CC BY
303
УДК (626.74.622.271.5):282.577.262
Н. В. Шкодин Астраханский государственный технический университет
ВЛИЯНИЕ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ НА ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГИДРОБИОНТОВ И КОРМОВУЮ БАЗУ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ
Дноуглубительные работы в водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение, оказывают различное влияние на водные экосистемы и гид-робионтов. Для определения степени влияния этих работ на окружающую водную среду и гидробионтов необходимо проведение комплексных исследований. В условиях повышенного загрязнения дночерпательные работы могут наносить определенный ущерб водным экосистемам в целом и отдельным видам гидробионтов при прямом захвате и уничтожении донных организмов в результате нарушения структуры биоценоза, влияния на них мутности и вторичного загрязнения водоемов [1-3].
Увеличение мутности воды при работе земснарядов оказывает определенное влияние на жизнестойкость и поведение моллюсков, поэтому необходимо изучение физиолого-биохимических показателей в организме моллюсков в качестве тестанализаторов к изменившимся условиям обитания. Поскольку в литературе практически отсутствуют данные по динамике параметров обмена веществ у моллюсков в условиях дноуглубительных работ, мы изучали разнообразные показатели их липидного, углеводного и минерального обмена.
Гидромеханизированные работы при добыче минерального сырья и полезных ископаемых в ряде случаев отрицательно сказываются на развитии фито- и зоопланктона, а также бентоса. Ряд организмов исчезает в биоценозах под влиянием повышенной мутности и загрязнения токсикантами, другие уменьшают свою биомассу, изменяются циклы развития и рост водных организмов. Значительная часть организмов, особенно донных, являющихся для рыб кормовыми, уничтожается.
Материал и методика
Материалом для изучения воздействия на гидробионтов мутности послужили двустворчатые моллюски ито р!сЮгит и густера.
Для наблюдений за жизнедеятельностью, физиологическим состоянием моллюсков и рыбы в условиях повышенной мутности воды использовались садки, установленные на Волго-Каспийском канале в районе проведения дноуглубительных работ. Садки № 1 и 2 (опыт) были установлены в центре растекающегося пятна-шлейфа на расстоянии 10-15 м от земснаряда, величина мутности здесь составляла 100-105 мг/л. Садки № 3 и 4 (контроль) были установлены на 250-300 м ниже по течению от места выброса пульпы. Величина мутности здесь составляла 30-40 мг/л.
Определение содержания общих липидов у моллюсков проводилось по методу Фолча [4], фосфолипидов - по Свенбергу и Свеперхолту [5]. Гематологические показатели у подопытных и контрольных рыб определяли по методам Житеневой и др. [6].
Определение видового состава и биомассы бентосных организмов в Камском отроге Куйбышевского водохранилища при проведении дно-черпательных работ на фоновых станциях (1 км выше по течению от земснаряда) и на опытных станциях (вблизи работающих земснарядов) осуществляли по общепринятым методикам [7, 8].
Результаты и обсуждение
Влияние повышенной мутности на физиолого-биохимические показатели моллюсков. Анализируя величины липидных показателей у моллюсков в опытах и контрольных садках (табл. 1), легко заметить значительную, как правило, жировую истощённость в органах и тканях этих организмов в опыте, за исключением мышц ноги.
Таблица 1
Влияние мутности на фракционный состав липидов в органах и тканях моллюсков
Состав липидов Опыт Контроль
Мышцы ноги
Общие липиды, % сырого веса 0,3 0,2
Фосфолипиды, % сырого веса 0,056 0,012
% от общих липидов 18,7 6
Жабры
Общие липиды, % сырого веса 0,03 0,5
Фосфолипиды, % сырого веса 0,006 0,07
% от общих липидов 2 14
Мантия
Общие липиды, % сырого веса 0,9 0,2
Фосфолипиды, % сырого веса 0,387 0,09
% от общих липидов 43 45
Количество общих липидов в мантии моллюсков в опыте почти в два раза меньше, чем в контроле, то же наблюдается и в других органах. Содержание различных фракций липидов изменяется параллельно динамике общих липидов. Доля же отдельных компонентов (в процентах от общих липидов) значительно варьирует. Это, видимо, определяется, с одной стороны, уровнем накопления структурных и энергетических веществ в различных органах и тканях моллюсков, а с другой - их распадом в связи с потребностью организма в тех или иных веществах липидной природы в процессах метаболизма. Это тем более заметно при воздействии неблагоприятных факторов среды, одним из которых является повышенное содержание в воде взвешенных частиц, что вызывает заиливание моллюсков и переход их к эндогенному питанию.
Влияние загрязнения воды при дноуглубительных работах на физиологические показатели и выживаемость рыб. Как показали наблюдения за состоянием подопытных рыб (густеры), помещенных в садки в районе дноуглубительных работ, в первые двое суток густера вела себя активно и свободно передвигалась в садках.
На 3-и сутки отмечалось некоторое снижение активности рыб, особенно в опытном садке, где к концу дня было зарегистрировано 2 мертвых экземпляра. На 4-е сутки начинался отход подопытных рыб во всех садках, однако их смертность в опытном садке (20 %) была больше, чем в контрольном № 1 (16 %) и контрольном № 2 (14 %). Утром на 5-е сутки опыты были завершены в связи с гибелью 50 % подопытных рыб. В контрольных садках смертность рыб к этому времени была меньше, чем в опытных и составила соответственно 36 и 40 %.
Таким образом, при принудительном пребывании густеры в зоне загрязнения, образовавшегося при работе земснаряда в весенний период года, выживаемость рыб по сравнению с контролем снижается. При этом прослеживается определенная зависимость: чем сильнее загрязнение воды, тем меньше выживаемость.
Результаты гематологического анализа густеры, проводившегося после завершения экспериментов, представлены в табл. 2.
Таблица 2
Гематологические показатели густеры в конце экспериментов по влиянию мутности на рыб
Вариант опыта Эритроциты, млн кл./мл Г емоглобин, г% Лейкоциты, тыс. мл/мл СОЭ, мм/ч
21 мая
Контроль 1 1,253 ± 0,193 6,5 ± 0,4 38,9 ± 4,3 4,0 ± 0,2
Опыт 1,264 ± 0,105 8,7 ± 0,8 30,8 ± 2,6 4,6 ± 0,5
Контроль 2 1,254 ± 0,14 6,7 ± 0,5 37,5 ± 3,8 3,8 ± 0,3
Из приведенных данных видно, что показатели крови у рыб из контрольных садков практически не различаются (р > 0,05). В крови подопытных рыб обнаружено определенное уменьшение количества лейкоцитов и, наоборот, увеличение количества гемоглобина и скорости оседания эритроцитов (СОЭ) по сравнению с таковыми у рыб из контрольных садков (р < 0,05). Отмечено, что увеличение содержания гемоглобина у подопытных рыб происходило не за счет увеличения количества эритроцитов, а вследствие более сильного их насыщения гемоглобином.
Последнее связано с тем, что в опыте были худшие условия содержания рыб (вследствие осаждения на жабрах ила затруднялось дыхание), чем в контрольных садках.
В связи с тем, что кровь является прекрасным индикатором физиологического состояния животного, отмеченные изменения показателей крови у рыб из опытных садков следует рассматривать как результат отрицательного влияния загрязнения воды на рыб, снижения резистентности их организма и ухудшения физиологического состояния.
Влияние дноуглубительных работ на кормовую базу водоемов.
Значительное содержание взведенных частиц приводит к снижению фото-синтетической деятельности водорослей. Общая численность водорослей планктона на фоновых станциях составляла 345 200 кл./м3, а их биомасса -110,8 мг/м3, а в зоне работы земснарядов эти показатели уменьшались соответственно до 18 400 кл./м3 и 41,6 мг/м3.
На станции, расположенной выше работы земснаряда на 1 км (фоновая), зоопланктон был представлен 22-мя видами. Их общая численность составляла 67 тыс. экз./м3, а биомасса - 680,7 мг/м3. В зоне работы земснарядов происходит уменьшение видового разнообразия (13 видов), численности (22,8 тыс. экз./м3) и биомассы (172,6 мг/м3) планктонных животных. В трофической структуре сообщества снижается значение фильтраторов. Однако по мере удаления от земснаряда ниже по течению на 1 км происходит увеличение качественных, количественных и весовых характеристик зоопланктона, что говорит о его рекультивации.
В связи с тем, что дноуглубительные работы основное влияние оказывают на донные организмы, мы изучали видовой состав и биомассу бентос-ных организмов на фоновых станциях и вблизи работающих земснарядов.
Общая численность гидробионтов бентоса на фоновых станциях летом 2002 г. составила 1 180 экз./м2, общая биомасса - 1 314 г/м2. Повышенную биомассу бентоса на станциях обеспечивали крупные униониды и вивипары. Кормовой бентос в обычном понимании (т. е. без моллюсков), или «мягкий бентос», составлял 520 экз./м2, а его биомасса - 4,74 г/м2 .
Анализ видовой структуры бентофауны в районе проведения дноуглубительных работ показал, что произошло исчезновение: из моллюсков -некоторых представителей родов Unio, Viviparous, Dreissena; из состава «мягкого» бентоса - личинок хирономид, ручейников и хелеид, некоторых представителей олигохет.
Рядом с работающими земснарядами на станциях наблюдения из числа моллюсков был зарегистрирован всего лишь один вид дрейсены численностью 11-40 экз./м2 и общей биомассой 0,08-0,26 г/м2. Личинок насекомых (в основном хирономид) было всего 20-45 экз./м2, их биомасса составляла
0,025-0,06 г/м2. До 15-20 экз./м2 и до 0,06-0,1 г/м2 по сравнению с фоновыми станциями уменьшается численность и биомасса олигохет.
Заключение
Установлено, что в результате проведения дноуглубительных работ численность бентосных организмов сокращается в 3-4,5 раза, а их биомасса - в 2,3-4,1 раза и бентофауна в районе действия земснарядов находится в угнетенном состоянии.
При сравнении негативного воздействия разных типов земснарядов на донные организмы оказалось, что при добычных работах лучше использовать рифулеры, а не черпаковые земснаряды, так как при работе последних уничтожается в 1,5-4 раза больше всех видов бентоса. Этот вывод согласуется с литературными данными [9].
По нашим данным, угнетение бентофауны в районе добычных работ имеет локальный и временный характер, так как через несколько месяцев
после начала угнетения происходят процессы естественной рекультивации
организмов донной фауны.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Шкодин Н. В., Сальников Н. Е. Влияние гидромеханизированных работ на гидробионтов и экосистемы рыбохозяйственных водоемов // Материалы 7-го съезда Гидробиолог. общ-ва РАН. - Казань, 1996. - Т. 2. - С. 105-108.
2. Шкодин Н. В. и др. Влияние дноуглубительных работ на физиолого-биохи-мические процессы в организмах гидробионтов Волго-Каспийского бассейна // Материалы юбилейного сб. науч. работ СГАВМ. - Саратов, 1998. - С. 96-108.
3. Сальников Н. Е. и др. Влияние дноуглубительных работ в Волго-Каспийском канале на бентофауну // Материалы IV Ассамблеи ун-тов Прикаспийских государств. - Астрахань, 1999. - С. 56-59.
4. Кузнецов Д. И., Гришина Н. Л. Унифицированная система методов выделения и количественного определения липидов пищевых продуктов. - М.: Пищ. пром-сть, 1977. - С. 68.
5. Тютюнников Н. В. Химия жиров. - М.: Пищ. пром-сть, 1974.
6. Житенева Л. Д., Полтавцева Т. Г., Рудницкая О. А. Атлас нормальных и патологически измененных клеток крови рыб. - Ростов н/Д.: Ростиздат, 1989.
7. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. - Л.: Г осНИОРХ, 1984.
8. Временные методики комплексных экологических и рыбохозяйственных исследований Каспийского моря и устьевых областей рек / Под. ред. Н. Е. Сальникова. - Астрахань: АГТУ, 1999.
9. Файзова Л. В. Влияние выборки грунтов на распределение зообентоса р. Томи: Сб. тез. докл. Всесоюз. конф. по исследованию влияния дноуглубительных работ на рыбное хозяйство и окружающую среду. - Астрахань, 1984. - С. 115-117.
Получено 4.04.05
THE INFLUENCE OF DREDGING OPERATIONS ON PHYSIOLOGIC AND BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF HYDROBIONTS AND ON FORAGE RESERVE OF FISH-FARMING RESERVOIRS
N. V. Shkodin
Dredging operations may do certain harm to water ecosystems at direct capture and destruction of bottom organisms, may also disturb a biocenose structure, and even turbidity and the secondary pollution of reservoirs have an influence on water ecosystems. Under the influence of turbidity, formed at dredging operations, the quantity of general lipids decreases twice and the fractional composition is also changed in organs and tissues of mollusca. As a result of carrying out dredging operations, the number of benthos is reduced in 3-4,5 times, and their biomass - in 2,3-4,1 times and the benthos is in depression. While dredging it is better to use refullers instead of scoop hydraulic dredges as the last destroy all species of benthos in 1,5-4 times more. The oppression of benthos in a mining area has a local and temporary character, as there are processes of natural revegetation of bottom fauna organisms in some months after the beginning of the oppression.
