CC BY
99
ЭКОЛОГИЯ
УДК 574.587 Л.В. Яныгина
ВЛИЯНИЕ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ НА ДОННЫЕ ЗООЦЕНОЗЫ РЕКИ ЧУМЫШ
Ключевые слова: зообентос, р. Чу-мыш, таксономический состав, численность, биомасса, сезонная динамика, дноуглубительные работы, большие реки.
Введение
Река Чумыш является одним из наиболее крупных правых притоков Верхней Оби. Согласно классификации Л.М. Ко-рытного, по длине (644 км), площади бассейна (23 900 км!) и среднему многолетнему расходу воды (146 м3/с) р. Чумыш относится к большим рекам [1, 2]. Река протекает в основном по Бийско-Чу-мышской возвышенности, имеет преимущественно снеговое питание. Летом 2009 г. в среднем течении р. Чумыш (в районе водозабора ОАО «Алтайкокс», выше г. Заринск) проводились дноуглубительные работы. Цель исследования — анализ состава, структуры и пространственного распределения сообществ беспозвоночных животных среднего течения р. Чумыш и оценка влияния на них дноуглубительных работ.
Специальных исследований состава, структуры и пространственного распределения бентосных беспозвоночных р. Чу-мыш до наших исследований не проводилось. В известной нам литературе имеются лишь отрывочные сведения о донных сообществах реки. В 1949 г. были обследованы псаммофильные донные зооценозы нижнего течения р. Чумыш: биомасса зообентоса составила 14,0 г/м2, доминировали хирономиды, в составе зообентоса
отмечены также ручейники, мошки и клещи [3]. В 1992 г. биомасса зообентоса нижнего течения р. Чумыш составила 1,1 г/м2 [4]. В 2001 г. в зообентосе р. Чумыш было обнаружено 44 вида беспозвоночных из 5 таксономических групп: 32 вида насекомых, 8 видов моллюсков, по 2 вида пиявок и паукообразных [5]. Уровень развития зообентоса был невысоким, численность беспозвоночных на различных субстратах изменялась от 0 до 0,75 тыс. экз/м2, биомасса — от 0 до 2,5 г/м2. Максимальное обилие зообентоса отмечено в заиленных местообитаниях, в глине животные отсутствовали [6]. Проведенные нами исследования дают первое представление о сезонной динамике бентосных сообществ среднего течения р. Чумыш.
Объекты и методы
Зообентос среднего течения р. Чумыш на участке выше (в районе водозабора ОАО «Алтай-кокс») и ниже г. Заринска обследовали 23-24 октября 2008 г.,
27-28 мая и 20-21 августа 2009 г. С каменистых субстратов делали количественные смывы (с последующим определением площади камней по их проекциям на плоскость). На мягких грунтах пробы отбирали дночерпателем Гр-91 с площадью захвата 0,007 м2. В каждой точке отбирали по две повторности, которые затем объединяли в одну пробу. Затем пробы промывали через капроновый газ с размером ячеи 350х350 мкм, выбирали животных и фиксировали их 70%-ным этило-
вым спиртом. После установления постоянного веса животных разбирали по систематическим группам, считали и взвешивали на торсионных весах ВТ-500. Всего было отобрано и проанализировано 23 количественных проб зообентоса.
Результаты и их обсуждение
Таксономическая структура зообентоса. В октябре 2008 г. в зообентосе р. Чумыш отмечен 41 вид беспозвоночных из 8 таксономических групп: 3 вида ручейников, 19 видов хирономид, 2 вида поденок, 9 видов олигохет, 5 видов прочих двукрылых и по 1 виду клопов, гидракарин и нематод. На песчано-илистых грунтах наиболее часто встречались псаммофиль-ные хирономиды Stictochironomus crassiforceps (100% проб) и ПріпіеПа moderata (75% проб); на камнях — олиго-хеты Nais sp. и хирономиды Orthocladius sp. Наибольшее число видов (28) отмечено на камнях, расположенных ниже береговой насосной станции; на камнях реки ниже г. Заринска обнаружено всего 7 видов беспозвоночных. На песчано-илистых грунтах различных участков реки отмечали 4-7 видов в пробе (в среднем 5,3±0,6), что в целом соответствует видовому богатству псаммофильных сообществ других равнинных рек бассейна Верхней Оби [7, 5].
В 2009 г. на песчано-илистых грунтах р. Чумыш выявлено 19 видов беспозвоночных животных из 7 таксономических групп: 13 видов хирономид и по 1 виду клопов, жуков, мокрецов, гидракарин, малощетинковых и круглых червей. Таксономический состав песчано-илистых грунтов оказался беднее, чем в 2008 г.: в среднем в мае 2009 г. — 3,7±0,7 видов в пробе, в августе — 3,0±0,8.
Всего за период исследований в донных отложениях р. Чумыш нами было обнаружено 54 вида макробеспозвоночных из 10 таксономических групп. Число обнаруженных в 2008 г. видов зообентоса в целом соответствовало литературным данным [5]. В 2009 г. бентосные сообщества были беднее, что, возможно, связано с весенне-летним периодом отбора проб и обследованием преимущественно песчано-илистых донных отложений. Невысокое видовое богатство донных сообществ песков отразилось и в значениях индекса видового разнообразия по Шеннону. Значения индекса в 2008 г. были максимальными (3,6 бит/экз.) на камнях ниже береговой насосной станции, что
связано не только с большим видовым богатством бентосного сообщества, но и с высокой выравненностью распределения отдельных видов. На песчано-илистых субстратах значения индекса в разные периоды исследований были близки: 1,2±0,1 бит/экз. в октябре 2008 г.,
1,2±0,2 бит/экз. в мае 2009 г. и 1,0±0,4 бит/экз. в августе 2009 г.
В структуре донных сообществ отмечены существенные различия по сравнению с предыдущими исследованиями: в 2008-2009 гг. не было обнаружено моллюсков и пиявок, значительно богаче представлены хирономиды. Указанные различия, вероятно, связаны со сменой типа донных отложений с песчанокаменистых в среднем течении реки на песчано-глинистые в нижнем течении.
Численность и биомасса. В октябре 2008 г. численность зообентоса на мягких грунтах изменялась от 2,8 до 5,6 тыс. экз/м2 (в среднем 3,7±0,7 тыс. экз/м2), биомасса — от 4,6 до 11,6 г/м2 (в среднем 8,4±1,4 г/м2). Показатели биомассы зообентоса в целом укладывались в интервал значений, характерных для озер со «средней» продуктивностью и соответствуют бета-мезотрофному типу водоемов [8]. Основу численности и биомассы зообентоса составили два вида хирономид Stictochironomus crassiforceps и Upiniella moderata; в подводящем канале насосной станции и по численности, и по биомассе доминировали олигохеты.
В мае и августе 2009 г. численность зообентоса на мягких грунтах изменялась от 0,1 до 1,8 тыс. экз/м2 (в среднем 0,7±0,3 тыс. экз/м2), биомасса — от 0,01 до 3,07 г/м2 (в среднем
0,4±0,3 г/м2). Показатели биомассы зообентоса в целом укладывались в интервал значений, характерных для озер с «самой низкой» продуктивностью, и соответствовали ультраолиготрофному типу водоемов [8]. Исключение составил только участок р. Чумыш в 150 м ниже водозабора, где показатели биомассы в мае соответствовали озерам с «умеренной продуктивностью» (альфа-мезотрофный тип водоемов).
В октябре 2008 г. численность зообентоса на камнях (3,5-4,6 тыс. экз/м2) соответствовала аналогичным показателям мягких грунтов, биомасса была значительно ниже (1,2-1,7 г/м2). Доминировали по численности олигохеты (найдиды) и хирономиды, по биомассе — поденки и хирономиды.
Сезонная динамика количественных характеристик бентосных сообществ рек бассейна Верхней Оби обусловлена изменениями гидрологического режима рек и особенностями жизненных циклов гидро-бионтов [9]. Весной, в период половодья, зооценозы часто находятся в стрессовом состоянии: в связи с повышением скорости течения и уровня воды привычные местообитания разрушены; животные, неспособные противостоять течению, сносятся и часто гибнут; в воде возрастает концентрация взвешенных частиц, затрудняющих питание; снижается (в том числе за счет разбавления и смыва) количество пищи. Кроме того, весной и летом водоем покидают амфибиотические насекомые, окончившие водную стадию развития. Все это приводит к снижению численности и биомассы зообентоса. Летом сначала растет численность зообентоса, что обусловлено выходом молодых личи-
нок из яиц, затем повышается биомасса, что связано с интенсивным ростом молоди. Таким образом, в сезонной динамике количественных показателей зообентоса рек прослеживаются следующие этапы: 1) снижение численности и биомассы зообентоса весной; 2) постепенный рост массы бентосных организмов после половодья и до конца октября.
При исследовании р. Чумыш максимальные значения численности и биомассы зообентоса большинства участков также были отмечены в октябре 2008 г. В мае 2008 г. количественные показатели были существенно ниже, что, вероятно, связано с отбором проб в послепаводко-вый период. В августе 2009 г. на большинстве участков уже началось увеличение численности и незначительное увеличение биомассы, что, возможно, обусловлено появлением личинок летней генерации.
2
«
.0
н
о
0
1 I
ф
ц
о
□ 23.10.2008
□ 27.05.2009 S21.08.2009
Рис. 1. Динамика численности зообентоса на различных участках р. Чумыш в 2008-2009 гг.:
1 — выше водозабора «Алтайкокс»; 2 — 150 м ниже водозабора; 3 — водозаборный канал; 4 — ниже устья р. Камышенка; 5 — у с. Сорокино; 6 — 1 км ниже водозабора;
7 — 2 км ниже водозабора
14000.0
12000.0 ^ 10000,0 я 8000,0
о
я 6000,0 г
| 4000,0
2000,0 0,0
23
£
-И
ж
□ 23.10.2008 027.05.2009 ■ 21.08.2009
1
7
Рис. 2. Динамика биомассы зообентоса на различных участках р. Чумыш в 2008-2009 гг.
(обозначения как на рисунке 1)
Исключение составили только участок реки в 2 км ниже водозабора, где в течение всего периода исследований отмечены стабильно низкие количественные показатели, и участок р. Чумыш в 150 м ниже водозабора, бентосное сообщество которого в октябре 2008 г. и мае 2009 г. отличалось сравнительно высокой численностью и биомассой (рис. 1, 2). Снижение численности и биомассы зообентоса этого участка в августе, вероятно, связано с неблагоприятным влиянием передислокации грунтов в результате работы землеуглу-бительного снаряда.
Землеуглубительные работы, также как и разработка карьеров подводных месторождений песчано-гравийных материалов, и золотодобыча ведут к разрушению местообитаний бентосных беспозвоночных. В результате бентосные организмы участка реки, на котором ведутся работы, полностью гибнут. Кроме того, как правило, сокращаются численность и видовое богатство животных и на участке реки ниже по течению, что связано с влиянием повышенной мутности и интенсивной седиментации взвеси. Скорость восстановления донных сообществ и площадь нарушенного участка реки зависят от гидрологоморфологических особенностей водотока. Так, в протоке Суровской с удалением на 8001200 м от места работы земснаряда донные ценозы приходят к фоновому состоянию [10]. В р. Чумыш численность и биомасса зообентоса соответствовали фоновым показателям в 1 км ниже от работающего земснаряда. Изменения структуры и количества зообентоса в результате землеуглубительных работ, как правило, кратковременны. После прекращения воздействия донные отложения заселяются животными, мигрирующими с ненарушенных участков. В течение одного вегетационного сезона донные зооценозы могут восстанавливаться на 60-70% [10].
Выводы
В донных отложениях р. Чумыш обнаружено 54 вида макробеспозвоночных из 10 таксономических групп, что в целом соответствует видовому богатству донных сообществ других водных объектов региона.
Численность и биомасса зообентоса невелики и свидетельствуют о невысокой продуктивности бентосных сообществ реки. Сезонная динамика численности и биомассы ненарушенных участков реки в целом соответствует ранее выявленным особенностям для рек бассейна Верхней Оби.
Отмечено снижение видового богатства литофильного зообентоса ниже г. Зарин-ска, что, вероятно, связано с загрязнением реки. В период работы землеуглуби-тельного снаряда наблюдалось снижение биомассы зообентоса на участке реки ниже водозабора.
Библиографический список
1. Корытный Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании / Л.М. Корыт-ный. — Иркутск: Ин-т геогр. СО РАН, 2001. — 163 с.
2. Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель / под ред. В.А. Урываева. Вып. VI. Равнинные районы Алтайского края и южная часть Новосибирской области. — Л.: Гид-рометеоиздат, 1962. — 978 с.
3. Романова Г.П. К изучению зоопланктона и зообентоса верхнего течения реки Оби / Г.П. Романова // Труды Томского госуниверситета. — 1963. — Т. 152. — С. 117-125.
4. Кириллов В.В. Биоиндикация качества поверхностных вод бассейна реки Алей /
В.В. Кириллов, В.Н. Лопатин, Л.А. Щур, Е.Ю. Митрофанова, Л.Д. Мицукова, Л.В. Руднева, Е.Ю. Зарубина, Л.В. Веснина, И.А. Домбровская // Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтайского края: матер. науч. исслед. — Барнаул, 1993. — Т. 2. — Кн. 2.
— С. 104-117.
5. Безматерных Д.М. Зообентос притоков Верхней Оби / Д.М. Безматерных // Ползуновский вестник. — 2004. — № 2.
— С. 66-69.
6. Силантьева М.М. Изучение биологического разнообразия в комплексном заказнике «Усть-Чумышский» Тальменского района Алтайского края / М.М. Силантьева, Д.М. Безматерных, Н.Л. Ирисова, М.В. Бурмистров, О.Н. Жихарева, Е.Ю. Митрофанова, В.А. Балашова // Особо охраняемые природные территории Алтайского края и сопредельных регионов, тактика сохранения видового разнообразия и генофонда. — Барнаул, 2002.
— С. 165-173.
7. Яныгина Л.В. Пространственное распределение зообентоса в реках Тигирек-ского заповедника (бассейн Верхней Оби) / Л.В. Яныгина // Осенние зоологические чтения-2005: матер. конф. — Новосибирск, 2005. — С. 39-46.
8. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон / С.П. Китаев. — М.: Наука, 1984. — 207 с.
9. Руднева Л.В. Зообентос горных водотоков бассейна Верхней Оби: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Л.В. Руднева.
— Красноярск, 1995. — 24 с.
10. Юракова Т.В. Особенности гидробиологического режима протоки Суров-ской в условиях разработки гравия / Т.В. Юракова, А.И. Рузанова, Л.Н. Мухин
// Биологические аспекты рационального использования и охраны водоемов Сибири. — Томск: Лито-Принт, 2007. —
С. 293-301.
Автор выражает благодарность
Е.Н. Крыловой за отбор проб зообентоса и определение олигохет.
+ + +
УДК 574.582
Е.Ю. Митрофанова
ФИТОПЛАНКТОН ОЗЕР РАЗНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ РЕКИ КАСМАЛЫ, АЛТАЙСКИЙ КРАЙ)
Ключевые слова: фитопланктон, состав, структура, обилие, озера с разной минерализацией.
Введение
На равнинной территории Алтайского края расположено более 5 тыс. озер, большинство которых объединяются в системы по рекам, протекающим в долинах древнего стока: Бурлинскую, Кулун-динскую, Барнаульскую и Касмалинскую. На небольшой территории в единой гидрографической системе можно найти как пресные, так и сильно минерализованные водоемы, что создает различные условия для формирования и функционирования первичного звена трофической цепи — водорослей планктона. В Касмалинской системе насчитывают 615 озер, в том числе 223 соленых [1]. Самое большое по площади в этой системе озеро Горькое вытянуто с северо-запада на юго-восток на 51 км при наибольшей ширине 4,9 км, максимальной — 5,2 м и площади 187 км2 [2]. Озеро Большое Островное, второе по величине, имеет площадь водного зеркала 28,6 км2, средняя глубина 1,8 м, наибольшая — 5,6 м. Площадь водосборного бассейна озера 892 км2.
Систематические гидробиологические исследования равнинных водоемов Алтайского края начали проводить с конца 20-х годов прошлого века, но в основном изучали кормовую базу и фауну рыб озер с целью возможной интродукции и
выращивания ценных видов рыб [3]. Исследования водорослей, в том числе фитопланктона, были отрывочными и касались лишь выявления массовых форм [4]. Позднее, в 70-80-х годах, фитопланктон многих минерализованных озер равнинной части Алтайского края был изучен полнее [5-7]. В настоящее время возникла необходимость ревизии альгологического населения водоемов в связи с использованием озер в хозяйственном и рекреационном направлениях.
Цель работы — исследование сезонной динамики состава и обилия фитопланктона, оценка качества воды пяти озер с различной минерализацией бассейна р. Касмалы.
Объекты и методы
Пробы фитопланктона (25) были отобраны на 5 озерах Касмалинской системы
— Угловое, Горькое, Б. Островное, Ледо-резное и Мельничное — в июле и сентябре 2008 г., апреле, июне и августе 2009 г. (рис. 1). Фиксирование и обработку проб проводили стандартными методами [8]. Пробы отбирали путем зачерпывания, фиксировали 40%-ным формалином, концентрировали фильтрационным методом через мембранные фильтры с размером пор около 1 мкм. Подсчет клеток проводили в камере Нажотта (объем 0,017 мл). Определение биомассы производили счетно-объемным методом на ПЭВМ.
