CC BY
56
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2011 БИОЛОГИЯ Вып. 1
ЗООЛОГИЯ
УДК 574.587
СТРУКТУРА ДОННЫХ СООБЩЕСТВ ПРУДА НА Р. МАЛАЯ УСОЛКА (2007-2008 гг.)
М. С. Алексевнина, И. В. Поздеев, Е. В. Преснова, М. В. Шипигузова
Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15; [email protected]; (342)2396540
Приведены данные по видовому разнообразию донных сообществ пруда и выявлен характер их распределения в зависимости от биотопа с учетом численности, биомассы и встречаемости видов.
Ключевые слова: зообентос; пруд; бассейн Камы.
Введение
В Пермском крае площадь угодий, относящихся к категории водно-болотных, составляет около 34000 км2 (21.3 % от всей территории края). В то же время водно-болотные угодья региона служат не только источниками пресной воды, естественными очистителями среды от многих загрязнителей, но и местами обитания гидробионтов и наземных животных, как обычных, так и редких и исчезающих видов, поддерживают сохранение биологического разнообразия. Многие водно-болотные угодья области входят в состав особо охраняемых территорий. Большое значение среди них имеют пруды (Водные объекты ..., 2001).
Гидробиологический режим крупных прудов Пермского края ранее исследовался А.О. Таусон (1947), Б.М. Чирвинской (1961). Вопросы, связанные с прудовым рыбоводством, обсуждались в работах Г.Ф. Костарева (1993). Большинство небольших прудов в гидрологическом и биологическом отношении никогда не изучались; наблюдение за их режимом не проводится и сейчас. Только некоторым прудам «повезло», на них проводят гидробиологические исследования учащиеся пермских школ и студенты биологического факультета Пермского университета (Поздеев, Макрополова, 2002).
Пруды на р. Малая Усолка в районе д. Заречная Гамовской сельской администрации Пермского района Пермского края - одни из таких водоемов. Созданные человеком в хозяйственных целях, они в настоящее время являются не только украшением местности, их воду используют для полива, в них ловят рыбу, купаются, назначение одного из прудов
- противопожарное.
Целью наших исследований явилось изучение состава и количественного распределения донной
фауны одного из прудов Пермского края на р. М. Усолка.
Материал и методы
Изучаемый пруд находится на р. М. Усолка (приток р. Мулянки) и является третьим в каскаде. Пруд располагается на юго-западе от г. Перми, в 1.5—2.0 км от д. Заречная. Основное назначение пруда - рекреационное. По данным Пермгипровод-хоза, плотина была построена хозспособом в 1980 г. Объем пруда при НПУ (нормальный подпорный уровень) - 7.5 тыс. м3, площадь зеркала - 0.5 га, средняя глубина - 1.5 м, максимальная, по нашим данным - 3.5 м. Санитарное состояние пруда по паспорту ГТС (зарастание, заиление и т.п.) удовлетворительное. Ранее пруд не изучался.
Пруд имеет вытянутую форму. Левый берег, от верховьев до приплотинной части, покрыт погруженными и воздушно-водными растениями (элодея, рдест, роголистник, частуха). Правый берег - обрывистый, в прибрежной зоне верхнего участка пруда располагается небольшой ельник. Основными грунтами правобережной «обрывистой» литорали является заиленный песок с глиной, левобережной «за-рослевой» - заиленный песок.
Сбор гидробиологического материала проводили в июне-сентябре 2007 и 2008 гг. Всего взято и обработано 44 пробы зообентоса на 4 разрезах, по 3 пробы в каждом. Первый разрез приурочен к верхнему участку пруда, 2 и 3 разрезы - к центральному, 4 - находится в приплотинной части. При сборе и анализе материала руководствовались «Методикой...» (1975). Отбор проб зообентоса осуществляли модифицированным дночерпателем Экмана-Берджа - ДАК-100 с площадью захвата 0.01 м2 и скребком с длиной ножа 20 см.
© Алексевнина М. С., Поздеев И. В., Преснова Е. В., Шипигузова М. В., 2011
21
Для каждого вида, учитывая его встречаемость, численность и биомассу, был вычислен индекс доминирования (ID), предложенный Л.В. Арнольди в модификации Г.Х. Щербины (2002):
ID = V P • N • B ,
где P - встречаемость (%), N - численность вида (%), В - биомасса вида (%).
Результаты и их обсуждение
За время исследования в зообентосе пруда отмечено 60 видов донных животных, относящихся к классам Oligochaeta, Hirudinea, Gastropoda, Bival-via, Arachnida и Insecta (табл. 1). Наибольшее разнообразие донных сообществ (38 видов и форм) обеспечено личинками и имаго насекомых - веснянки, поденки, ручейники, стрекозы, вислокрыл-ки, жесткокрылые, клопы и двукрылые. В видовом
отношении наиболее богат отряд двукрылые - 24 таксона, 22 из которых принадлежит сем. Chiro-nomidae.
Отличительной особенностью зообентоса в литорали пруда является массовое развитие моллюсков (12 видов). Более разнообразно представлены двустворчатые, среди которых часто встречаются A. cygnea, A. scaldiana, Amesoda sp. Из брюхоногих моллюсков наибольшую частоту встречаемости проявил прудовик L. auricularia. В профундали пруда моллюски обнаружены единично.
Среди олигохет в зообентосе литорали пруда массовое развитие получили тубифициды T. tubi-fex, L. hoffmeisteri, и наидиды O. serpentina.
Пиявки зарегистрированы как в профундали, так и в литорали пруда. Они представлены 3 видами: E. octoculata, H. stagnalis, G. complanata.
Таблица 1
Состав и средние величины индекса доминирования видов в донных сообществах пруда
на разных биотопах (2007-2008 гг.)
Таксон Левая литораль Профундаль Правая литораль
Класс Oligochaeta
Limnodrilus hoffmeisteri (Claparede) 7.6 3.6 15.6
Ophidonais serpentina (Mueller) 0.3 1.5 2.0
Stylaria lacustris (L.) 0 1.1 0.5
Tubifex tubifex (Mueller) 1.5 12.6 8.0
Uncinais uncinata (Oersted) 0 0.1 0
Класс Hirudinea
Erpobdella octoculata (L.) 3.5 5.0 1.0
Glossiphonia complanata (L.) 0.2 0 0.5
Helobdella stagnalis (L.) 1.6 1.3 2.6
Класс Bivalvia
Pisidium amnicum (Mueller) 1.3 0 0
Neopisidium sp. 0.2 0 0
Anodonta cygnea (L.) 4.5 5.4 2.5
Sphaerium corneum (L.) 0.5 0 4.5
Parasphaerium nitidum (Clessin in Westerlund) 0.6 0 2.0
Sphaerium sp. 1.2 0 0
Amesoda scaldiana (Normand) 1.0 0 4.0
Euglesa sp. 1.0 0 0.6
Класс Gastropoda
Lymnaea auricularia (L.) 1.0 1.1 3.3
Armiger crista (L.) 0.4 0 0
Physa fontinalis (L.) 0.6 0 0
Cincinna piscinalis (Mueller) 0.5 0 0
Класс Arachnida
Отряд Hydracarina 3.3 2.5 5.0
Класс Insecta
Отряд Coleoptera
Haliplus sp. 0.3 0.8 0
Отряд Ephemeroptera
Caenis horaria (L.) 4.6 8.0 15.0
Caenis macrura (Stephens) 0.6 0 0
Cloeon dipterum (L.) 1.0 6.5 1.4
Ephemera lineata Eaton 0 4.0 0
Окончание табл. 1
Таксон Левая литораль Профундаль Правая литораль
Отряд Megaloptera
Sialis morio Klingstedt 4.3 3.8 О.8
Отряд Odonata
Platycnemis pennipes (Pallas) О О.8 О
Coeonagrion pulchellum (Vander Linden) О.5 О О
Erythromma najas (Hansemann) О.3 О О
Семейство Corduliidae О.5 О 1.1
Семейство Libellulidae О О О.5
Отряд Plecoptera О О О.2
Отряд Trichoptera
Molanna angustata (Curtis) О О О.5
Limnephilus sp. 1.1 О
Отряд Heteroptera
Plea minutissima Leach О О 2.7
Отряд Diptera
Семейство Ceratopogonidae О.9 6.О 7.О
Семейство Tabanidae О 1.4 О
Семейство Chironomidae
Camptochironomus tentans (F.) 3.О 2.О О
Chironomus cingulatus Meigen О О 7.О
Chironomus dorsalis Meigen О О 2.О
Chironomus nudiventris Ryser et al. О О.5
Chironomus plumosus (L.) 9.О 5.О 12.О
Cladotanytarsus mancus (Walker) О О О.7
Clinotanypus nervosus (Meigen) О О О.9
Cricotopus sylvestris (F.) О.5 О.8 О.8
Cryptochironomus gr. defectus 2.5 1.О 4.О
Demicryptochironomus vulneratus (Zetterstedt) О.2 О О
Dicrotendipes nervosus (Staeger) О.7 О О.2
Endochironomus albipennis (Meigen) О.3 О.2 2.5
Parachironomus arcuatus (Goetghebuer) О.3 О О
Polypedilum convictum (Walker) О.2 О О.6
Polypedilum nubeculosum (Meigen) 26.О 18.О 27.О
Polypedilum scalaenum (Schrank) О О 2.О
Procladius choreus(Meigen) 2.О О.1 О.6
Procladiusferrugineus (Kieffer) 1.2 О О.8
Synendotendipes impar (Walker) О О О.5
Tanypus vilipennis (Kieffer) О.5 3.6 О
Tanytarsus gr. gregarius 2.7 О.7 О.3
Tanytarsus verralli Goetghebuer О 2.О О
Всего видов 43 29 41
Средняя биомасса донных животных пруда в 2007 г. составила 69.38 г/м2, а в 2008 - 359.69 г/м2. От 69 до 95% общей биомассы зообентоса обеспечено крупными моллюсками. Без учета крупных моллюсков и крупных личинок стрекоз биомасса зообентоса оказалась равной 17.09-20.43 г/м2 при численности от 8.6 до 9.7 тыс. экз./м2 (табл. 2). В численном соотношении основных групп донных животных крупные моллюски не играют заметной роли, они встречаются практически по всему пруду, но в орудия лова попадаются единично.
Общая биомасса зообентоса пруда в 2007 г. распределялась достаточно равномерно при некотором снижении в предплотинной части. Основу биомассы составляют моллюски, обеспечивая сво-
им развитием 72% биомассы всех донных животных, их биомасса увеличивается от верхнего участка к приплотинному (с 50 до 86%). При высокой численности насекомые обеспечивают только 23% общей биомассы бентофауны, среди них наибольшее развитие получают личинки хирономид, поденок и вислокрылок. Наибольшая плотность поселений донных животных характерна для верхнего участка (11.2 тыс. экз./м2), которую обеспечивают своим развитием хирономиды (53%), поденки (24%) и олигохеты (13%) численность моллюсков незначительна и составляет 3%, несмотря на то, что они являются основой биомассы пруда.
В биомассе зообентоса без учета крупных моллюсков преобладают личинки насекомых, состав-
ляя 79% общего веса и 81% численности донных животных. Среди насекомых доминируют личинки хирономид, на долю которых приходится 53% численного соотношения и 43% биомассы всех на-
секомых. Следует отметить, что численность и биомасса так называемого «кормового» зообентоса снижаются с продвижением от верхнего участка пруда к приплотинному (рис. 1).
Таблица 2
Численность (экз./м ) и биомасса (г/м ) основных групп бентофауны пруда на р. М. Усолка (2007-2008 гг.)
Группа 2007 г. 2008 г.
экз./м2 г/м2 экз./м2 г/м2
Класс Oligochaeta 1141 1.10 1866 2.2
Класс Hirudinea 158 2.10 67 0.1
Класс Gastropoda 25 17.00 0 0
в т.ч. мелкие 24 0.21
Класс Bivalvia 191 33.00 134 340.90
в т.ч. мелкие 189 2.05 132 2.00
Класс Arachnida 100 0.10 241 0.50
Класс Insecta 6982 16.08 7341 15.99
Отряд Ephemeroptera 2067 3.60 650 0.39
Отряд Odonata 8 0.02 25 3.70
Отряд Trichoptera 8 0.03 0 0
Отряд Coleoptera 8 0.03 0 0
Отряд Megaloptera 50 3.20 0 0
Отряд Diptera 4841 9.20 6667 11.90
Семейство Ceratopogonidae 275 0.30 316 0.50
Семейство Tabanidae 8 0.10 0 0
Семейство Chironomidae 4558 8.80 6350 11,40
Всего 8597 69.38 9649 359.69
Всего без крупных форм 8594 20.43 9647 17.09
г/м2
---“Г
0 1 2 3 4 ср. разрезы
Рис. 1. Распределение биомассы (без крупных форм) зообентоса пруда по разрезам в 2007 г.:
3 - насекомые,
J - прочие
10
В распределении биомассы зообентоса по данным 2008 г. (рис. 2) сохраняется та же тенденция, что и в 2007 г. Снижение количества кормового зообентоса от верхнего к приплотинному участку пруда происходит за счет уменьшения численности и биомассы таких групп животных, как олиго-хеты, а из личинок насекомых - поденок и стрекоз.
Анализ характера биотопов и населяющих их донных животных показал монотонность в распределении прудовой фауны. Тем не менее, изучение структуры донных сообществ и расчёт индекса доминирования по трем количественным характе-
ристикам - встречаемость вида, его относительные численность и биомасса - позволили выделить доминантные комплексы, характерные для бентоце-нозов, формирующихся на трех основных биотопах: левобережная литораль с заиленными песками и зарослями макрофитов; правобережная литораль, приуроченная к обрывистому берегу, где преобладающим типом грунта является заиленная глина с примесью песка, и центральная часть пруда (профундаль), основными грунтами которой является сильно заиленный песок с примесью глины.
На мелководном зарослевом левобережье биомасса донных сообществ достигала в 2007 г. 26.40 г/м2, а в 2008 г. - 542.50 г/м2 при плотности поселений - 8.0-13.6 тыс. экз./м2 соответственно. Увеличение биомассы зообентоса в 2008 г. на порядок связано с наличием крупных моллюсков, в частно-
г/м2 ‘ ‘
30 —
сти Л. cygnea. В доминантный комплекс донных сообществ вошли 2 вида: Р. пиЬеси1о&ит и Ch. р1ито&ш\ представленность которых несколько изменялась в разные годы. Широкое распространение здесь получает также L. hoffmeisteri (табл.
3).
—“Р—“Г
0 1 2 3 4 ср. разрезы
Рис. 2. Распределение биомассы (без крупных форм) зообентоса пруда по разрезам в 2008 г.:
- насекомые, I - прочие
Таблица 3
Структура бентоценозов пруда по данным 2007-2008 гг.
Биотоп Доминантный комплекс Количество видов Г/м2 Тыс. экз/м2
Левая литораль Р. пиЬесиІоіит, Ch. ріитоіш' 42 284.60 11.65
Профундаль Р. пиЬесиІоіит, Т. tubifex 29 265.80 5.60
Правая литораль Р. пиЬесиІоіит, L. hoffmeisteri, С. ^гагіа, С^ ріитоіш' 41 87.80 9.60
Донное сообщество, сформированное в правобережье, отличается достаточной стабильностью. Ядро этого сообщества за время исследования создают: Р. пиЬеси1о&ит, L. hoffmeisteri, С. horaria и Ch. р1ито&ш\ В сообществе зарегистрирован 41 вид животных, что практически равноценно биоразнообразию левобережного сообщества (42). Плотность поселений донных животных в правобережье в 2007 г. составила 9.4 тыс. экз./м2, а в 2008г. - 9.8 тыс. экз./м2, а биомасса соответственно 163.00 г/м2 и 12.60 г/м2 (табл. 3). В центральной зоне пруда формируется бентоценоз с более низким видовым разнообразием; нами за время исследований зарегистрировано 25 видов. Плотность поселения животных значительно ниже, чем в прибрежн6ых зонах и составляет в среднем 4.6-6.6 тыс. экз./м2. Биомасса зообентоса достаточно высокая (до 510.30 г/м2) за счет наличия Л. cygnea. Доминантный комплекс «профундального» бенто-ценоза представлен Р. пиЬеси1о&ит и Т. tubifex (табл. 3). Достаточно широко здесь распространены такие виды, как С. horaria, С. dipterum, Л. cyg-пеа, СК. р1ито&ш' а также мокрецы (см. табл. 1).
Таким образом, во всех бентоценозах пруда доминирует Р. пиЬеси1о&ит, поэтому изучаемый пруд по праву можно считать хирономидным.
Большое значение в бентофауне пруда имеют поденки С. Когапа, олигохеты Т. tubifex, L. hoffmeis-teri и двустворчатые моллюски Л. cygnea.
По величине биомассы кормовых объектов изучаемый пруд по классификации С.П. Китаева (1984) можно отнести к высокопродуктивным. Средняя кормовая биомасса зообентоса в разные годы составляет 17.09-20.43 г/м2, поэтому его можно отнести к а-евтрофным водоемам. Большую часть биомассы обеспечивают личинки хиро-номид, и, прежде всего, - Р. пиЬеси1о&ит - энергетически выгодный и хорошо доступный корм. Являясь детритофагами-собирателями, они утилизируют растительные и животные остатки на дне водоема и в результате своего роста и развития создают новую продукцию, которая может быть использована в трофических цепях и прежде всего рыбами. В то же время массовое развитие в пруду Л. cygnea способствует интенсивному самоочищению воды. Известно, что, будучи фильтраторами, двустворчатые моллюски извлекают из воды как органические вещества, так и минеральную взвесь. В результате биосендементации происходит, с одной стороны, осветление воды, с другой - накопление на грунте осадков (псевдофекалий), играю-
щих большое значение в формировании ложа водоема.
Заключение
Экосистема изучаемого пруда достаточно сбалансирована. В нем интенсивно проходят процессы самоочищения воды благодаря наличию большого количества двустворчатых моллюсков. В то же время пруд имеет высокий трофический статус за счет массового развития личинок хирономид и, прежде всего, Polypedilum пиЬеси1о&ит (Mg.), СЫгопотш' р1ито&ш (Ь.), что повышает рыбохозяйственное значение пруда.
Библиографический список
Водные объекты и их роль в формировании экологической обстановки г. Перми. Пермь, 2001. 76 с. Костарев Г. Ф. Ресурсосберегающее рыбоводство в водоемах малых форм Зап. Урала. Пермь, 1993. 101 с.
Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М.: Наука, 1984. 207 с.
Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. 240 с.
Поздеев И.В., Макрополова А.Б. Биологический мониторинг Мотовилихинского пруда // Экология: проблемы и пути решения: тез. докл. 10 Всерос. науч.-практ. конф. 25-27 апреля 2002 г. Пермь, 2002. Ч. 2. С. 105-106.
Таусон А.О. Водные ресурсы Молотовской области. Молотов, 1947. 320 с.
Чирвинская Б.М. Гидробиологическая характеристика некоторых прудов Еловского и Частин-ского райнов // Изв. ЕНИ при Перм. ун-те. 1961. Т. 17, вып. 3. С. 93-105.
Щербина Г.Х. Годовая динамика макрозообентоса открытого мелководья Волжского плеса Рыбинского водохранилища // Зооценозы водоемов бассейна Верхней Волги в условиях антропогенного воздействия. СПб.: Гидрометиздат,
1993. С. 108-144.
Поступила в редакцию 12.10.2010
Benthic communities structure at the pond on Malaya Usolka River
M. S. Alexevnina, candidate of biology, professor I. V. Pozdeev, candidate of biology, senior lecturer E. V. Presnova, candidate of biology, associate professor M. V. Shipigusova, student
Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia,614990; [email protected]; (342)2396540
The data on species richness of pond benthofauna are presented. Benthic communities structure in dependence of habitat, abundance, biomass and species occurrence are discussed.
Key words: zoobenthos; pond; Kama River Basin.
Алексевнина Маргарита Степановна, кандидат биологических наук, доцент, профессор
Поздеев Иван Викторович, кандидат биологических наук, старший преподаватель
Преснова Елена Владимировна, кандидат биологических наук, доцент
Шипигузова Мария Валерьевна, студентка ГОУВПО «Пермский государственный университет»
