малых водотоков Волжского бассейна [4]. Методика расчета индексов и их соответствие качеству вод подробно описаны в публикациях [4, 10].
Таблица 5. Оценка качества воды рек Аргичи
Расчетные значения Индекса Вудивисса, широко распространенного в практике оценки качества вод в России и странах ближнего и дальнего зарубежья, в верхнем и среднем течении рек достигают величин, характерных для чистых вод (II класс качества). В устьевых участках качество воды снижается до III класса (р. Масрик) и до III-V классов (р. Аргичи) (табл. 5).
и Масрик по гидробиологическим показателям
Участок реки
Показатель верхний ст. 1 средний ст. 2 нижний ст. 3 верхний ст. 4 средний ст. 5 нижний ст. 6
Индекс Вудивисса 7 7-8 5 7 8 6-7
Класс качества воды по индексу Вудивисса II II III-V II II II-III
ЕРТ индекс 2 6 1 6 3 1
Доля личинок ЕрИешегор1ега, ТпсИор1ега, Р1есор1ега в составе общего бентоса 3% 61% 0.6% 89% 11% 6%
ВМ^/Р индекс 52 82 34 57 64 49
Класс качества воды по индексу ВМ^ хорошее хорошее невысокое хорошее хорошее невысокое
Применение Индекса рабочей группы биологического мониторинга (BMWP, Biological Monitoring Working Party Index) показало, что его параметры изменяются в соответствии с таковыми индекса Вудивисса, оценивая качество воды в верхнем и среднем участках рек как «хорошее» (52-82 балла), а в нижнем - как «невысокое» (34-49 баллов) (табл. 5).
Расчет индекса ЕРТ, представляющего собой сумму видов из отрядов ЕрЬешегор1ега, Р1есор1ега и ТпсЬор1ега показывает снижение его значений
от участков ритрали (верхнее и среднее течение) к потамали, что говорит об ухудшении качества воды в местах впадения рек в оз. Севан. Так, на-
пример, число видов животных из индикаторных отрядов снижается в реке Масрик от 6 до 1, а их численность - с 89 до 6% от общей плотности бентоса (табл. 5).
В соответствии с изменением качества вод в реках, видовое разнообразие бентоса (индекс Шеннона - Н) на различных участках реки р. Масрик изменяется от 1,8 до 2,6 бит/экз., а в р. Аргичи - от 1,3 до 3,2 бит/экз. Наиболее высокое видовое разнообразие бентоса (3,2 бит/экз.) отме-
чено в среднем течении реки Аргичи на каменисто-валунных биотопах за счет развития личинок жуков, ручейников, поденок и хирономид (22 вида).
Динамика видового состава макрозообентоса вдоль градиента абиотических факторов водной среды (рис. 4). была проанализирована с использованием канонического анализа соответствий CCA [18].
Рис. 4. Ординационная диаграмма ССА взаимосвязи факторов среды и видового состава макрозообентоса на участках рек Аргичи и Масрик (1-6 - станции отбора проб); векторы: ВО (бихроматная окисляемость); Ршш - минеральный фосфор; ВВ - взвешенные вещества; О2 - содержание кислорода в придонном слое воды; SPAV - синтетические поверхностно-активные вещества; N03 - азот нитратный; коды видов представлены в табл. 3.
Векторы на рис. 4 соответствуют использованным нами следующим параметрам: концентрация растворенного кислорода (О2), взвешенные вещества (ВВ), синтетические поверхностно-активные вещества (SPAV), азот нитратный (N0^, бихроматная окисляемость (ВО), минеральный фосфор (Ршт). Очевидно, что подавляющее большинство видов, обитающих на станциях 2, 4, 5, 6 в рр. Аргичи и Масрик имеют тесную связь с содержанием растворенного в воде кислорода и взвешенных веществ. Четко выра-
женную оксифильность проявляют веснянки из родов Сарша и РегМе8, поденки Baetis §г. Ы^п, Ecdyonurus 8р., ручейники Hydropsyche pellucidula, Rhyacophila 8р., жуки Elmis aenea, Dupophilus brevis, ракообразные Gammarus pulex, личинки мошек, хирономиды Eukiefferiella §г. claripennis, E. §г. gracei, Acricotopus 8р., Orthocla-dius mixtus, O. thienemanni, Cricotopus §г. trifascia и др.
Специфическое сообщество донных беспозвоночных формируется в истоке р. Аргичи (ст. 1),
где при невысокой скорости течения (до 0,3 мс-1), на заиленных каменистых биотопах преобладают личинки комаров-мокрецов и двукрылых Реггсо-та 8р. Экологический оптимум малощетинковых червей связан с высоким содержанием органических веществ (ОВ), а хирономид Спсо(орш 8р. и поденок Caenis 8р. - с повышенными концентрациями биогенных элементов (К03, Ршт). На ор-динационной диаграмме отмечается обособление комплекса видов, обитающих в устье р. Аргичи (ст. 3), среди которых преобладают пелофильные личинки хирономид из подсем. СЫгопоштае, предпочитающие биотопы с достаточным содержанием органических веществ, обеспечивающих благоприятные трофические условия.
Проведенные рекогносцировочные исследования рек бассейна оз. Севан показали, что в условиях умеренного загрязнения органическими, поверхностно-активными веществами и, локально, нефтепродуктами, макрозообентос рек Аргичи и Масрик характеризуется высоким фаунистиче-ским разнообразием. Донные биоценозы рек, судя по таксономическому составу, структурным показателям и расчету различных индексов, находятся в достаточно стабильном состоянии, оценивая качество воды как «чистая». На отдельных участках, где происходит аккумуляция загрязняющих веществ в донные отложения, значения биотических индексов снижаются, а качество воды оценивается 11-У классами («чистая» - «умеренно загрязненная» - «грязная»).
Исследования проведены при поддержке грантов: Проект МНТЦ А-676 - «Комплексный региональный мониторинг водоемов и водных экосистем Армении и разработка принципов их управления»; грант ФГБУ «РФФИ» № 13-0490605 «Планктонная трофическая сеть оз. Севан в условиях повышения уровня воды».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арнольди Л.В. Материалы по изучению донной продуктивности озера Севан // Тр. Севанской озерн. станции. 1929. Т. 2, вып. 1. 96 с.
2. Бенинг А.Л., Попова А.Н. Материалы по гидробиологии реки Занги, от истока до города Еревана // Тр. Севанской гидробиол. станции. М., Л: Изд-во Акад. наук СССР, 1941. С. 5-75.
3. Географический энциклопедический словарь. Географические названия. / под ред. В.М. Котлякова. М.: «Большая Российская энциклопедия», 2003. Изд. 3, доп. 903 с.
4. Головатюк Л.В., Зинченко Т.Д. Биотические индексы и метрики в оценке качества воды малых рек Нижнего Поволжья (на примере рек Байтуган, Камышла,
Сосновка) // Особенности пресноводных экосистем малых рек Волжского бассейна / под ред. Г.С. Ро-зенберга, Т.Д. Зинченко. Тольятти: Кассандра, 2010. С. 160-169.
5. Жадин В.И. Жизнь в реках. Часть 1. Реки // Жизнь пресных вод СССР. Т. 3. М., Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1950. С. 104-197.
6. Зайцев Ф.А. Водяные жуки бассейна реки Занги и некоторых других водоемов Армянской ССР // Тр. Севанской гидробиол. станции М., Л: Изд-во Акад. наук СССР, 1941. С. 87-95.
7. Палий В.Ф. О количественных показателях при обработке фаунистических материалов // Зоол. журн. 1961. Т. 60, № 1. С. 3-12.
8. Прокин А.А. Водные жесткокрылые (Coleoptera) малых рек Европейской части России: разнообразие, биоценотическая и индикационная роль // Экосистемы малых рек: биоразнообразие, экология, охрана. Лекции и м-лы докл. Всерос. школы-конференции. Борок: Изд-во ООО «Ярославский печатный двор», 2008. С. 38-53.
9. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 318 с.
10. Семенченко В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод. Мн.: Орех, 2004. 125 с.
11. Экология оз. Севан в период повышения его уровня. Результаты исследований Российско-Армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005-2009 гг.) / под ред. А.В. Крылова. Махачкала: Наука ДНЦ, 2010. 348 с.
12. Jaccard P. Distribution de la flore alpine dans le Bassin de Dranses et dans quelques regions voisines // Bull. Soc. Vaudoise Sci. Natur. 1901. Vol. 37, № 140. P. 241272.
13. Kachvoryan E.A., Pepoyan A.Z., Harutyunova M.V., Manvelyan A.M. Ecosystems of Lake Sevan Basin's Rivers in Armenia. Oecologia. 2007а. Vol. 151. P. 93103.
14. Kachvoryan E.A., Hovhannisyan V. S., Petrova N.A., Zelentcov N.I. Species composition of black flies and chironomids and the hydrochemical regime in the Hraz-dan River (Armenia). Entomologicheskoe obozrenie. 2007б. Vol. 86. P. 104-113.
15. Karageuzyan K.G., Chubareva L.A., Kachvoryan E.A., Adler P.H., Petrova N.A., Kyureghyan T.N., Harutyunova L.D., Hovhannisyan V.S., Simonyan M.A. Ecological conditions of Hrazdan River (Armenia) // Vestnik MANEB. 2003. Vol. 8. P. 30-34.
16. Kownacki A. Taxocens of Chironomidae in streams of the Polish Hight Tarta, Mts // Acta Hydrobiol. 1971. Vol. 13, № 2. Р. 439-464.
17. Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication //Urbana(III): Univ. of 1ll. press., 1963. 345 p.
18. Ter Braak C.J.F. Canonical correspondence analysis: a new eigenvector technique for multivariate direct gradient analysis // Ecology. 1986. Vol. 67. P. 1167-1179.
COMPOSITION, STRUCTURE OF BOTTOM-DWELLING COMMUNITIES AND WATER QUALITY ASSESSMENT OF THE SMALL RIVERS OF LAKE SEVAN
(THE MASRIK AND ARGICHI RIVERS)
© 2013 T.D. Zinchenko1, L.V. Golovatyuk1, L.D. Harutyunova2,
1 Institute of Ecology of the Volga river basin of the Russian Academy of sciences (RAS), Togliatti, Russia 2 The Institute of Molecular Biology of the Armenian Academy of Sciences, Yerevan, the Republic of Armenia
There are given the results of hydrochemical and hydrobiological researches of the small rivers of Lake Sevan (the Masrik and the Argichi rivers) held in September 2004. There is given the characteristics of species composition, distribution and structural indices of macrozoobenthos communities in the gradient of abiotic factors. There is given the water quality assessment of the rivers using a number of biotic indices
Key words: small rivers, macrozoobenthos, structure of benthic communities, water quality.
Е.А. Kachvoryan
Zinchenko Tatyana Dmitrievna, Doctor of Biological Sciences, professor. E-mail:[email protected] Golovatyuk Larisa Vladimirovna, Ph.D. of Biological, Institute of Ecology. E-mail:[email protected] Harutyunova Laura Djavadovna, Ph.D. of Biological.
