CC BY
92
значительным повышением уровней воды, приводят к Выполненные в условиях действия нового Водного
затоплению территорий (в том числе и за пределами кодекса РФ работы по установлению границ ВЗ и ПЗП
водоохранной зоны), ранее не подвергавшихся или ред- на отдельных участках рек Республики Алтай позволяют
ко подвергавшихся затоплению. Оценка вероятности сделать следующее заключение: перечень гидрологиче-
возникновения и интенсивности экстремальных гидро- ских работ существенно зависит от гидрологической
логических ситуаций необходима для выработки меро- изученности водного объекта, с одной стороны, и от
приятий по предотвращению или уменьшению возмож- степени устойчивости русла реки, с другой стороны. В
ных негативных воздействий на качество воды рек. последнем случае существенно возрастает роль иссле-
Причины возникновения экстремальных гидрологиче- дований русловых процессов на рассматриваемом уча-
ских явлений зависят от природных и антропогенных стке реки для прогноза плановых русловых деформаций
особенностей конкретного водосборного бассейна. Для и их учета при установлении границ ВЗ и ПЗП. Пере-
рек Республики Алтай основными причинами являются чень гидрологических работ может быть расширен при
половодье и паводки низкой обеспеченности, а также необходимости учета взаимного экологического влия-
заторные явления и связанные с ними заторные навод- ния водного объекта и прилегающей территории в слу-
нения. чае опасных гидрологических ситуаций (половодья, па-
водки, заторные наводнения).
6. Заключение
Библиографический список
1. Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Федерации: федер. закон от 03 июня 2006 г. №74-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 2006. - № 23. - Ст. 2381.
2. Российская Федерация. Законы. О введении в действие Водного кодекса Российской Федерации: федер. закон от 03 июня 2006 г. №73-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 2006. - № 23. - Ст. 2380.
3. Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Федерации: федер. закон от 16 ноября 1995 г. №167-ФЗ // Собр. зак-ва РФ. - 1995. - № 47. - Ст. 4471.
4. Проект водоохранных зон и прибрежных защитных полос реки Издревая: гос. контракт: № 05-54-349-9 / ИВЭП СО РАН; рук. Винокуров Ю.И.; исполн.: Жерелина И.В. [и др.]. - Барнаул, 2005. - 85 с.
5. Жерелина, И.В. Опыт и проблемы проектирования водоохранных зон в современных условиях (бассейн Верхней Оби) / И.В. Жерелина, Н.В. Стоящева, А.А. Поляков, В.И. Кормаков // Водоохранные зоны: опыт практического применения и целесообразность развития: сб. докл. научно-практ. семин. ФАВР / НИА "Природа". - М., 2006. - С. 57-79.
6. Антипов, А.Н. Ландшафтно-гидрологическая организация территории / А.Н. Антипов, В.Н. Федоров - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - 254 с.
7. Проект водоохранных зон и прибрежных защитных полос рек Обь, Барнаулка, Пивоварка, Власиха в пределах земель г. Барнаула: отчет о НИР (заключ.): №10-02 / ИВЭП СО РАН; рук. Винокуров Ю.И.; исполн.: Жерелина И.В. [и др.]. - Барнаул, 2002. -140 с.
8. Рождественский, А.В. Статистические методы в гидрологии / А.В. Рождественский, А.И. Чеботарев; - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 424 с.
9. Крицкий, С.Н. К вопросу об оценке вероятной повторяемости гидрологических величин / С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // Метеорология и гидрология. - 1957. - №3. - С. 52-53.
10. Расчет аналитических кривых обеспеченности (Гидростатистика): св. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ №2000610667, Российская Федерация, Институт водных и экологических проблем СО РАН / Жоров В.А., Воробьев Е.К., Ловцкая О.В., Яковченко С.Г. За-явл. 13.06.2000; Зарег. 20.07.2000.
11. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 15. Алтай и Западная Сибирь. Выпуск 1. Горный Алтай и Верхний Иртыш. Часть 1. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. - 317 с.
Материал поступил в редакцию 03.12.07.
УДК 556.11
Д. М. Безматерных
Уровень минерализации воды как фактор формирования зообентоса озер Барабинско-Кулундинской лимнобиологической области
В статье показано влияние уровня минерализации воды на таксономический состав и биомассу зообентоса озер. Выявлено, что с увеличением минерализации воды часть таксонов зообентоса элиминирует, а оставшиеся эврибионтные виды приспосабливаются к новым условиям среды. К эвригалинным организмам относятся личинки мух-береговушек, хироно-мид и частично мокрецов. К стеногалинным организмам относятся ракообразные, стрекозы, брюхоногие и двустворчатые моллюски, пиявки и личинки ручейников, встречающиеся в олигогалинных, и частью в мезогалинных озерах. Минерализация воды оказывает существенное влияние на состав и структуру зообентоса, при ее увеличении >3 г/л таксономическое разнообразие и уровень развития донных беспозвоночных, как правило, падает.
По солевому составу озера Барабинско-Кулундинской области самые разнообразные, от пресных до горько-соленых. На долю соленых озер приходится около 10% общей площади зеркала, при этом наибольшее их количество находится в Прииртышской части бассейна (рис. 1). Отличительная особенность озер этого региона - малая глубина озерных котловин. Основная масса озер относится к средним и малым озерам
с площадь от 200 до 2000 га, но имеются и крупные озера - Чаны, Убинское, Сартлан, Кулундинское [13].
Степень изученности гидробиологических характеристик отдельных озер и групп озер значительно отличается. По большой части малых озер подобные сведения отсутствуют, по многим имеются отрывочные рекогносцировочные данные, относящиеся к первой половине XX века [3, 8]. Лучше изучены крупные солонова-
товодные водоемы и системы озер, имеющие рыбопромысловое значение, по некоторым из них изданы монографии, характеризующие основные компоненты их экосистем [5, 10, 11, 12, 14, 17], обобщающих работ по зообентосу этих озер нет.
Экосистемы озер этой области подвержены цикличе-
ским сукцессиям [9], которые определяются соответственной цикличностью гидрологического режима озер, обоснованной А.В. Шнитниковым [14]. Периодические падения уровня воды в озерах сопровождаются усилением заморных явлений и повышением минерализации, поэтому биологический режим озер непостоянен.
Рис. 1. Карта лимнобиологических областей России и сопредельных государств (по [7])
Из всего многообразия факторов среды в Барабин-ско-Кулундинских озерах наиболее значимыми для развития зообентоса, по мнению Л.А. Благовидовой [4] и Л. Л. Сипко [15], являются степень минерализации, распределение водной растительности и характер зимнего кислородного режима. Для большинства озер юга Западной Сибири эти показатели нестабильны и изменяются в зависимости от водного режима. В данной работе рассмотрено влияние минерализации (как наиболее важного фактора для озер этого региона) на состав, структуру и обилие зообентоса, что является продолжением ранее проведенных нами исследований [1, 2].
Как правило, беспозвоночные, населяющие внутренние воды подразделяют на четыре группы: 1) пресноводные виды, обитающие при минерализации менее 3 г/л, среда их обитания - пресные, или олигогалинные (до 0,5 г/л) и солоноватые, или субгалинные воды (0,5-3 г/л); 2) пресноводные солевыносливые виды, которые обитают при минерализации до 15 (20) г/л (гипогалин-ные воды); 3) галофильные виды, встречающиеся главным образом в соленой воде до 50 г/л (мезогалинные воды), но иногда и в пресных водах; 4) виды - галобион-ты, ограниченные соленостью 50-300 г/л (гипрегалин-ные воды) [19].
Материалы и методы
Качественные сборы зообентоса проводили сачком или скребком, количественные сборы - штанговым дно-черпателем ГР 91-000 ТО в двух повторностях. Извлеченный грунт промывали через газ № 25, отмытую часть пробы с оставшимися организмами перекладывали в кюветы. Пробы просматривали по частям, выбирали обнаруженные в ней организмы и фиксировали их 70% этанолом. Обработка проб проведена в камеральных условиях под МБС-10, все организмы подсчитывали и взвешивали на торсионных весах ВТ-500. Минерализацию воды определяли в полевых условиях при помощи комплексного анализатора АНИЮН-7051.
Настоящая работа выполнена в рамках комплексных лимнологических исследований проводимых Институтом водных и экологических проблем СО РАН. В июле-августе 2002-2003 гг. были обследованы 65 озер Новосибирской области с минерализацией воды от 0,148 до 307 г/л (на момент отбора проб), более подробные ха-
рактеристики озер приведены в работе [6].
Результаты и их обсуждение
Развитие истинных зообентонтов (без учета фито-фильных личинок мух-береговушек сем. ЕрЬу(М(1ае) отмечено в 56 обследованных озер с минерализацией до 95,1 г/л (оз. Тухлое). Показатели численности и биомассы зообентоса изученных озер колебались в значительных пределах: от полного отсутствия в высокоминерализованных водоемах, до 10500 экз./м2 (оз. в окрестностях с. Камышино, минерализация 2,98 г/л) и 187 г/м2 (оз. Астродым, минерализация 2,20 г/л).
Наибольшая устойчивость к высоким уровням минерализации отмечена для обитающих на кладофоре личинок мух-береговушек (Б1р1ега: ЕрЬу(М(1ае), они встречены при солености от 1,84 до 288,3 г/л (в качестве перифитона на кладофоре), но наибольшего обилия они достигают при минерализации более 95,1 г/л.
Большая экологическая пластичность присуща личинкам хирономид (Б1р1ега: СЫгопот1(!ае), они встречены в озерах с минерализацией от 0,148 до 11,3 г/л, но наибольшего развития они достигают в гораздо более узком диапазоне: 0,222-2,79 г/л.
Немногим меньшую эвригалинность демонстрируют водные клопы (Не1егор1ега) и жуки (Со1еор1ега): от 0,181 до 11,3 г/л, но максимальное обилие жуков приходится на диапазон минерализации 0,181-0,834 г/л, а клопов 1,76-3,09 г/л.
Далее по устойчивости к фактору солености следуют ракообразные (бокоплав Оаттатт 1астЫз Ь.). Он отмечен при минерализации от 0,148 до 5,26. Наибольшего развития гаммарусы достигали при солености 0,539-0,981 г/л.
Немногим меньшую устойчивость удалось выявить для водяных пауков (Аг^гсте1а aquatica С1., БоЬте/^ез АтЪпаЫъ С1.), они обнаружены при солености от 0,222 до 5,26 г/л.
Достаточно высокую пластичность обнаружили у личинок стрекоз, их можно было встретить при минерализации от 0,279 до 5,26 г/л. Причем, характерного максимума развития при определенном уровне солености выявить не удалось. По-видимому, на их развитие оказывает существенное влияние иные факторы (развитие макрофитов). Из моллюсков наибольшую устойчивость к солености воды продемонстрировали брюхоногие: они
обычны при минерализации от 0,148 до 4,68 г/л, но наиболее комфортным уровнем для них является 0,2791,843 г/л. При увеличении солености из моллюсков остаются легочные - прудовики и катушки (Ри1шопа1а: Ьушпаеа, Р1апогЫ8), причем прудовик большой Ьушпаеа $1а%па1и Ь. является наиболее устойчивым.
Более стеногалинны двустворчатые моллюски, они встречаются при минерализации от 0,18 до 3,3 г/л, но оптимальный диапазон гораздо меньше - 0,523-
0,981 г/л.
Такую же устойчивость к минерализации демонстрируют личинки мокрецов (Б1р1ега: Cerаtopogonidae). Несмотря на то, что они встречаются в озерах с минерализацией от 0,181 до 3,30 г/л, существенного развития они достигают при наибольших ее значениях (2,793,30 г/л).
Личики ручейников (Trichoptera) и поденок (ЕрЬешегс^ега) обладают приблизительно одинаковой галотолерантностью. Ручейники встречены в озерах с минерализацией 0,181-3,09 г/л, наибольшее обилие при 0,523-2,785 г/л. Для поденок эти цифры составили
0,181-2,98 и 0,181-0,684, соответственно.
Еще меньший диапазон галотолерантности выявлен для водяных клещей. Они отмечены в озерах с минерализацией от 0,684 до 2,98 г/л. Низкая устойчивость к высокой минерализации выявлена у кольчатых червей. Так, для пиявок диапазон встречаемости составил 0,1481,13 г/л, причем максимальная численность отмечена в пределах 0,222-0,539 г/л. Для олигохет (сем. ТиЫй^ае) этот диапазон еще более узок 0,640-1,48 г/л.
В общем, при увеличении уровня минерализации в озерах Барабинско-Кулундинской лимнобиологической области наблюдалась тенденция к увеличению доли вторичноводных гетеротопных видов из эволюционно более продвинутых таксонов (амфибиотических насекомых: двукрылые, клопы, жуки; легочных моллюсков; пауков) и уменьшения доли первичноводных гомотопных видов из архаичных таксонов (червей). С увеличением минерализации воды часть видов зообентоса элиминировала, а оставшиеся эврибионтные виды приспосабливались к новым условиям среды. Сходные тенденции для биоценозов озер этого региона ранее отметили А.А. Максимов с соавт. [9].
Наши результаты по таксономическому разнообразию зообентоса согласуются с данными [18], который показал, что разнообразие гидробионтов максимально в пресных водах, затем значительно снижается (со сдвигом в составе сообщества) при повышении минерализации в гипогалинном диапазоне. При минерализации от 15 г/л, и выше, таксономическое разнообразие уменьшается уже меньшими темпами (рис. 2). Причем наибольшая обратная корреляция видового разнообразия наблюдается в диапазоне 0,3-10 г/л. Однако, на более высоких диапазонах минерализации (10-30, 30-50, 50-100, и 100-200 г/л) достоверность корреляции значительно снижается. Несмотря на отчетливую общую тенденцию к уменьшению таксономического разнообразия при увеличении минерализации в каждом конкретном случае и, особенно, в узком диапазоне солености велика роль других экологических факторов [21, 22].
Рис. 2. Модель отношения между таксономическим разнообразием и соленостью (по [19]).
Подобным образом происходит изменение численности и биомассы зообентоса на градиенте минерализации (рис. 3). Как видно из графика, биомасса зообентоса максимальных значений достигает в диапазоне минерализации 1-3 г/л (эти пики, как правило, обусловлены наличием в пробах крупных моллюсков). По всей вероятности большая минерализация лимитирует развитие зообентоса т. к. осмотические свойства воды приближается к границе зоны критической солености - «хорога-линной зоны» [16]. Более низкие биомассы при низких уровнях минерализации (менее 1 г/л) вероятно связано с понижением концентрации биогенных элементов и обусловленным этим понижением продуктивности экосистемы в целом). Как следует из графика, максимальные значения биомассы бентоса приурочены к значительно более высокому уровню минерализации, чем таксоно-
мическое разнообразие. Это вероятно объясняется тем, что повышение минерализации лимитирует развитие хищных форм, уменьшение пресса которых обуславливает повышение численности и биомассы видов, относящихся к более низким трофическим уровням [20]. Имеющийся массив данных не позволил получить статистически достоверных функций зависимости от уровня минерализации. Коэффициенты корреляций аппроксимированных функций не превышали 0,5 (кроме приведенных на графиках функций рассчитывали также степенную и экспоненциальную). Это свидетельствует как о комплексности самого фактора минерализации (не учитывалось соотношение различных ионов), так и значительной роли других экологических факторов (тип грунта, растительность, кислородный режим и др.).
о
Биомасса, г на м кв
Минерализация, г/л
КЗ -К О) СО О КЗ
о о о о о о
о о о о о о о
-k.ro КЗ -t». 03 СО О КЗ
оо оооооо
ооооооооо
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. №4(7). 2007.
Минерализация, г/л
Рис. 3. Зависимость численности и биомассы зообентоса от минерализации воды в озерах Барабинско-Кулундинской области в диапазонах 0-100 и 0-12 г/л
Выводы
1. При увеличении уровня минерализации воды в озерах наблюдалась тенденция к увеличению доли вторичноводных гетеротопных видов из эволюционно более продвинутых таксонов и уменьшения доли первичноводных гомотопных видов из архаичных таксонов. При этом часть таксонов зообентоса элиминирует, а оставшиеся эвригалинные таксоны приспосабливаются к новым условиям среды.
2. К эвригалинным организмам относятся личинки мух-береговушек, хирономид и частично мокрецов. К стеногалинным организмам относятся ракообразные,
Библиографический список
стрекозы, брюхоногие и двустворчатые моллюски, пиявки и личинки ручейников, встречающиеся в олигога-линных, и частью в мезогалинных озерах.
3. Минерализация воды оказывает существенное влияние на состав и структуру зообентоса, при ее увеличении >3 г/л таксономическое разнообразие и уровень развития донных беспозвоночных, как правило, падает.
За помощь в сборе и анализе материала выражаю искреннюю благодарность к.б.н., с.н.с. Новосибирского филиала ИВЭП СО РАН Л.М. Киприяновой и студентке Новосибирского госуниверситета М.В. Тарасовой.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
1в.
19.
20.
21.
22.
Безматерных, Д.М. Применение структурных характеристик зообентоса для оценки экологического состояния озер юга Западной Сибири / Д.М. Безматерных // Ползуновский вестник. - 2005. - № 4, Ч. 2. - С. 214-216.
Безматерных, Д.М. Состав, структура и количественная характеристика зообентоса озера Чаны в 2001 году / Д.М. Безматерных // Сибирский экологический журнал. - 2005. - № 2. - С. 249-254.
Березовский, А.И. Рыбное хозяйство на Барабинских озерах и пути его развития / А.И. Березовский. - Красноярск, 1927. -6в с.
Благовидова, Л.А. Влияние факторов среды на зообентос озер юга Западной Сибири / Л.А. Благовидова // Гидробиол. журн. - 1973. - Т. IX, № 1. - С. 55-61.
Водоемы Алтайского края: биологическая продуктивность и перспективы использования / Л.В. Веснина, В.Б. Журавлев,
В.А. Новоселов [и др.] - Новосибирск: Наука, 1999. - 2в5 с.
Ермолаева, Н.И. Находки новых и редких для Западной Сибири видов зоопланктона и экология зоопланктонных сообществ в озерах Обь-Иртышского междуречья / Н.И. Ермолаева // Биологические аспекты рационального использования и охраны водоемов Сибири: Матер. всерос. конф. - Томск: Лито-Принт, 2007. - 304 с.
Жадин, В. И. Реки, озера и водохранилища СССР, их флора и фауна / В. И. Жадин, С. В. Герд. - М: Учпедгиз, 1961. - 600 с. Зверева, О.С. Опыт рекогносцировочного обследования озер по Омскому и Славгородскому округам Сибирского края /
О.С. Зверева. - Красноярск, 1930. - Тр. Сиб. науч. рыбохоз. станции, Т. 5, вып. 2. - 90 с.
Максимов, А.А. Озерный внутривековой природный цикл / А.А. Максимов, Л.Л. Сипко, В.М. Крайнов // Экология озера Чаны. -Новосибирск: Наука, 19в6. - С. 2в-57.
Озеро Убинское (Биол. продуктивность и перспективы рыбохозяйственное использование) / Под ред. Б.Г. Иоганзена,
А.А. Ростовцева. - СПб., 1994. - 144 с.
Опыт комплексного изучения и использования Карасукских озер. - Новосибирск: Наука, 19в2. - 226 с.
Пирожников, П.Л. К познанию озера Сартлана в лимнологическом, гидробиологическом и рыбохозяйственном отношении / П.Л. Пирожников. - Красноярск, 1929. - Тр. Сиб. науч. рыбохоз. станции, Т. 4, вып. 2. - 110 с.
Поползин, А.Г. Зональное лимнологическое районирование озер юга Обь-Иртышского бассейна / А.Г. Поползин // Вопросы гидрологии Западной Сибири. - Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1965. - С. 52. 62.
Пульсирующее озеро Чаны. - Л.: Наука, 19в2. - 304 с.
Сипко, Л.Л. Общие особенности видового состава и количественного развития бентоса озер Северной Кулунды в связи с циклами обводненности / Л.Л. Сипко // IV съезд Всесоюз. гидробиол. об-ва: Тез. докл - Киев: Наук. думка, 19в1. - С. 152-154. Хлебович, В.В. Критическая соленость и хорогалиникум: современный анализ понятий / В.В. Хлебович // Биология солоноватых и гипергалинных вод. - Л.: ЗИН АН СССР, 19в9. - Тр. ЗИН АН СССР, Т. 196. - С. 5-11.
Экология озера Чаны. - Новосибирск: «Наука», 19в6. - 270 с.
Hammer, U.T. Distribution and abundance of littoral benthic fauna in Canadian prairie saline lakes / U.T. Hammer, J.S. Sheard,
J. Kranabetter // Hydrobiologia. - 1990. - 197. - P. 173-192.
Hammer, U.T. Saline Lake Ecosystems of the World / U.T. Hammer. - Dordrecht: Dr. W. Junk Publishers, 19в6. - 614 p.
Salinity and fish effects on Salton Sea microecosystems: benthos / E.P. Simpson, M.R. Gonzalez, C.M. Hart, S.H. Hurlbert // Hydrobiologia. - 199в. - 3в1. - P. 153-177.
Williams, W.D. Salinity as a determinant of salt lake fauna: a question of scale / W.D. Williams, A.J. Boulton, R.G. Taaffe // Hydrobiologia. - 1990. - 197. - P. 257-266.
Williams, W.D. Salinity as a determinant of the structure of biological communities in salt lakes / W.D. Williams // Hydrobiologia. -199в. - 3в1. - P. 191-201.
Материал поступил в редакцию 03.12.07.
