CC BY
17УДК 574.58:504.5
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКОСИСТЕМЫ РЕКИ МАНЬИ*
© 2014 г. Л.Н. Степанов, В.Д. Богданов, Е.Н. Богданова, И.П. Мельниченко, М.И. Ярушина
Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург
Ключевые слова: р. Манья, разработка месторождений золота, мелкодисперсные взвеси, численность и биомасса зоопланктона, эпилитона и зообентоса, структура сообществ гидробионтов, сиговые рыбы.
Л.Н. Степанов
В.Д. Богданов
И.П. Мельниченко
Е.Н. Богданова
Представлены результаты многолетних исследований воздействия разработок россыпных месторождений золота на экосистему малой горной р. Маньи Приполярного Урала, в которой размножаются сиговые рыбы Обского бассейна. Установлено существенное снижение видового разнообразия и количественных показателей сообществ эпилитона и зообентоса на
М.И. Ярушина
реки, расположенных ниже разработок. Показано, что повышенное поступление мелкодисперсных взвесей приводит к нарушению условий инкубации икры ценных промысловых видов сиговых рыб в результате заиления нерестилищ.
* Работа выполнена при поддержке программ Президиума УрО РАН (проекты № 12-М-23457-20041 и № 12-П-47-2013).
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
Добыча полезных ископаемых на территории водосборных бассейнов оказывает негативное многофакторное воздействие на водные экосистемы и ведет к нарушению сложившегося экологического равновесия. Любая хозяйственная деятельность в долинах рек, сопровождающаяся нарушением почвенно-растительного покрова, приводит к резкому усилению эрозионных процессов и увеличению смыва твердого материала в водотоки. При разработке россыпных месторождений золота в бассейнах рек открытым гидромеханизированным способом мутность воды может возрастать в десятки и даже сотни раз [1, 2]. Поступление эрозионного материала в реки продолжается и после прекращения разработок. Наиболее интенсивно аккумуляция наносов происходит вблизи полигонов, что приводит к формированию не характерных для горных рек песчаных биотопов. Повышение мутности воды и осаждение песчаных и глинистых фракций на грунтах приводят к глубоким изменениям в структуре донных биоценозов, вплоть до их гибели. Происходит заиление нерестилищ сиговых рыб. Изучение структурной организации сообществ гидробионтов в условиях проявления природных и антропогенных факторов является важной составляющей наблюдений за состоянием водных объектов.
Цель работы - оценить современное состояние гидроценозов р. Маньи при разработке россыпных месторождений золота.
Характеристика района исследований
Район исследований расположен в предгорной части восточного склона Приполярного Урала с преобладающими высотами 400-700 м над уровнем моря. Административно территория относится к Березовскому району Ханты-Мансийского автономного округа. Реки территории имеют типичный горный характер с большим количеством перекатов.
Река Манья (приток третьего порядка р. Северная Сосьва) относится к водотокам высшей рыбохозяйственной категории Обского бассейна. В ней находятся нерестилища тугуна и полупроходных сиговых рыб [3, 4]. Река берет начало в горах Приполярного Урала и впадает в р. Хулгу справа в 11 км от устья. Площадь водосбора составляет 3980 км2, длина водостока 123 км. Долина узкая, пойма слабо заболочена. Озерность водосбора менее 1 %. Основные притоки: реки Няртаю, Хобею, Кедрасью, ручьи Нестершор, Яроташор и Золотошор. Ширина реки в верховьях 50-70 м, в среднем течении 70-80 м, в нижнем 80-100 м. Глубины составляют 0,8; 1,6 и 1,2 м соответственно. Часто встречаются ямы глубиной до 7 м и более. Скорость течения изменяется от 1 м/с и более в верховьях до 0,3-0,4 м/с в нижнем течении. Основное питание реки осуществляется талыми водами снежников и ледников. По химическому составу вода р. Маньи и ее притоков слабо
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
минерализованная, мягкая, гидрокарбонатного класса, кальциево-натрие-вой группы. Кислородный режим благоприятный, многолетние колебания величин кислорода составили 8,6-14,2 мг/л [5]. Содержание взвешенных веществ в воде в летнюю межень не превышает 5 мг/л, что обусловлено особенностями геологического строения региона и низкой русловой эрозией рек [1]. Минерализация изменяется от 19,5 до 61,7 мг/л. Активная реакция воды в течение всего периода наблюдений - слабокислая-нейтральная [5].
При разработке россыпей гидравлическим методом основным источником загрязнения рек является поступление в воду мелкодисперсных взвесей (рис. 1). В результате проведения горных работ в долине р. Няртаю вынос мелкодисперсных фракций (диаметром <0,01 мм) в нижние участки водотока составил 723,4 т в год, после вторичной эрозии полигонов 261 т в год [6]. Ниже разработок мутность в разные годы изменялась от 6,0 до 95,6 мг/л, а в период паводка возрастала до 500-800 мг/л.
Процесс активной аккумуляции взвешенного материала происходит в устьевой зоне притоков, на которых проводятся горные работы. При увеличении скорости потока воды они выносятся в русло р. Маньи. В составе донных отложений доминирующей фракцией становятся пылевидно-глинистые частицы.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
Материалы и методы
Материалы собраны в период 1979-2011 гг. в районах верхнего и среднего течения р. Маньи (рис. 2). Для сбора проб эпилитона, зоопланктона и зообентоса использовали общепринятые методы [7, 8]. Все пробы фиксировали 4 % раствором формальдегида. Дальнейшую обработку материала проводили в лабораторных условиях согласно общепринятым методикам [8-10]. Сбор материала для оценки состояния нерестовых стад сиговых рыб осуществляли в период подъема производителей на нерест. Отлов взрослых рыб проводили ставными сетями и неводом. Биологический анализ выполнен на свежем материале по общепринятым методикам [11]. Возраст рыб определен по чешуе. При сборе материала по дрифту икры и скату личинок сиговых рыб применяли метод учета стока [12, 13].
Результаты исследований
Эпилитон. В горных реках развиваются преимущественно альгоценозы дна, сообщества обрастаний различных субстратов (эпилитон, эпифитон). Их развитие тесно связано с характером русла, типом субстрата, температурой и уровнем воды, скоростью потока и другими абиотическими факторами. Влияние этих факторов особенно сильно проявляется в малых реках и ручьях, где основным источником вещества и энергии служит перифитон. Все это обусловливает биотопическое многообразие и мозаичность распределения водорослевых сообществ от истока к устью водотока.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
Фитообрастания каменистого субстрата в водотоках достигают обильного развития в меженный период и подвержены значительным разрушениям во время паводков при повышенных расходах воды. По данным ряда исследователей во время паводка с каменистого субстрата потоком воды смываются практически все водоросли [14]. Наряду с паводками причиной низких биомасс может быть нестабильность руслового субстрата, часто обусловленная проведением горных работ в долинах водотоков [15].
Исследования в целях оценки состояния реофильных водорослевых сообществ в небольших горных техногенных реках и ручьях в условиях повышенной мутности, в которых учитывалось бы и количественное развитие перифитона, немногочисленны [14, 16].
Результаты многолетнего экологического мониторинга за состоянием реофильных водорослевых сообществ водотоков бассейна р. Маньи показали, что негативное влияние проведения горных работ связано с резким увеличением содержания в воде взвешенных веществ, особенно мелкодисперсной глинистой фракции. При этом во всех притоках р. Маньи состояние альгоценозов эпилитона во многом зависит от интенсивности и технологии добычи золота. Многолетнее постоянное поступление взвешенных веществ в меженный период отражается на видовой и размерной структуре обрастаний, вплоть до полного исчезновения организмов, увеличении сломанных и аномальных створок диатомей ниже полигонов, а в отдельные годы - до самого устья водотока и, соответственно, снижении продуктивности альгоценозов. Особую угрозу для процесса восстановления реофильных альгоценозов представляет уничтожение коренного ложа русла водотока, как это сделано на ручье Яроташор. В результате этого водоток в течение двух десятков лет после отработки месторождения не имел постоянного русла.
Сходная картина влияния на фитоэпилитон повышенного содержания в воде взвешенных веществ отмечается и в самом русле р. Маньи. Направленность этих изменений и в настоящее время хорошо прослеживается по результатам наблюдений за состоянием водорослевых сообществ эпилито-на в районе впадения, в основном ее правобережных притоков. Установлено, что в последнее десятилетие на участках верхнего и среднего течения реки флористическое разнообразие эпилитона каменисто-галечных грунтов в меженный период сохраняется сравнительно высоким. В результате исследований получены первые обобщающие сведения по водорослям эпи-литона р. Маньи. Всего на обследованном участке реки зарегистрировано 145 видов (167 с разновидностями и формами, включая типовые виды), ко -торые относятся к 6 отделам, 20 порядкам, 44 семействам и 64 родам. На отдельных створах флористическое обилие значительно ниже и включает от 28 до 94 видов и разновидностей. При этом наибольшее видовое богатство
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 1. Таксономический состав водорослей эпилитона на разных участках р. Маньи
Отдел Выше р. Няртаю* Ниже р. Няртаю Ниже ручья Средний Яроташор Ниже р. Хобею «Перекат»*
Cyanophyta 11 S 4 5 7
Bacillariophyta 69 26 19 20 60
Chlorophyta 9 4 4 4 16
Chrysophyta 2 - - 1 -
Dinophyta - - - 1 -
Rhodophyta 3 1 1 - 3
Всего 94 39 2S 31 S6
Примечание: * - антропогенное воздействие не сказывается.
(94 вида с разновидностями) водорослей отмечено на створе выше разработок. На створах ниже разработок видовое обилие в 2-3 раза ниже и варьирует незначительно от 2S до 39 таксонов (табл. 1). Снижение происходит за счет выпадения из состава альгофлоры представителей из всех отделов, но в большей степени крупноклеточных реофильных диатомей.
Видовое разнообразие на всех створах реки (от 73 до 97 %) определяли диатомовые водоросли, что характерно для малых холодноводных рек горного и предгорного характера бореальной и субарктических зон. В систематическом отношении наиболее разнообразен класс Pennatophyceae, содержащий свыше 96 % всех таксонов диатомовых или более 61 % всей флоры р. Маньи. Количество специфичных таксонов для каждого створа оказалось невысоким, ниже разработок S-6, на участках, не подверженных антропогенному воздействию, 16-23. Общими для всех створов в р. Манье отмечены лишь 11 таксонов: Clastidium setigerum Kirchn., Homoeothrix varians Geitl. -из цианопрокариот; Hannaea arcus (Ehr.) Kütz., Didimosphaenia geminata (Lyngb.) M. Schmidt, Meridion circulare (Grev.) Ag., Achnanthes minutissimus Kütz., Gomphonema angustatum (Kütz.) Rabenh., G. ventricosum Greg., Cymbella minuta Hilse ex Rabenh., C. sinuata Greg., Fragilaria ulna (Nitzsch.) L.-Bert. - из диатомовых.
Видов, достигающих массового развития и вошедших в состав доминирующих комплексов, выявлено немного, большинство из них - диатомовые водоросли. Кроме перечисленных выше можно отметить Tabellaria flocculosa (Roth) Kütz., Navicula radiosa Kütz., Eunotia praerupta Ehr., Cymbella arctica (Lagerst.) A. S., Gomphonema angustum Ag. В разные годы на отдельных створах с более стабильными грунтами вспышку численности и биомассы могут давать представители зеленых - Ulotrix zonata Kütz., Stigeoclonium tenue (Ag.) Kütz., Zygnema sp. ster., виды рода Draparnaldia, из золотистых - Hydrurus foetidus Kirchn., а из красных - Chantransia chalybea (Roth) Fries, Batrachospermum moniliforme Roth.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
В среднем за последние годы исследований основная роль в формировании численности водорослевых обрастаний эпилитона выше разработок принадлежала синезеленым (65,4 %) и диатомовым (30,8 %) водорослям. Ведущее положение в создании общей биомассы (79,1 %) занимали реофиль-ные крупноклеточные виды диатомей, H. arcus, D. geminata, T. flocculosa, G. ventricosum. В роли субдоминантов выступали редкие виды, включенные в ряд региональных Красных книг - H. foetidus и Ch chalybea, предпочитающие для своего развития чистые холодноводные быстротекучие горные водотоки, обусловив 15 % общей биомассы (рис. 3).
На створах реки, расположенных ниже впадения водотоков, на которых ведутся горные работы, существенно снизилось видовое обилие за счет выпадения из состава видов-индикаторов чистых вод из золотистых и красных водорослей, а также крупноклеточных диатомей (см. табл. 1). В связи с этим среднемноголетняя общая биомасса водорослей эпилитона снизилась в 19 раз и составила 0,24 г/м2. Основную роль в ее создании играли нитчатые зеленые водоросли Zygnema 8р. 81ег., Spirogyra 8р. 81ег., обусловив при низкой плотности 71 % общей биомассы эпилитона. Лишь 21 % общей биомассы пришлось на диатомеи. Доминирующее положение из них заняла мелкоклеточная диатомея A. minutissimus. При этом суммарная численность эпилитона на 90,4 % была создана мелкоклеточными видами цианей Clastidium setigerum, C. г^Шк, H. varians, которые первыми заселяют неустойчивые песчаные субстраты (см. рис. 1).
В среднем течении р. Маньи наблюдается полное восстановление ре офильных альгоценозов. Флористическое богатство фитоэпилитона включает 86 видовых и внутривидовых таксонов. Альгофлора реки на 70 % представлена диатомовыми водорослями, что характерно для альгофлоры высоких широт и отражает, по мнению ряда авторов, голарктические черты
с
Чя &
р:
Численность
К
Биомасса
от Численность
с
'ё &
Биомасса
%
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
■ СуапорЬу1а ВасШагюрЬу1а СЫогорЬу1а КЬо^рЬу1а СЬгу8орЬу1а Рис. 3. Структура эпилитона на разных участках р. Маньи.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
флор северного полушария [17]. Основу общей биомассы (73 %) формируют диатомовые водоросли. Заметный вклад в ее создание вносят редкие виды красных водорослей.
Анализ результатов многолетних мониторинговых наблюдений показал, что продукционные показатели реофильных альгоценозов эпилитона на участках р. Маньи, не подверженных интенсивному антропогенному воздействию, находятся в пределах естественных колебаний и зависят от особенностей гидрологических и климатических условий года (табл. 2).
В заключение следует подчеркнуть, что негативное влияние разработок россыпных месторождений на сообщества реофильных альгоценозов в бассейне р. Маньи, связанное с повышением содержания в воде взвешенных веществ, особенно мелкодисперсных фракций, отмечено в районе впадения водотоков, на которых непосредственно ведутся горные работы. На этих участках реки повышается мутность воды, возрастает нестабильность и заиление грунта, что приводит к снижению видового разнообразия сообществ водорослевых обрастаний, выпадению крупноклеточных реофильных организмов, особенно среди диатомовых, золотистых и красных водорослей. Изменяется структура альгоценозов, а их биомасса может снижаться в несколько десятков раз. При больших объемах вскрышной породы (верхнего почвенного слоя), особенно в первые годы разработки месторождения, в устьевой зоне водотоков и ниже ее в р. Манье наблюдается вспышка цианей из рода 08сШа1о11а - видов-индикаторов повышенного содержания легкоусвояемых органических веществ. В целом в настоящее время экосистема р. Маньи отличается устойчивостью и справляется с антропогенным воз-
Таблица 2. Динамика численности и биомассы эпилитона на разных участках р. Маньи (в числителе - численность, млн кл/м2, в знаменателе - биомасса, г/м2)
Выше р. Няртаю* Ниже р. Няртаю Ниже Ниже р. Хобею
Год ручья Средний Яроташор «Перекат»*
2004 1254 1,157 50 0,017 - - 968 0,107
2005 225 217 1704
0,063 0,013 0,210
2006 2123 1406 3464
0,077 0,017 1,961
2007 237 873 237 135 072
25,745 0,062 0,063 5,742
2008 1771 646 626 2088
0,387 0,063 0,106 0,212
2011 180 1234 614 96
0,097 0,220 0,030 0,431
Примечание: * - антропогенное воздействие не сказывается.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
действием. Но в водотоках, на которых ранее велись разработки россыпных месторождений (ручей Яроташор, р. Няртаю), обширные участки экосистемы на длительное время были выведены из биологического круговорота.
Зоопланктон. В отличие от крупных равнинных рек в горных и предгорных водотоках представители фитопланктона и зоопланктона немногочисленны и встречаются крайне редко. Наибольшее количество рачков и коловраток было обнаружено в 2000 г. в пробах с русла р. Няртаю 170 экз/м3. Средняя численность зоопланктонных организмов в летнее время не превышала 5 экз/м3, а биомасса 0,02 мг/м3. Всего выявлено 12 видов, различающихся по экологии и географическому распространению. Коловраточный планктон за все годы был представлен четырьмя видами (Asplanchna priodonta Gosse, Brachionus quadridentatus Herman, B. calyciflorus Pallas, Filinia longiseta (Ehrenberg)), ракообразный - восемью ^opepoda - Acanthocyclops sp., Megacyclops viridis (Jurine), Cladocera - Acroperus harpae (Baird), Bosmina longispina (Leydig), B. longirostris (O.F. Müller), Chydorus sphaericus (O.F. Müller), Daphnia longispina O.F. Müller, Polyphemuspediculus (Linneus)). Наиболее часто встречались босмины, хидорусы и молодь циклопид.
Обнаруженный в водотоках зоопланктон имеет аллохтонный характер, поскольку нормальное существование зоопланктонных организмов возможно при скоростях течения воды ниже 0,5 м/с [2, 18]. Кроме высокой скорости течения лимитирующим фактором для жизнедеятельности зоопланкте-ров, в первую очередь для ветвистоусых рачков, может быть мутность воды природного происхождения во время весеннего паводка и в период дождей [19]. Бедность зоопланктона в обследованных водотоках препятствует определению воздействия горных разработок на его состояние.
Зообентос. В составе зообентоса р. Маньи и ее притоков выявлено 123 вида и таксона более высокого ранга. Отмечены представители 16 систематических групп (табл. 3). Видовое богатство и количественные показатели зообентоса определяли личинки амфибиотических насекомых, на долю которых приходилось 84,6 % от общего числа таксонов. Наиболее
Таблица 3. Таксономический состав зообентоса р. Маньи
Группа Число видов Группа Число видов
Nematoda 1 Trichoptera 22
Oligochaeta 10 Tipulidae 1
Ostracoda 1 Limoniidae 3
Hydracarina 5 Simuliidae 8
Collembola 1 Heleidae 3
Ephemeroptera 14 Athericidae 1
Plecoptera 11 Empididae 2
Coleoptera 5 Chironomidae 35
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
разнообразно представлены хирономиды. Доминировали личинки подсемейств Orthocladiinae и Diamesinae, преобладающие в фауне северных рек [20]. Группа константных организмов с частотой встречаемости более 50 % включала 11 таксонов. В ее состав входили олигохеты Stylodrilus heringianus Claparede, 1862; поденки Baetis vernus Curtis, 1834; В. (А.) lapponicus Begtsson, 1912; Cinygma lyriformis McDunnough, 1924; веснянки Isoperla obscura Zetterstedt, 1840; ручейники Arctopsyche ladogensis Kolenati, 1859; Rhyacophila nubila Zetterstedt, 1840; мошки Simulium sp. и хирономиды Orthocladius sp., Thinemannimyia gr. lentiginosa (Fries, 1823), Tvetenia gr. bavarica (Goetghebuer, 1934).
Плотность гидробионтов на галечно-валунных грунтах реки выше разработок определяли поденки (рис. 4). Доминировали виды сем. Baetidae. В среднем за период исследований 84,5 % общей численности зообентоса приходилось на долю поденок, мошек и хирономид.
Ведущую роль в создании биомассы играли поденки и ручейники: 79,5 % от суммарной биомассы всего зообентоса. Структуру комплекса доминирующих по биомассе организмов определяли личинки поденок Baetis (А). lapponicus, В. vernus и В. gr. fuscatus (Linnaeus, 1761). Субдоминантами являлись ручейники A. ladogensis, R. nubila и мошки Simulium sp. Число видов и форм зообентоса на участках реки выше разработок в разные годы составляло от 20 до 45. Средние значения численности и биомассы за ряд лет составили 1465 экз/м2 и 4,25 г/м2.
На участках реки, расположенных ниже проведения горных работ, происходит снижение количественных показателей развития донной фауны (табл. 4). Из ее состава исчезают личинки мошек и ручейников сем. Arctopsychidae. Значительно снижается роль веснянок. Число таксонов в
Численность
! В Биомасса А
m « оот Численность
л 3 а е Биомасса
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Поденки Ручейники Мошки Хирономиды Олигохеты _ Веснянки Прочие Рис. 4. Структура зообентоса на разных участках р. Маньи.
Водное хозяйство России
Таблица 4. Динамика численности и биомассы зообентоса на разных участках р. Маньи (в числителе - численность, экз/м2, в знаменателе - биомасса, г/м2)
Год Выше р. Няртаю* Ниже р. Няртаю Ниже ручья Средний Яроташор Ниже р. Хобею Среднее течение*
2004 1493 872 1380
2,95 1,02 2,63
2005 1193 1160 1317
3,66 2,62 2,70
2006 1064 462 1280
4,46 1,22 3,58
2007 727 162 383 1048
2,64 0,41 1,21 2,96
2008 2164 6,39 296 1,04 - 929 1,48 1483 6,09
2011 2146 447 1183 2052
5,40 0,92 2,72 5,63
Примечание: * - антропогенное воздействие не сказывается.
разные годы изменялось от 3 до 16. Плотность и биомассу зообентоса определяли поденки (см. рис. 4). Доминировали представители сем. Baetidae. При низкой плотности 24,2 % общей биомассы создавали личинки ручейников R. тЫШ. Средние за ряд лет величины численности (655 экз/м2) и биомассы (1,40 г/м2) зообентоса были ниже, чем на участках реки, расположенных выше разработок. Влияние добычи золота на донную фауну реки на расстоянии 50-60 км (среднее течение) ниже разработок не сказывается.
Воздействие горных работ на сообщества зообентоса в притоках р. Маньи проявляется в большей степени [21, 22]. На участках р. Няртаю выше разработок число видов донных беспозвоночных в разные годы изменялось незначительно: от 24 до 35. Из 13 систематических групп гидро-бионтов структуру зообентоса определяли поденки, доля которых в суммарной плотности и биомассе беспозвоночных животных составила в среднем 73,8 и 53,3 %. Доминировали виды сем. Baetidae: B. (А.) lapponicus, B. gr. fuscatus и B. vernus. Заметную роль играли личинки мошек и веснянок. Общая численность зообентоса изменялась от 1300 до 2480 экз/м2, биомасса -от 3,87 до 6,95 г/м2. Средние значения составили 2000 экз/м2 и 5,26 г/м2.
В устьевой зоне р. Няртаю ниже полигонов установлено значительное обеднение видового состава зообентоса. Через 5 лет после начала разработок зарегистрировано всего 5 видов и форм беспозвоночных. Доминировали поденки B. vemш и B. (А.) lapponicus - 80 % от суммарной плотности и биомассы зообентоса. Ручейники и хирономиды были представлены хищными личинками R. тЫШ и T. gr. lentiginosa. Количественные показатели зообентоса устойчиво снижались: численность - в 6,1 раза, биомасса -в 10,7 раз, средние величины составили 327 экз/м2 и 0,49 г/м2 (рис. 5).
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
экз/м2 г/м2
2004 2005 2006 2007
Годы
-■— Численность Биомасса Рис. 5. Межгодовая динамика зообентоса р. Няртаю ниже разработок.
В целом видовое разнообразие и количественные показатели сообществ донных беспозвоночных р. Маньи за все годы исследований определяли личинки амфибиотических насекомых, на долю которых приходилось более 90 % численности и биомассы всего бентоса. Среди поденок доминировали представители сем. Baetidae, что является характерной особенностью горных рек Приполярного Урала [2]. В районе разработок донные беспозвоночные отсутствуют или встречаются единично. Значительное снижение числа таксонов, численности и биомассы организмов зообентоса отмечено на участках реки, расположенных ниже разработок (ниже рек Няртаю, Хобею и ручья Средний Яроташор). За период добычи золота (2004-2011 гг.) число таксонов зообентоса в русле р. Маньи ниже проведения горных работ сократилось в 4-6 раз. Численность гидробионтов снизилась в среднем в 2,2 раза, биомасса -в 3 раза. Уровень количественного развития беспозвоночных на участках реки, не подверженных антропогенному воздействию, определялся гидрологическими условиями и жизненными циклами доминирующих видов и форм.
Ихтиофауна. Ихтиофауна бассейна р. Маньи представлена 21 видом рыб и 1 видом круглоротых. В горной части встречаются таймень, хариус, речной гольян, подкаменщик сибирский и голец сибирский. В предгорных районах к ним добавляются сиговые, карповые рыбы, щука, налим, ерш, окунь. Промысловое значение имеют 18 видов, из которых сиговые - таймень и хариус - относятся к особо ценным, а карповые, окуневые - шука и налим - к важным промысловым объектам. Большинство из них не живут постоянно в бассейне этой реки, а мигрируют из рек Обь и Северная Сосьва в определенные периоды жизни. Плотность рыб в реке резко повышается в осенне-зимний период за счет подъема сиговых рыб и налима на нерест и зимовку. Таймень и нельма относятся к редким видам. Уральские популяции тайменя занесены в Красную книгу РФ [23] и Красную книгу Ханты-Мансийского автономного округа [24].
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
В р. Манье проходит нерест пяти видов сиговых рыб - пеляди, чира, сига-пыжьяна, тугуна и нельмы. Без учета тугуна - короткоциклового вида, по численности производителей на первом месте стоит пелядь, затем идут чир, сиг-пыжьян и нельма. По сравнению с другими нерестовыми реками бассейна (Сыня, Войкар, Собь, Харбей) выживание икры сиговых рыб на нерестилищах в р. Манье стабильно высокое (от 60 до 95 %) [3], поэтому численность покатных личинок прямо зависит от численности нерестящихся производителей. Величина нерестовых стад обусловливается численностью генераций, участвующих в нересте, условиями нагула и промысловой нагрузкой [25]. Многочисленные генерации участвуют в нересте несколько лет и вносят значительный вклад в воспроизводство. На динамику размерно-возрастной и половой структуры нерестящихся производителей проведение горных работ влияния не оказывает.
Основные нерестилища сиговых рыб в р. Манье находятся от устья р. Народы до р. Кедрасью. Граница верхних нерестилищ проходит в районе устьев рек, в которых ведется разработка месторождений. Ежегодные границы нерестилищ меняются в зависимости от состояния производителей и гидрологических условий и не связаны с проведением горных работ. Роль горных участков нерестилищ в воспроизводстве сиговых рыб повышается в годы, когда происходит хороший нагул рыб в пойме Оби, и снижается в маловодные годы [3, 26]. Вклад р. Маньи в воспроизводство пеляди в отдельные годы изменялся от 0,01 до 75 %, в среднем за 17 лет составляя 19,5 % от общей численности личинок, рожденных в бассейне р. Северной Сосьвы. Наиболее существенная роль р. Маньи (более 30 %) отмечена в 1989, 1998, 2003, 2004, 2007 гг. (табл. 5).
Доля рожденного в р. Манье нижнеобского чира более значительна, чем пеляди (средняя многолетняя - 34,4 %). Максимальный вклад р. Маньи в воспроизводство сига-пыжьяна (около 100 %) отмечен в 1988 и 1998 гг. В остальные годы доля маньинских личинок не превышала 26,25 %, составляя в среднем 6,4 %. В воспроизводстве тугуна р. Манья редко играет существенную роль. За исключением 1988 и 1998 гг. (43,2 и около 100 % соответственно) здесь рождалось в среднем 4,8 % от всех личинок бассейна.
Влияние разработки россыпных месторождений на воспроизводство сиговых рыб проявляется через повышение смертности икры. Взвешенные вещества песчанистой фракции обычно оседают не далее 15-километрового участка ниже устьев водотоков, где проводятся горные работы, что за пределами границ основных нерестилищ.
Установлено, что регуляция выживания икры и покатных личинок в р. Манье продолжает осуществляться в основном естественными факторами. Влияние горных работ на выживание икры сиговых за период наблюдений было существенным в 1984 и 1998 гг. (табл. 6). В 2001-2008 гг.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
Таблица 5. Роль р. Маньи в воспроизводстве сиговых рыб (% от общей численности вылупившихся личинок в бассейне р. Северной Сосьвы)
Год Пелядь Чир Сиг-пыжьян Тугун
1984* 1,04 17,9 1,8 0,02
1985 0,01 80,1 1,0 0
1986 2,3 19,8 2,5 3,1
1987 21,2 15,2 22,2 2,0
1988 130 43,4 Около 100 43,2
1989 32,5 8,8 26,3 16,8
1993 0,7 65,0 1,8 0,7
1997* 6,0 21,0 - 6,7
1998 75,0 16,7 93,3 Около 100
2001* 7,0 5,3 7,0 0,7
2002* 11,8 Около 100 0,8 18,6
2003* 63,8 36,8 - 4,6
2004* 37,4 65,3 8,5 0,9
2005* 0 5,5 4,0 6,5
2006* 5,9 2,1 0,8 1,6
2007* 42,9 Около 100 18,8 9,9
2008* 22,8 1,3 0 0,2
Средняя 19,5 34,4 17,1 18,2
Примечание: * годы разработки россыпных месторождений в бассейне р. Маньи.
Таблица 6. Относительная численность (%) мертвой икры и мертвых личинок сиговых рыб в весеннем дрифте, р. Манья
Годы Пелядь Чир
мертвая икра мертвые личинки мертвая икра мертвые личинки
1980 0,3 0,6 2,1 1,6
1984 8,6 2,5 24,9 4,2
1985 0,6 0,3 0,8 0,8
1986 0,45 0,5 0,3 0,4
1987 0,1 0,2 3,1 0,6
1988 0,1 0,2 2,8 0,5
1989 1,2 0,8 0,8 0,3
1998 4,7 1,4 38,0 1,6
2001 0,1 0,3 0,3 0,5
2002 0,2 0,3 0,01 0,2
2003 0,65 0,65 0,6 0,6
2004 0,4 0,14 0,3 0,6
2005 0 0 1,3 0
2006 1,3 2,2 0 0
2007 1,4 1,5 0,02 0,9
2008 0,4 1,1 1,2 1,0
Водное хозяйство России
технология проведения горных работ и соблюдение требований по защите водных объектов обеспечивали незначительный вынос взвешенных веществ в р. Манью, поэтому влияние на воспроизводство сиговых рыб было минимальным. Количество аномальных вылупившихся личинок за все годы наблюдений не превышало 1 экз. на 5000 особей [3].
Судя по качественному составу дрифта в районах нерестилищ (доля мертвой икры и мертвых личинок, наличие аномальных покатных личинок), условия для развития икры и вылупления личинок на нерестилищах в р. Манье до 2008 г. сохранялись нормальными. Повышенная смертность икры в 1984 и 1998 гг. связана с авариями на отстойниках.
Выводы
Установлено значительное снижение качественных и количественных показателей развития реофильных сообществ фитоэпилитона и зообентоса в районе действующих полигонов и русле р. Маньи ниже места проведения горных работ. Нарушения русла, многократное и длительное превышение естественного уровня мутности приводят к полной гибели живых организмов в районах действующих полигонов.
Проведение горных работ на притоках рек Няртаю, Хобею и ручье Средний Яроташор и сопутствующее локальное заиление нерестилищ не препятствует размножению сиговых рыб в р. Манье. Численность вылупившихся личинок на нерестилищах определяется в основном фондом отложенной икры.
Условия для развития икры и вылупления личинок на нерестилищах в р. Манье до 2008 г. сохранялись нормальными. Аварийные сбросы мелкодисперсных взвесей в р. Манью увеличивают площадь заиления каменисто-галечных грунтов на нерестилищах и создают неблагоприятные условия для развития и выживания икры сиговых рыб. Смертность икры в этих случаях увеличивается на 4-5 % у пеляди и на 25-30 % у чира.
Роль р. Маньи в воспроизводстве сиговых рыб определяется численностью нерестящихся производителей, которая не зависит от современных масштабов проведения горных работ и связана с общей динамикой нерестовых стад в Обском бассейне.
Рациональное решение экологических проблем, связанных с разработкой месторождений золота, должно заключаться в нормировании допустимых попусков отработанных вод, содержащих взвешенные вещества, в меженный период. В качестве индикаторов загрязнения минеральными взвесями и влекомыми наносами в условиях горных рек наиболее показательны организмы перифитона и бентоса.
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Влияние разработки россыпных месторождений Приполярного Урала на природную сре-
ду. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1994. 171 с.
2. ШубинаВ.Н. Бентос лососевых рек Урала и Тиммана. СПб.: Наука, 2006. 401 с.
3. Богданов В.Д. Экология молоди и воспроизводство сиговых рыб Нижней Оби: автореф.
дис. ... д-ра биол. наук. М.: ИЭМЖ, 1997. 38 с.
4. БогдановВ.Д., МельниченкоИ.П. Роль реки Маньи в воспроизводстве запасов сиговых рыб
Нижней Оби // Аграрный вестник Урала. 2010. № 11-1 (77). С. 49-52.
5. Богданов В.Д., Добринская Л.А., Лугаськов А.В. Ярушина М.И., Госькова О.А., Мель-
ниченко С.М., Смирнов Ю.Г., Степанов Л.Н. Аспекты изучения экосистемы р. Маньи: Препринт. Свердловск, 1984. 70 с.
6. Картавов С.А. Антропогенное нарушение пойменных ландшафтов в результате добычи
россыпного золота на Приполярном Урале // Развитие идей академика С.С. Шварца в современной экологии: Мат-лы конф. молодых ученых. Екатеринбург: Изд-во Екатеринбург, 1999. С. 81-82.
7. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. 240 с.
8. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отло-
жений. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 239 с.
9. Гусева К.А. К методике учета фитопланктона // Тр. Ин-та биологии водохранилищ. Л.,
1959. Т. 2. С. 44-51.
10. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР. Л.: Наука, 1970. 744 с.
11. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб. М.: Пищепромиздат, 1966. 376 с.
12. Богданов В.Д. Изучение динамики численности и распределения личинок сиговых рыб
реки Северной Сосьвы: Препринт. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. 60 с.
13. Павлов Д.С., Нездолий В.К., Ходоревская Р.П., Островский М.П., Попова И.К. Покатная
миграция молоди рыб в реках Волга и Или. М.: Наука, 1981. 320 с.
14. Медведева Л.А. Влияние паводков на численность и биомассу водорослей перифитона
малой лососевой реки (Приморский край) // Перифитон континентальных вод: современное состояние изученности и перспективы дальнейших исследований. Тр. между-нар. симп. Тюмень. 2003. С. 70-71.
15. Потапова М.Г. Состав и распределение сообществ прикрепленных водорослей малых рек бассейна Верхней Колымы // Бот. журн. 1992. Т. 77. № 1. С. 83-914.
16. Харитонов В.Г. Диатомовые (Bacillariophyta) техногенных водотоков Колымского нагорья // Бот. журн. 2001. Т. 86. С. 34-41.
17. ГеценМ.В. Водоросли в экосистемах Крайнего Севера. Л.: Наука, 1985. 165 с.
18. Грезе В.Н. Кормовые ресурсы рыб реки Енисея и их использование // Изв. ВНИИ озер. и
реч. рыб. хоз-ва. 1957. Т. 41. С. 10-23.
19.МануйловаЕ.Ф. Ветвистоусые рачки (Cladocera) фауны СССР. М.; Л.: Наука, 1964. 327 с.
20. Арефьев С.П., Гашев С.Н., Степанова В.Б., Фаттахов Р.Г., Шарапова Т.А., Степа-
нов С.И. Биоценозы Ямала в условиях промышленного освоения // Природная среда Ямала в 3 т. Тюмень: ИПОС СО РАН, 2000. Т. 3. 136 с.
21. Степанов Л.Н. Влияние разработок россыпных месторождений золота на зообентос гор-
ных рек Приполярного Урала // Вестник КрасГАУ 2009. № 12. С. 100-104.
22. Степанов Л.Н. Фауна донных беспозвоночных животных реки Хобе-Ю (Приполярный Урал) в условиях антропогенного воздействия // Водное хозяйство России. 2011. № 5. С. 51-61.
23. Красная книга Российской Федерации (животные). М.: Изд-во АСТ, Астрель, 2001.
863 с.
Водное хозяйство России
24. Красная книга Ханты-Мансийского автономного округа (животные). Екатеринбург:
Издательский дом Пакрус, 2003. 374 с.
25. Экология рыб Обь-Иртышского бассейна. М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. 596 с.
26. БогдановВ.Д., Мельниченко И.П., Госькова О.А., КижеватовЯ.А., Копориков А.Р. Резуль-
таты мониторинга воспроизводства сиговых рыб Нижней Оби // Современные экологические проблемы Севера (к 100-летию со дня рождения О.И. Семенова-Тян-Шанского).
Мат-лы междунар. конф. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2006. Ч. 2. С. 132-133.
Сведения об авторах:
Степанов Леонид Николаевич, научный сотрудник, лаборатория экологии рыб и биоразнообразия водных экосистем, ФГБУН Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202; e-mail: stepanov@ ipae.uran.ru
Богданов Владимир Дмитриевич, чл.-корр. РАН, директор, ФГБУН Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202; e-mail: bogdanov@ipae.uran.ru
Богданова Елена Николаевна, научный сотрудник, лаборатория экологии рыб и биоразнообразия водных экосистем, ФГБУН Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202; e-mail: ben@ ipae.uran.ru
Мельниченко Ирина Павловна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория экологии рыб и биоразнообразия водных экосистем, ФГБУН Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202; e-mail: Melnichenko@ipae.uran.ru
Ярушина Маргарита Ивановна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория экологии рыб и биоразнообразия водных экосистем, ФГБУН Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202; e-mail: nvl@ipae.uran.ru
Водное хозяйство России № 1, 2014
Водное хозяйство России
