Таксономическая
характеристика гидробионтов озера Рица Сургутского района
Введение.
Последнее время на территории Ханты-Мансийского
автономного округа-Югры отмечается рост автотранспортной инфраструктуры, что
оказывает негативное влияние на окружающую среду, растет уровень теплового и
химического воздействия на природу.
На
прилегающих к автомобильным дорогам территориях появляется целый спектр
загрязнителей, таких как оксиды углерода и азота, сернистый ангидрид и другие
вредные вещества. К числу приоритетных загрязнителей относятся тяжелые металлы:
кадмий, марганец, медь, ртуть, свинец и цинк, а также бензапирен [8]. В целом в
составе автомобильных выхлопных газов содержится около 280 компонентов,
большинство из которых является токсичными [9].
Озеро
Рица расположено в 15 км на запад от Сургута. Основным источником загрязнения озера
являются автомобильные дороги, которые проходят с северо-восточной и
северо-западной сторон относительно водного объекта.
Учитывая,
что озеро Рица является излюбленным местом отдыха жителей Сургута, оценка его экологического
состояния представляется весьма актуальной.
Цель:
дать таксономическую характеристику гидробионтов для предварительной оценки
экологического состояния водоема.
Задачи:
1. Отобрать
пробы зообентоса;
2. Отобрать
пробы прибрежного зоопланктона;
3. Определить
таксономический состав гидробионтов;
4. Дать
предварительную оценку экологического состояния водоема.
Характеристика изучаемого
района
Территория
Ханты-Манскийского автономного округа-Югры охватывает бассейн Средней Оби. Гидрологической
особенностью территории является замедленный поверхностный сток и слабый
естественный дренаж грунтовых вод, что связано с выровненным рельефом местности
и малым врезом речных долин. Это послужило причиной широкого распространения
болот и озер, которые занимают огромные территории [7].
Густота
речной сети составляет 0,25-0,24 км/км2. Заболоченность речных
водосборов достигает 70%, заозеренность – 25%.
Питание
поверхностных водоемов смешанное: снеговое, дождевое и подземное (есть родники)
с преобладанием снегового – до 50% от объемов годового стока.
Характерной
особенностью химического состава поверхностных вод является высокое содержание
соединений железа. К числу биогенных элементов, присутствующих в поверхностных
водоемах относятся соединение азота, фосфора, кремния. Из соединений азота
наиболее характерны нитраты, присутствие которых обусловлено как естественными
(разложение естественных веществ), так и техногенными причинами [7].
В
связи с развитием нефтедобывающей промышленности особое значение в загрязнении
природных вод имеют нефтепродукты. Практически повсеместно их содержание
превышает предельно допустимые концентрации для рыбохозяйственных водоемов (0,5
мг/л) в 5 - 10 раз. Одновременно нефтяному загрязнению сопутствует фенольное.
Концентрация растворенных фенолов в поверхностных водоемах превышает ПДК в 10-18
раз [7].
В
целом состояние поверхностных вод оценивается как неудовлетворительное. В
результате сброса большого количества загрязняющих веществ, воды рек округа
претерпели качественные изменения и относятся к классам: «вода грязная», «очень
грязная», «чрезвычайно грязная» [7].
Озеро
Рица расположено в 15 км на запад от Сургута. Географические координаты центра
озера 610 19ʹ с.ш. 730 03ʹ в.д., по
форме напоминает вытянутый эллипс. Протяженность с севера на юг 210м, с запада
на восток 170м. Площадь водного зеркала составляет 28 338 м2. Дно
озера песчаное с мозаичными иловыми отложениями. По периметру озеро равномерно
окружено древесными насаждениями, среди которых преобладают лиственные породы.
Береговой периметр – пологий.
Цвет
воды озера Рица имеет желтоватый оттенок, что обусловлено присутствием железа.
Запах
воды при комнатной температуре (20 °С) естественного происхождения (от живущих
и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.) без
примесей запахов искусственного происхождения.
Прозрачность
воды по белому фарфоровому диску d-30см примерно 70 см.
Гидробионты, обитающие в
водоемах Сургутского района
Водные
беспозвоночные являются важным компонентом экосистем. Они играют большую роль в
процессах коммуникации вещества и энергии не только внутри водных экосистем, но
и между ними и наземными экосистемами. Некоторые представители зообентоса (моллюски
рода Bythinia)
являются промежуточными хозяевами паразитов, вызывающих у человека такие
опасные заболевания, как описторхоз. В состав гидрофауны входят и личинки
многих кровососущих насекомых – мошки, слепни и т.д. [3].
Видовой
состав и количественное развитие сообществ донных беспозвоночных служат
хорошими гидробиологическими показателями загрязнения грунта и придонного слоя
воды. Качественный состав и количественные характеристики сообществ зообентоса
широко применяются в различных системах биоиндикации. Состав донного населения
водоемов относительно постоянен, пока находится в условиях, в которых он
сформирован. В загрязненных водоемах из него выпадают целые группы
беспозвоночных животных, а также происходят изменения видового состава
бентоценозов. Таким образом, представители зообентоса и их сообщества могут
служить показателями тенденций в изменениях среды, что позволяет использовать
их в системе индикаторов [3, 7].
О
зообентосе водоемов ХМАО имеется обширная литература. В состав донной фауны
входят кишечнополостные, круглые (нематоды) и кольчатые черви (олигохеты,
пиявки), моллюски, ракообразные и другие широко распространенные группы
гидробионтов. Наибольшего разнообразия достигают личинки насекомых. Своеобразие
режима водоемов различного типа сказывается на развитии и распределении в них
зообентоса. Наиболее бедно бентос представлен на песчаных грунтах. На заиленных
биотопах разнообразие сообществ донных животных возрастает и биомасса может
достигать 45г/м2 и более. Повсеместно встречаются личинки хорономид
(рода Chironomus,
Polypedilum,
Procladius,
Paracladopelma и мелкие формы семейства Orthocladinae),
олигохеты – Tubifex tubifex,
Euglesa.
До 90% и более биомассы общего бентоса приходится на долю хирономид, олигохет и
моллюсков [3].
К
обычным обитателям водоемов Среднего Прибоя можно отнести представителей класса
олигохет. К числу наиболее обычных в наших водоемах принадлежат многие виды
рода наид (Nais).
Большинство видов этого рода – нежные беловатые
прозрачные червячки длинной около 10-15мм, с торчащими в стороны пучками тонких
щетинок и парой темных глаз на округленно-удлиненной головкой лопасти.
Наиды
питаются растительной пищей и мельчайшими частицами разлагающихся остатками
других организмов. Многие виды являются индикаторами качества воды. В основном
это мезосапробы. Все представители наид являются хорошими санитарами, а кроме
того, ими самими могут питаться мальки рыб.
К
индикаторным организмам – полисапробам относят представителей вителей
семейства трубочников (Tubificidae).
Под кутикулой у этих олигохет поселяются бактерии, способные усваивать
сероводород, выделяющий при гниении органических остатков.
Трубочники
(Tubificidae)-
типичные донные животные, особенно многочисленные на илистых грунтах.
Нередко
они образуют на дне массовые скопления, выглядящие красноватыми «Подушками».
Некоторые виды выдерживают очень сильное загрязнение и могут жить при
минимальном содержании растворенного в воде кислорода, переносят в течение
многих суток даже полное его отсутствие. Все трубочники имеют красную или
розоватую окраску, обусловленную наличием в их крови гемоглобина.
В
медленно текучих водотоках: старицах, протоках, заводях рек. Часто встречаются
пиявки. Осенью они скапливаются большими массами на подводных деревянных
предметах. Иногда на 10кв.см можно насчитать до 20 особей. Чаще всего
обнаруживаются улитковые пиявки (сем. Glossiphonia)
и герпобделла (малая ложноконская) (Herpobdella atomaria),
которые являются паразитами мягких мелких
беспозвоночных – в основном улиток, олигохет, хирономид. Больше всего их в
водоемах богатых органикой [3].
Методы
и исследования
Исследование
качества воды озера Рица по биоразнообразию гидробионтов проводили в конце
сентября 2014г. При выборе точек отбора проб учитывали расположение автодорог
относительно озера, которые являются источником загрязнений для водного объекта.
Пробы
зообентоса отбирали вдоль береговой линии через каждые 50 метров, всего было
отобрано 3 пробы. Для отбора проб использовали пробоотборник d-18см, площадь
захвата 0,025 м2. Обработку материала проводили по общепринятым
гидробиологическим методикам [6]. Качество воды в водоеме оценивали по видовому
разнообразию зообентоса, определяя биотические индексы по системам Гуднайта и
Уотлея, Майера [2].
Одновременно
отбирали зоопланктон методом процеживания (50л) через сеть Апштейна, всего было
отобрано 3 пробы, каждая в 3-х кратной повторности[6].
Для
определения беспозвоночных использовали «Определитель пресноводных
беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос)» [4], «Определитель
пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий» (т. 1-3) [5]. При
обработке и определении собранного материала использовали бинокулярный
микроскоп МБС-10.
Дополнительно
с отбором гидробиологических проб проводилось определение органолептических
показателей качества воды: цветность, запах, прозрачность.
Индекс Гуднайта - Уотлея или олигохетный индекс.
В собранной пробе подсчитывается общее количество организмов и отдельно число
олигохет: (N олигохет / N общая) ∙ 100, где N- численность (экз./м2).
Значение коэффициента увеличивается по мере ухудшения качества воды. (А значит
и увеличения содержания органических веществ) Так, высокую концентрацию
загрязнения характеризует олигохетный индекс ≥ 80%; сомнительным загрязнение
считается при индексе 60-80%; состояние водной среды хорошее, когда индекс ≤ 60
% (табл.1).
Таблица
1
Олигохетный
индекс Гуднайт – Уотлея
|
Значение
индекса,%
|
Степень
загрязнения воды
|
Класс
качества воды
|
|
Менее
30
|
Отсутствие
загрязнения
|
1 – 2
|
|
30
– 60
|
Незначительное
|
2
– 3
|
|
60
– 70
|
Умеренное
|
3
– 4
|
|
70
– 80
|
Значительное
|
4
– 5
|
|
Более
80
|
Сильное
|
5
– 6
|
Индекс
удовлетворительно работает на илах, песках (мягких грунтах), где вообще могут
жить олигохеты, и очень чувствительные к типу грунта бентосные животные [1].
Индекс Майера.
Наиболее простая методика биоиндикации. Эта методика подходит для любых типов
водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество – в ней не надо
определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что
различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной
степенью загрязненности. При этом организмы – индикаторы относят к одному из
трех разделов, представленных в табл. 2
Таблица
2
Индекс
Майера
|
Обитатели
чистых вод, X
|
Организмы
средней чувствительности, Y
|
Обитатели
загрязненных водоемов, Z
|
|
Личинки
веснянок
|
Бокоплав
|
Личинки
Комаров-звонцов
|
|
Личинки
поденок
|
Речной
рак
|
Пиявки
|
|
Личинки
ручейников
|
Личинки
стрекоз
|
Водяной
ослик
|
|
Личинки
вислокрылок
|
Личинки
комаров-долгоножек
|
Прудовики
|
|
Двустворчатые
моллюски
|
Моллюски
катушки
|
Личинки
мошки
|
|
|
Моллюски-живородки
|
Малощетинковые
черви
|
Нужно
отметить, какие из приведенных в таблице групп обнаружены в пробах. Количество
найденных групп из первого раздела необходимо умножить на 3, количество групп
из второго раздела – на 2, а из третьего раздела – на 1.
Получившиеся
цифры складывают:
По
значению суммы S (в баллах) оценивают степень загрязненности водоема:
более
22 баллов – водоем чистый и имеет 1 класс качества;
17-21
баллов – 2 класс качества;
11-16
баллов – умеренная загрязненность, 3 класс качества;
менее
11 – водоем грязный, 4-7 класс качества.
Простота
и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить состояние
исследуемого водоема. Точность метода невысока. Но если проводить исследования
качества воды регулярно в течение какого-то времени и сравнивать полученные
результаты, можно уловить, в какую сторону изменяется состояние водоема [2].
Результаты исследования
В
результате проведенных гидробиологических исследований на оз. Рица в осенний
период было обнаружено 17 экземпляров бентосных беспозвоночных. Таксономический
состав зообентоса представлен 9 видам и относящимися к 8 семействам, 7 отрядам
и 3 классам (табл. 3).
Основу
видового разнообразия и численности составили гидробионты класса Insecta
который представлен 5 семействами. Доля численности беспозвоночных данного
класса составила 76,5%. На втором месте класс Oligocheta, включающей 2
семейства. Класс Hirudinea представлен 1 экземпляром (табл.3).
Таблица
3
Таксономический
состав гидробионтов бентоса озера Рица
|
№ п/п
|
Таксон
|
кол-во
экземпляров
|
доля численности,
% (от общего количества экземпляров)
|
кол-во
экземпляров на 1 м2
|
|
1.
|
Класс: INSECTA
|
13
|
76,5
|
|
|
1
|
Отряд: Trichoptera
Семейство: Polycutropieae
|
1
|
5,9
|
12
|
|
2
|
Отряд: Megaloptera
Семейство: Siaeidae
|
1
|
5,9
|
12
|
|
3
|
Отряд: Diptera
Семейство: Chironomidae
Вид: Chironomus sp.
|
7
|
41,2
|
92
|
|
4
|
Отряд: Diptera
Семейство: Ceratopogonidae
|
2
|
11,8
|
28
|
|
5
|
Отряд: Coleoptera
Семейство: Dytiscidae
Вид: Dytiscus marginalis
|
1
|
5,9
|
12
|
|
6
|
Вид: Acilius sulcatus L.
|
1
|
5,9
|
12
|
|
2.
|
Класс: OLIGOCHAETA
|
3
|
17,6
|
|
|
1
|
Семейство: Tubificidae
Вид: Tubifex tubifex (O. F. Muller, 1773г.)
|
2
|
11,8
|
28
|
|
2
|
Семейство: Naididae
|
1
|
5,9
|
12
|
|
3.
|
Класс: HIRUDINEA
|
1
|
5,9
|
|
|
1
|
Семейство: Herpbdellidea
Вид: Herpbdella
octoculata
|
1
|
5,9
|
12
|
|
|
ВСЕГО:
|
17
|
|
224
|
Время отбора проб обусловило низкую численность и видовое
разнообразие.
Количественный
анализ численности гидробионтов доминирующего класса показал преобладание Сhironomus sp.,
доля численности которого составила 41,2% от общей численности и 53,8% от
численности представителей класса Insecta.
Численное
превосходство Сhironomus sp., наличие Оligochaeta,
являющихся субдоминантами, присутствие в пробе Herpbdella
octoculata позволяет предположить, что оз. Рица относится к загрязненным
водоемам.
Оценка
экологического состояния водоема с использованием индекса Гуднайта – Уотлея и
Майера показала неоднозначный результат.
Таблица 4
Оценка качества воды озера Рица по методу Гуднайта- Уотлея
|
Сезон
|
Индекс
Гуднайта-
Уотлея,
%
|
Класс
качества воды
|
Степень
загрязнения воды
|
|
Осень
|
17,6
|
1-2
|
Отсутствие
загрязнения
|
Индекс Гуднайта-Уотлея
или олигохетный индекс равен 17,8% , что соответствует 1-2 классу качества
воды, то есть загрязнения отсутствуют, вода чистая (табл.4).
Таблица
5
Оценка
качества воды озера Рица по индексу Майера
|
Обитатели
чистых вод, X
|
Организмы
средней чувствительности, Y
|
Обитатели
загрязненных водоемов, Z
|
|
Личинки
ручейников
|
-
|
Пиявки
|
|
Личинки
вислокрылок
|
-
|
Личинки
комаров-звонцов
|
|
-
|
-
|
Малощетинковые
черви
|
Оценка
качества воды с использованием индекса Майера характеризует воду озера Рица как
грязная (табл.5).
Подобная
неоднозначность, возможно, связана с недостаточностью выборки и временем отбора
проб.
Зоопланктон
представлен 4 крупными таксонами, это 3 класса и 1 тип. Класс Crustacea
представлен 2 родами, род Daphnia и род Cyclops. Из данных представленных на
(табл. 6) видно то, что наиболее многочисленным является тип Infusoria, доля
его численности составила 92,8%.
Таблица
6
Таксономический
состав гидробионтов прибрежного зоопланктона* озера Рица Сургутского
района
|
№
п/п
|
Таксон
|
общее
кол-во экземпляров
|
среднее
количество экземпляров (5 мл.)
|
доля
численности, % (от общего количества экземпляров)
|
|
1
|
Тип: Infusoria
|
142
|
47,3
|
92,8
|
|
2
|
Класс: Crustacea
Род: Daphnia
Род: Cyclops
|
6
2
|
2
0,6
|
5,2
3,9
1,3
|
|
3
|
Класс: Nematoda
|
2
|
0,6
|
1,3
|
|
4
|
Класс: Rotatoria
|
1
|
0,3
|
0,6
|
|
|
ИТОГО:
|
153
|
10,2
|
|
*В
силу трудностей в определении данные представители определялись только до
крупного таксона.
В
целом средняя численность прибрежного зоопланктона оз. Рица была низкой и
составила 10,2 экз./ 5мл., что связано с временем отбора проб.
Заключение
Предварительная
оценка экологического состояния озера Рица Сургутского района с использованием
индекса Майера и Олигохетного индекса показала не однозначный результат. Более
реальную оценку экологического состояния, на наш взгляд, дал метод расчета
индекса Майера, определяя качество воды как «грязная». Олигохетный индекс дал
завышенный результат, характеризуя воду озера как «чистая». Подобная
разнонаправленность полученных результатов связана с объемом выборки и временем
отбора проб.
Очевидно,
для того чтобы оценить экологическое состояние озера Рица необходимо провести
сезонные гидробиологические и гидрохимические исследования.
Список литературы
1. А.М.
Сибагатуллина Изменение загрязненности речной воды (на примере реки Малая
Кокшага) / Сибагатуллина А.М., Мазуркин П.М. Изд-во «Академия Естествознания»,
2009. Режим доступа: http://www.rae.ru/monographs/55
2. О.В.
Баянова Методика исследований по экологии / Баянова О.В. – Тюмень; 2014. – 47
с.
3. М.В.
Маюрова Водные беспозвоночные рек Сургутского района / Маюрова М. В. –
Сургут; 2002г. – 79 с.
4. «Определитель
пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос)»,
Гидрометеоиздат, Ленинград, 1977.
5. «Определитель
пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий» Под редакцией С.
Я. Цололихина Т. 2 Ракообразные, Санкт- Петербург, 1995.
6. В.Д.
Федоров Руководство по гидробиологическому контролю качества природных вод /
Федоров В. Д., Капков В. И. – М:. «Христианское издательство»; 2000. – 120 с.
7. В.М.
Еськов Экологические факторы Ханты-Мансийского автономного округа. Часть 1.
Общие вопросы действия экологических факторов на природные и урбанизированные
экосистемы / Еськов В.М., Филатова О.Е. – Самара, ООО «Офорт»; Сургутский
государственный университет. – 2004. – 168 с.
8. Доклад
об экологической ситуации в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в 2012
г.
9. В.Н.
Луконин Экологическое воздействие автомобильных двигателей на окружающую среду
/ Луконин В.Н., Туманова Н.А. // Итоги науки и техники. – М.: МИТИ, 1993. – 238
с.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.