Структура населения макрозообентоса водоемов юга Тюменской области (на примере Ишимского района)

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ИШИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени П.П. Ершова

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Структура населения макрозообентоса водоемов юга Тюменской области (на примере Ишимского района)

03.02.04 - зоология

Красненко Александр Сергеевич

ОМСК - 2010

Работа выполнена на кафедре биологии и методики преподавания биологии ГОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова».

Научный руководитель: доктор биологических наук, заслуженный эколог РФ Трапезников Александр Викторович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Шведов Сергей Иннокентьевич

кандидат биологических наук Серебренникова Юлия Александровна

Ведущая организация: Тюменский государственный университет

Защита состоится 25 июня 2010 г. в 9³⁰ часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Телефон/факс: (3812) 23-12-20, e-mail: kolpakova@omgpu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан «25» мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент Т.Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Любой водоем, как экосистема, включает биологическую составляющую, т.е. обитающие в ней сообщества живых организмов, среди которых существенную роль играют беспозвоночные, составляющиме макрозообентос (M.F. Mare, 1942; З.Н. Чиркова, Ф.Д. Мордухай-Болтовской, 1971; N.C. Hulings, J.S. Gray, 1971; З.Н. Чиркова, Е.С. Величко, 1974; Бентос…, 1980; А.М. Шереметевский, 1987; В.В. Гурвич, 1989; В.В. Гальцова, 1991; Е.А. Курашов, 1994; В.В. Скворцов, 1998; В.А. Гусаков, 2007 и др.). Сообщество макрозообентоса в водоемах, играет существенную роль в трофических цепях и в трансформации вещества и энергии. По количественному развитию и продукционным характеристикам макрозообентос может существенно превосходить другие сообщества гидробионтов. В связи с чем, представители зообентоса давно используются для оценки токсичности природных и сточных вод в качестве организмов-индикаторов зон сапробности (R. Kolkwitz, M. Marsson, 1909; R. Pantle, H. Buck, 1955; M. Zelinka, P. Marwan, 1961; V. Slбdeиek, 1961, 1973; А.А. Салазкин, 1965, 1969; Е.С. Фролова, 1969, 1973; Я.И. Старобогатов, 1970; А.В. Макрушин, 1974а, 1974б; Л.В. Шевцова 1986, 1988; Руководство по гидробиологическому…, 1992). Кроме того, если для водоемов севера Тюменской области видовой состав зообентоса изучен подробно, то для водоемов юга региона он остается мало изученным. До недавнего времени, специальных работ, посвященных фауне и биолого-экологическим особенностям этих беспозвоночных для обследованных нами водных объектов не было.

Таким образом, изучение беспозвоночных макрозообентоса водоемов юга Тюменской области является важным с теоретической и с практической точки зрения.

Целью нашей работы явилось изучение видового состава и биолого-экологических особенностей макрозообентоса из водоемов города Ишим и его окрестностей. Из настоящей цели вытекают следующие задачи.

1. Изучить видовой состав макрозообентоса в обследованных водных объектах юга Тюменской области.

2. Выявить различие и сходство видовых составов беспозвоночных макрозообентоса для разнотипных водных объектов: рек, озер и стариц.

3. Провести эколого-ценотический анализ: выявить особенности распределения видов макрозообентоса в разнотипных водоемах, встречаемость отдельных видов, анализ биоразнообразия и устойчивости макрозообентосных сообществ.

4. Изучить динамику видового богатства и численности беспозвоночных макрозообентоса.

5. Выявить индикаторные особенности беспозвоночных макрозообентоса и определить сапробность обследованных водных объектов.

Научная новизна исследования. Впервые для рек, озер и стариц юга Тюменской области определен видовой состав беспозвоночных макрозообентоса. Обнаружено 82 вида беспозвоночных, относящихся к 9 типам и 15 классам. Наибольшее видовое разнообразие имеет класс Насекомые - 58 видов из 6 отрядов. Проведен подробный анализ распределения найденных видов в водоемах. Изучены: встречаемость по сезонам года; сезонная динамика видового разнообразия; сезонная динамика численности как отдельных групп, так и отдельных видов. Выявлены доминантные и субдоминантные виды. Проведен сравнительный анализ видовых составов с применением зоогеографических коэффициентов и индексов, а также анализ видового разнообразия и устойчивости макрозообентосных сообществ с применением: индексов видового богатства - R, Шеннона, Симпсона; индекса выровненности Пиелу. Определены: упругая устойчивость системы (UU), резистентная устойчивость системы (UR), общая устойчивость системы (U). Выявлены индикаторные особенности беспозвоночных бентоса и определена сапробность обследованных водных объектов.

Теоретическая и практическая значимость диссертации. Изучение фауны различных животных расширяют представления о биологическом разнообразии и распространении отдельных видов в отдельно взятом регионе. В данном отношении юг Тюменской области до сих пор изучен недостаточно. Выяснение структуры сообществ бентосных животных вносит существенный вклад в зоологию и экологию, а именно в теорию функционирования водных экосистем. Эти данные позволяют проводить мониторинг санитарно-гигиенического состояния природных вод. Материалы работы могут быть использованы для преподавания курсов экологии и зоологии беспозвоночных в высших учебных заведениях, для выполнения студентами курсовых и выпускных квалификационных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Для макрозообентоса обследованных озер, стариц и рек отмечено 82 вида беспозвоночных, относящихся к 9 типам и 15 классам. Видовые составы, встречаемость и численность отдельных групп и видов различны в разных водотоках и зависят от их гидробиологических и гидрохимических особенностей, что и определяет структуру сообществ макрозообентоса.

2. По видовому составу, встречаемости, численности и индикаторным особенностям беспозвоночных макрозообентоса обследованные водные объекты можно отнести к б-в-мезосапробным.

Апробация работы. Материалы диссертации и отчеты о работе были представлены на заседании кафедры зоологии и МПБ «ИГПИ им. П.П.Ершова» (декабрь, 2008 г.); на научных конференциях разного уровня: Молодые ученые - вузу, колледжу, школе (Ишим, 2004); Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Международная научно-практическая конференция (Абакан, 2005, 2006, 2007, 2008); XV Ершовские чтения (Ишим, 2006); Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития. Международная научно-практическая конференция (Ишим, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010); Полевые и экспериментальные исследования биологических систем (Ишим, 2007); Биология: теория, практика, эксперимент (Саранск, 2008); Культура и образование как фактор развития региона (Ишим, 2008); Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа (Челябинск, 2008); «Дальневосточная весна 2008» международная научно-практическая конференция (Комсомольск-на-Амуре, 2008); Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения. Международная научная конференция (Пенза, 2008); Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды. II международная научно-практическая конференция (Челябинск, 2008); Живые объекты в условиях антропогенного пресса. X Международная научно-практическая экологическая конференция (Белгород, 2008); Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы. Всероссийская школа-конференция (ИБВВ им. И.Д. Папанина РАН, Борок, 2008); Экосистема малых рек: биоразнообразие, экология, охрана (ИБВВ им. И.Д. Папанина, РАН. Борок, 2008); на региональной научно-практической конференции «Ишим в историко - культурном и социально - экономическом измерении» (Ишим, 2009 г.). Результаты исследований были использованы при выполнении научно исследовательской работы по гранту губернатора Тюменской области «Исследование аллохтонного и автохтонного загрязнения водоемов г. Ишим методами биоиндикации и мониторинг состояния вод» 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, одна в изданиях рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах, состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы (279 наименований, из них 17 на иностранном языке). Диссертация содержит 72 рисунка, 30 таблиц и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

В главе рассмотрена краткая история изучения беспозвоночных бентоса водных объектов Тюменской области (Ц.И. Иоффе, 1947; А.А. Салазкин, 1965, 1969; Е.И. Лукин, 1976; Б.Г. Иоганзен, 1981; Б.Г. Иоганзен, Е.А. Новиков, 1971; А.Н. Гудзинер, 1982, 2000; А.И. Рузанова, 1984; Н.А. Залозный, 1984, 2005; А.А. Протасов, 1994; В.В. Трылис, 1995; И.А. Скальская, 2002; Т.А. Шарапова, 2007 и др.).

Показано, что в плане изученности водной биоты юг этого региона является «белым пятном». Многие представители макрозообентоса чувствительны к загрязнению, являются индикаторами чистоты природных вод и входят в списки сапробности (M. Zelinka et al., 1959; M. Zelinka, P. Marvan, 1961; C.Y. Goodnight, L.S. Whiley, 1961; V. Slбdeиek, 1969, 1973; А.В. Макрушин, 1974; F.S. Woodiwiss 1964, 1978; Ф.С. Вудивисс, 1977).

Таким образом, несмотря на довольно широкий охват исследований макрозообентоса в водоемах Тюменской области, анализ литературы показывает, что экологическая группировка бентосных организмов в водоемах юга Тюменской области до сих пор изучена недостаточно.

Глава 2. Материал и методика

В главе дана характеристика физико-географических условий района исследований. На основании собственных и литературных данных приведена гидрологическая и гидрохимическая характеристики обследованных водных объектов.

Материалом для работы послужили полевые сборы, проведенные в период с 2003 по 2008 год в водоемах окрестностей города Ишим (реки - Ишим, Карасуль, Дятель; старицы - Ишимчик, Карнаушиха, Очистные, Подкова; озера - Мергень, Плоховое, Чертовое) (рис. 1).

Рис. 1. Схема мест взятия проб в черте города Ишим

Взятие проб из водоемов производилось с применением стандартных методов сбора гидробиологических проб (К.А. Гусева, 1956; В.И. Жадин, 1956; И.А. Киселев, 1956; П.И. Усачев, 1961; Т.А. Харченко и др., 1988). Всего было собрано и обработано 276 проб. Видовое определение проводилось по описаниям, содержащимся в литературе (Б.Ф. Белышев, 1973; Е.И. Лукин, 1976; Б.Ф. Белышев, А.Ю. Харитонов, 1981; Определитель пресноводных беспозвоночных…, 1997, 2000, 2001).

Для микроскопирования применяли бинокулярный микроскоп МБС-10 при увеличении в 8-16 раз. Сравнительный анализ видовых составов проведен с применением зоогеографических коэффициентов и индексов. Анализ видового разнообразия и устойчивости сообществ проведен с применением: индексов видового богатства - R, Шеннона, Симпсона; индекса выровненности Пиелу.

Определены упругая устойчивость системы (UU), резистентная устойчивость системы (UR), общая устойчивость системы (U). Сапробность организмов определяли по таблицам и данным литературы (V. Slбdeиek, 1973; А.В. Макрушин, 1974а, 1974б; Унифицированные методы…, 1977; М.В. Чертопруд, 2002). Среднюю сапробность обследуемых проб находили по векторному методу С. Головина (S. Golovin, 1968) и графической форме Г. Кнеппе (G. Knopp, 1954, 1955). Для оценки загрязненности природных вод использовали: индекс Вудвисса (ТВI), олигохетный индекс Гуднайта и Уитли (G&W), индекс EBI. Математическая обработка данных проведена с применением статистической компьютерной программы «Statan» (С.Н. Гашев, 2001, 2007).

Глава 3. Видовой состав макрозообентоса в водных объектах г. Ишим и его окрестностей

Для обследованных водных объектов отмечено 82 вида бентосных беспозвоночных, относящихся к 9 типам и 15 классам. Наибольшее видовое разнообразие имеет класс Insecta - 58 видов (70,7% от общего числа видов). На втором месте по числу видов находятся моллюски 16,0-19,5%. Олигохеты и бокоплавы отмечены в 100% обследованных водных объектов. Максимальное видовое разнообразие макрозообентоса наблюдается в реке Ишим - 45 видов или 54,9% от общего количества отмеченных видов (рис. 2).

Рис. 2. Видовое разнообразие макрозообентоса в обследованных водоемах

На втором месте находятся старицы Ишимчик и Подкова 42 (51,2%) и 40 видов (48,8%) соответственно. Минимальное видовое разнообразие зарегистрировано нами в озере Чертово 7 видов или 8,5%.

3.1 Видовой состав макрозообентоса в реках

В реках было зарегистрировано 60 видов бентосных беспозвоночных или 73,2% от общего количества видов отмеченных для обследованных водных объектов. Для реки Ишим отмечено 45 видов или 54,9%. Ядро таксономического состава беспозвоночных составляют: стрекозы (13 видов), моллюски (9 видов), ручейники (2 вида) и полужесткокрылые (4 вида). По встречаемости лидируют олигохеты и личинки хирономид. Сравнение видовых составов 5 станций, показало, что сходство видовых составов отмечается только в парах «станция 2-станция 4» и «станция 3-станция 4», для остальных пар характерно различие видовых составов (табл. 1).

Таблица 1

Сравнение видовых составов макозообентоса на станциях реки Ишим

Водоемы	К j-m
	Ст. 1	Ст. 2	Ст. 3	Ст. 4
Ics в %	Ст. 1		-0,5	-0,45	-0,64
	Ст. 2	40,0		0	0,2
	Ст. 3	43,0	66,7		0,5
	Ст. 4	31,0	75,0	87,0

По числу, встречаемости и численности отдельных видов были рассчитаны индексы биоразнообразия и проанализирована видовая структура сообществ макрозообентоса на разных станциях сбора проб в реке Ишим (табл. 2).

Таблица 2

Видовое разнообразие и устойчивость макрозообентосных сообществ реки Ишим

Индексы	Ст. 1	Ст. 2	Ст. 3	Ст. 4
Индекс видового богатства, R	9,29	4,33	2,96	2,21
Индекс видового разнообразия Шеннона, H	-1,24	-0,39	-0,51	-0,79
Индекс видового разнообразия Симпсона, D	0,51	0,15	0,23	0,45
Индекс доминирования Симпсона, C	0,49	0,85	0,77	0,55
Индекс выровненности Пиелу, E	-0,54	-0,24	-0,36	-0,72
Упругая устойчивость системы, UU	2,89	0,25	0,43	1,92
Резистентная устойчивость системы,UR	0,76	0,32	0,63	1,5
Общая устойчивость системы, U	3,64	0,57	1,06	3,42

Для реки Дятель было отмечено 26 видов, или 31,7%. Наибольшим видовым богатством характеризовались ручейники (7 видов), моллюски (3 вида), полужесткокрылые (2 вида). Доля олигохет варьировала на разных станциях. Так на первой станции олигохет не обнаружено. На второй и третьей - доля олигохет составляет 75,0%, а на четвертой - снижается до 53,0%. Анализ сходства видовых составов показал, что наибольшим сходством обладает фауна первой - второй станций, фауны остальных станций различны. Наибольшим индексом видового богатства обладает фауна верхних станций (первой и второй), а наименьшим видовым богатством обладает третья станция (табл. 3). Индекс R четвертой станции несколько выше, чем на третьей, что может объясняется наличием в фауне видов заходящих из реки Ишим.

Таблица 3

Видовое разнообразие и устойчивость макрозообентосных сообществ реки Дятель

Индексы	Ст. 1	Ст. 2	Ст. 3	Ст. 4
Общее число особей	N	427	422	1294	1268
Индекс видового богатства	R	6,26	5,87	0,64	1,93
Индекс видового разнообразия Шеннона	H	-1,71	-1,81	-0,61	-1,32
Индекс видового разнообразия Симпсона	C	0,73	0,76	0,36	0,65
Индекс доминирования Симпсона	D	0,27	0,24	0,64	0,35
Индекс выровненности Пиелу	E	-0,69	-0,82	-0,56	-0,68
Упругая устойчивость системы	UU	0,32	0,28	0,61	2,82
Резистентная устойчивость системы	UR	0,48	0,44	3,12	2,25
Общая устойчивость системы	U	0,80	0,72	3,71	5,07

Индекс видового разнообразия Шеннона наиболее высок на второй станции. Данный индекс наименьший на третьей станции. Устойчивость системы наиболее высока на четвертой станции, т.к. виды, обитающие на первой и второй станциях встречаются зачастую единично, в следствии чего, данная система менее устойчива к внешним воздействиям. В то же время на третьей и четвертой станциях видовой состав хоть и несколько беднее, но численность несколько выше, вследствие чего, система становится более устойчивой к внешнему воздействию.

Для реки Карасуль было отмечено 17 видов, или 20,7% от общего числа видов. Наибольшим видовым богатством характеризовались личинки стрекоз (5 видов), брюхоногие моллюски (3 вида), полужесткокрылые (3 вида). Наиболее часто в сборах встречен бокоплав Gammarus sp. (40,7%) и личинки стрелки голубой Enallagma cyathigerum (18,5%). Доля олигохет варьировала в зависимости от станции. Так на первой станции (до черты города) доля олигохет составляла 43,1%, а на выходе из города (станция 2) достигает 84,2%. Анализ сходства видовых составов гидробионтов обследованных станций показал, что наблюдается слабое, но сходство К _j-m = 0,1. Наибольшим индексом видового богатства обладает фауна станции 1 (7,96). Индекс R станции 2 равен 2,93, что согласуется с представлениями о том, что видовое разнообразие снижается по мере увеличения загрязнения.

3.2 Видовой состав макрозообентоса в старицах

В старицах было зарегистрировано 58 видов, или 70,7% от общего количества видов отмеченных нами. Для старицы Ишимчик было отмечено 42 вида, или 51,2% от общего числа видов. Большинство гидробионтов представители класса Насекомые. Но наибольшая встречаемость среди всех гидробионтов отмечена для моллюсков (Anisus vortex, Bithynia tentaculata, Sphaerium rivicola), хотя в видовом составе данная группа представлена 13 видами. Индекс видового разнообразия Шеннона наиболее высок на первой станции, а наименьшее значение на второй станции (табл. 4). Устойчивость системы наиболее высока в зоне частной застройки (станция 1). В зоне же гаражного кооператива (станция 2) наблюдается снижение устойчивости, за счет упругой (колебательной) устойчивости, т.к. резистентная устойчивость всего водоема практически одинакова.

Таблица 4

Видовое разнообразие и устойчивость макрозообентосных сообществ старицы Ишимчик

Индексы	Ст. 1	Ст. 2
Общее число особей	N	285	500
Индекс видового богатства	R	1,22	2,91
Индекс видового разнообразия Шеннона	H	- 0,94	- 0,76
Индекс видового разнообразия Симпсона	C	0,54	0,78
Индекс доминирования Симпсона	D	0,46	0,21
Индекс выровненности Пиелу	E	- 0,68	- 0,80
Упругая устойчивость системы	UU	1,57	5,62
Резистентная устойчивость системы	UR	2,68	2,03
Общая устойчивость системы	U	4,25	7,65

Для старицы Карнаушиха отмечено 28 видов гидробионтов, или 39,1%. Причем наибольшая встречаемость и численность отмечена для представителей отряда полужескокрылые (например, Naucoris cimicoides). Доля олигохет в макрозообентосе составляет 31,7%, а доля хирономид 5,0%, из которых около 84,0% относится к виду Chironomus plumosus. Индекс видового богатства макрозообентоса старицы Карнаушиха равен 6,5. Устойчивость экосистемы данного водоема сравнительно велика за счет упругой (колебательной) устойчивости, т.к. резистентная устойчивость водоема не велика (табл. 5).

Таблица 5

Видовое разнообразие и устойчивость макрозообентосного сообщества старицы Карнаушиха

Индексы
Общее число особей	N	620
Индекс видового разнообразия	R	6,5
Индекс видового разнообразия Шеннона	H	-2,1
Индекс видового разнообразия Симпсона	D	0,8
Индекс доминирования Симпсона	C	0,2
Индекс выравненности Пиелу	E	-0,8
Упругая устойчивость системы	UU	4,4
Резистентная устойчивость системы	UR	1,4
Общая устойчивость системы	U	5,8

Для старицы Очистные отмечено 24 вида или 29,3%. В данном водоеме отмечена высокая встречаемость видов: Chironomus plumosus и Enallagma cyathigerum. Доля олигохет в макрозообентосе на всех обследованных станциях практически одинакова, за исключением зоны прорыва коллектора, где доля олигохет увеличивается. Индекс видового богатства макрозообентоса старицы Очистные составляет 4,6. Устойчивость экосистемы данного водоема сравнительно невелика притом, что резистентная устойчивость практически равна упругой. Это может свидетельствовать о том, что нагрузка на данную экосистему довольно велика и водоем начинает терять способность к самоочищению.

Для старицы Подкова отмечено 23 вида или 28,0%. Наибольшая встречаемость и высокая численность характерна для вида Plumatella fungosa. Высокая встречаемость отмечена для личинок хирономид - в 20,0% проб. Доля олигохет в зообентосе сильно варьирует в зависимости от станции. Так на станции в районе дома отдыха доля олигохет достигает 50,0% проб, а в районе родников она снижается до 20,0%. Индекс видового богатства высок, при этом данная экосистема довольно легко восстанавливает свою структуру. Хотя при небольшой антропогенной нагрузке (например, в пляжной зоне дома отдыха) структура макрозообентоса изменяется: бедный видовой состав (6 видов); резистентная устойчивость снижается до 0,7, при практически таком же уровне упругой устойчивости.

3.3 Видовой состав макрозообентоса в озерах

В озерах было отмечено 45 видов или 54,9%. Видовой состав беспозвоночных озера Чертовое очень беден (табл. 6). Фауна макрозообентосных беспозвоночных озера Чертовое представлена в основном пионерными видами, что может быть обусловлено активной работой по перестройке береговой зоны и дна водоема. В связи с антропогенным воздействием старые сообщества разрушаются, а новые или пионерные бедны и состоят в основном из эврибионтов: олигохеты, личинки стрекоз, личинки хирономид и некоторых других двукрылых.

Таблица 6

Видовое разнообразие и устойчивость макрозообентосных сообществ озер города Ишима

Индексы		Чертовое	Мергень	Плоховое
Общее число особей	N	12	149	120
Индекс видового богатства	R	2,78	4,59	5,61
Индекс видового разнообразия Шеннона	H	-1,08	-1,78	-1,48
Индекс видового разнообразия Симпсона	D	0,58	0,77	0,61
Индекс доминирования Симпсона	С	0,41	0,23	0,39
Индекс выровненности Пиелу	E	-0,78	-0,74	-0,64
Упругая устойчивость системы	UU	1,40	3,44	1,64
Резистентная устойчивость системы	UR	1,65	1,52	1,09
Общая устойчивость системы	U	3,05	4,96	2,73

Техногенный пресс сказывается на видовом составе и устойчивости экосистемы. При этом упругая и резистентная устойчивость на данном водоеме практически одинаковы.

Видовой состав макрозообентоса на озере Мергень богат - 40 видов или 48,8%. Доля олигохет в пробах достигает 75,0% (тростниковые заводи), но не опускается ниже 54,0% (не заросшее дно). Озеро имеет толстый слой донных илов, что и позволяет активно развиваться олигохетному комплексу. При этом, доля хирономид в выборках крайне незначительна (в протоках и на окраине тростниковых зарослей 15,0-17,0%). Индекс видового разнообразия на данном водоеме сравнительно небольшой (табл. 7).

При этом данную экосистему можно считать сравнительно устойчивой, т.к. виды, составляющие макрозообентос данного водоема устойчивы к нарушениям среды. гидробиологический фауна водоём макрозообентос

Для озера Плоховое отмечено 18 видов донных беспозвоночных, или 22,0%, чтовероятно связано с его повышенной минерализацией. На этом водоеме нами были зарегистрированы 18 видов донных беспозвоночных, что составляет 22,0% от всех зарегистрированных видов макрозообентоса. Только в данном водоеме обнаружены особи вида Sympetrum sanguineum. Кроме того, в оз. Плоховое широко распространены виды Gammarus - 45,0% проб. Доля олигохет варьировала от 15,0 до 50,0%.

Устойчивость данной экосистемы небольшая, при этом уровень резистентной и упругой устойчивости различаются незначительно (табл. 8).

Глава 4. Биолого-экологические особенности разных групп макрозообентоса в обследованных водных объектах

4.1 Биотопическая приуроченность групп макрозообентоса к водным объектам разных типов

По обитанию в водоемах разных типов, среди видов макрозообентоса водоемов города Ишима и его окрестностей можно выделить две группы: эвритопные и стенотопные (табл. 9).

Таблица 9

Биотопическая приуроченность видов к водным объектам разных типов

	Озера	Старицы	Реки
Общие виды	Озера		Anisus vortex, Hippeutis complanata, Physa fontialis. Argyroueta aquatica, Culex sp, Naucoris cimicoides, Ischnura elegans, Coenagrion puella, C. pulchellum, Erythromma najas, Aeschna juncea	Ilybius sp, Limnophilus bipunctatus, Sympycna fusca, Leucorrhinia pectoralis
	Старицы			Anodonta sp., Limnaea truncatula, Bithynia troscheli, Columbetes paykulli, Aplexa hipnorum, Aeschna grandis, Ae. cyanea, Sympetrum flaveolum
	Реки
Общие виды для всех типов водоемов (эвритопные виды)	Chironomus sp, Glossiphonia complanata, Herpobdella octoculata, H. stagnalis, Sphaerium rivicola, Limnaea ovate, L. peregen, L. stagnalis, Bithynia tentaculata, B. inflate, Coretus corneus, Caenis horaria, Hiphydrus sp., Haliplus sp., H. fluviatilis, Macroidytes marginalis, Limnophilus rhombicus, Stratiomys fontialis, Chironomus plumosus, Notonecta glauca, Gerris paludum, Hydrometra stagnorum, Nepa cinerea, Corixa dentipes, Enallagma cyathigerum, Plathycnmis pennipes, Sympetrum pedemontanum, Libellula quadrimasqulata
Специфичные виды (стенотопные виды)	Sympetrum sanguineum	Sphaerium nucleas Calba glabra, Hydrarachna geographica, Hidrophilus caraboides, Columbetes striatus, Aeschna viridis, Epitheca bimaculata, Cordulia aenea, Somatochlora metallica, Libellula depressa	Nemoura marginata, Ecdyonurus sp, Rhyacophyla septentrion, Halesus interpunctatus, Potamophylax stellatus, Hydropsyche pellucidula, Goera pilosa, Simulium sp, Calopteryx splendens, Lestes dryas, Gomphus vulgtissimus, Onychogomphus forcipatus, Anax imperator, Brachytron hafniense, Cordulegaster annulipes, Orthetrum cancellatum

К эвритопным относится 29 видов (35,4%), а к стенотопным 27 видов (32,9%). Для озер отмечен 1 специфичный вид, для стариц - 10 видов, а для рек - 16 видов. Большое число специфичных видов в реках можно объяснить реофильностью фауны данных водотоков. Число общих видов для стариц и озер - 11, что объясняется сходством условий обитания. Для стариц и рек отмечено 8 общих видов, что вероятно, связано с периодическим сообщением стариц и рек в период весеннего половодья.

4.2 Численность отдельных групп и видов макрозообентоса в обследованных водоемах

В реке Ишим высокую численность имеет олигохета Tubifex sp. - 165-380 экз/м². Субдоминантами по численности являются личинки хирономид - 25-35 экз/м². Таким образом, по биоразнообразию в реке Ишим доминируют насекомые, а по численности олигохеты (рис. 3).

Рис. 3. Биоразнообразие и численность макрозообентоса реки Ишим (экз/м²)

В р. Дятель на станции 1 по численности доминируют личинки хирономид - 210 экз/м². Субдоминантами по численности являются пиявки - 67 экз/м², двукрылые - 43 экз/м², ручейники - 35 экз/м².

На станции 2 лидирующее положение занимают разнообразные двукрылые - 177 экз/м². На станции 3 резко возрастает численность олигохет 1002 экз/м². На станции 4 доминируют олигохеты - 678 экз/м², субдоминантами по численности являются хирономиды - 280 экз/м².

Таким образом, высокое биологическое разнообразие в р. Дятель имеют насекомые, но по численности доминируют олигохет (рис. 4).

Рис. 4. Биоразнообразие и численность макрозообентоса реки Дятель (экз/м²)

В старице Ишимчик преобладали представители олигохет Tubifex sp. - 50-65 экз/м², субдоминантом по численности являются брюхоногие моллюски - 40 экз/м². Сравнительно большой численности достигает Gammarus lacustris, его численность колеблется около 30 экз/м². Наименьшими по численности являются представители отряда полужесткокрылых и стрекоз по 3 и 1 экз/м² соответственно (рис. 5).

В старице Ишимчик по численности лидируют олигохеты, моллюски и виды некоторые отряды насекомых. Подобные результаты отмечены и для других стариц.

Для озер также показано, что по видовому разнообразию лидируют насекомые, а по численности доминируют олигохеты, моллюски и хирономиды.



Рис. 5. Биоразнообразие и численность макрозообентоса старицы Ишимчик (экз/м²)

4.3 Индикаторные особенности макрозообентоса и сапробность обследованных водоемов

Водоемы города Ишима и его окрестностей по видовому составу макрозообентоса, частоте их встречаемости и численности, вероятно, относятся к б-в-мезосапробным водоемам, стремящимся к полисапробности в результате аллохтонного загрязнения, поступающего вследствие хозяйственной деятельности (табл. 10).

Таблица 10

Степень сапробности и индексы органического загрязнения обследованных водных объектов

водоемы	сапробность	TBI	EBI	G&WI
Ишим	Станция 1	б	4	5	64,8%
	Станция 2	р-б	1	1-2	92,2%
	Станция 3	р-б	2	2	87,4%
	Станция 4	р-б	2	2	71,7%
Карасуль	Станция 1	б-в	4	4	43,1%
	Станция 2	p	1	2	84,2%
Дятель	Станция 1	o	7	6	0%
	Станция 2	o	7	6	0%
	Станция 3	p	2	2	75%
	Станция 4	б-в	4	4	53%
Ишимчик	б-в	4	3-5	40%
Карнаушиха	б-в	4	4	30%
Очистные	б-в	4	4	60%
Подкова	б-в	5	6	40%
Мергень	б-в	4	5	60%
Плоховое	p	2-4	4	40%
Чертово	p-б	1-2	1	90%

Например, в реке Ишим на разных станциях отмечена разная степень загрязнения (рис. 6). Следуя диаграмме Кнеппе, река Ишим в большей своей части может быть отнесена к поли- и альфа-мезосапробному типу, причем на второй станции степень органического загрязнения значительно увеличивается приводя к доминированию полисапробных видов.

Рис. 6. Спектры распределения видов - индикаторов по станциям реки Ишим (диаграмма Кнеппе)

График относительной загрязненности реки Ишим показывает, что ни на одной из станций уровень качества воды не превысил 50,0%, что говорит о низком качестве вод и высоком уровне органического загрязнения (рис. 7).



Рис. 7. График относительной загрязненности реки Ишим

Подобные результаты отмечены для всех обследованных водных объектов.

ВЫВОДЫ

1. В макрозообентосе обследованных водных объектов отмечено 82 вида беспозвоночных, относящихся к 9 типам и 15 классам. Наибольшее видовое разнообразие имеют насекомые - 58 видов (70,7% от общего числа видов). На втором месте по числу видов находятся моллюски - 16 видов, или 19,5%.

2. Максимальное видовое разнообразие макрозообентоса наблюдается в реке Ишим - 45 видов или 54,9% от общего количества видов макрозообентоса. На втором месте находятся старицы Ишимчик и Подкова 42 вида (51,2%) и 40 видов (48,8%) соответственно. Минимальное видовое разнообразие отмечено для озера Чертовое 7 видов или 8,5%.

3. Анализ видовой структуры обследованных сообществ показал, что большим видовым богатством и разнообразием характеризуется сообщество макрозообентоса старицы Ишимчик, которое также отличается высокими показателями резистентной устойчивости (способности системы сопротивляться трансформирующему действию среды) снятия на нее действия внешних сил и общей устойчивости системы.

Сообщество макрозообентоса озера Чертовое характеризуется высоким индексом доминирования, в нем же отмечены самые низкие показатели упругой, резистентной и общей устойчивости системы.

4. Анализ сходства видовых составов гидробионтов из обследованных водоемов с применением коэффициента Жаккара-Малышева и индекса Чекановского-Соренсена, показал, что для большинства сравниваемых пар видовые составы различны. Только в паре «старица Подкова и старица Очистные» отмечено ни сходство/ни различие видовых составов. Это можно объяснить тем, что типы загрязнения в данных водоемах сходны, но степень загрязнения различна.

5. Во всех обследованных водных объектах по видовому разнообразию доминируют насекомые. По численности доминантными являются олигохеты, а субдоминантными личинки хирономид или брюхоногие моллюски.

6. Водные объекты города Ишима и его окрестностей по видовому составу макрозообентоса, встречаемости и численности видов, а также в соответствии с индексами TBI, EBI, G&WI, вероятно, относятся к б-в-мезосапробным, стремящимся к полисапробности в результате аллохтонного загрязнения, поступающего вследствие хозяйственной деятельности человека.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Красненко, А.С. Экологическая оценка стоячих вод города Ишима методами биоиндикации [Текст] / А.С. Красненко, Н.Е. Суппес/ Известия Самарского научного центра РАН том 11 (27) №1 (6) / - Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2009. - С. 1157-1160.

Публикации в других изданиях:

Красненко, А.С. Odonata юга Тюменской области [Текст] / А.С. Красненко/ Методология и методика естественных наук. Выпуск 8. часть 2. - Омск: ООИПКРО, 2003. - С. 83-88.

Красненко, А.С. Видовой состав стрекоз Приишимья [Текст] / А.С. Красненко/ Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Материалы международной конференции. - Абакан, 2005 - С. 81.

Красненко, А.С. Личинки стрекоз водоемов окрестностей г. Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ XV Ершовские чтения. - Ишим, 2006. - С. 219-221.

Красненко, А.С. Хищные клопы водоемов Приишимья [Текст] / А.С. Красненко/ Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Материалы международной конференции. - Абакан, 2006. - С. 87-88.

Красненко, А.С. Видовое разнообразие и численность личинок стрекоз в водоемах окрестностей г. Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития. Материалы I международной научно-практической конференции. - Ишим, 2006. - С. 52-56.

Красненко, А.С. Личинки стрекоз водоемов Приишимья [Текст] / А.С. Красненко/ Полевые и экспериментальные исследования биологических систем. Материалы межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Ишим, 2007. - С. 21-23.

Красненко, А.С. Годовая динамика численности личинок стрекоз в водоемах г. Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития. Материалы II международной научно-практической конференции. - Ишим, 2007. - С. 189-194.

Красненко, А.С. Видовое разнообразие и численность личинок стрекоз прибрежной зоны реки Ишим [Текст] / А.С. Красненко/ Полевые и экспериментальные исследования биологических систем. Материалы межвузовской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Ишим, 2007. - С. 23-25.

Красненко, А.С. Гидробиологическая оценка водоемов города Ишима [Текст] / А.С. Красненко, Е.П. Колпакова/ Биология: теория, практика, эксперимент. Сборник материалов международной научной конференции. - Саранск, 2008. - С. 22-24.

11. Красненко, А.С. Гидробиологическая характеристика малых рек окрестностей города Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Культура и образование как фактор развития региона. Материалы международной научно-практической конференции. - Ишим, 2008. - С. 108-113.

12. Красненко, А.С. Динамика населения личинок стрекоз в водоемах Приишимья [Текст] / А.С. Красненко/ Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа. Материалы региональной научно-практической конференции. - Челябинск, 2008. - С. 140-142.

13. Красненко, А.С. Фитофильная фауна старицы «Очистные» [Текст] / А.С. Красненко/ Дальневосточная весна 2008. Материалы международной научно-практической конференции. - Комсомольск-на-Амуре, 2008. - С. 455-457.

14. Красненко, А.С. Сравнительная характеристика стоячих водоемов города Ишима по индексам видового разнообразия [Текст] / А.С. Красненко/ Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития. Материалы III международной научно-практической конференции. - Ишим, 2008. - С. 181-182.

15. Красненко, А.С. Фитофильная фауна беспозвоночных старицы Ишимчик [Текст] / А.С. Красненко/ (Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения. Материалы международной научной конференции. - Пенза, 2008. - С. 153-154.

16. Красненко, А.С. Макрозоофитос старицы «Очистные» [Текст] / А.С. Красненко/ Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды. Материалы II международной научно-практической конференции. - Челябинск, 2008. - С. 214-216.

17. Красненко, А.С. Личинки хищных насекомых как индикаторы состояния водоемов города Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы. Лекции и материалы докладов Всероссийской школы-конференции. Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина. - Борок, 2008 - С. 259-261.

18. Красненко, А.С. Гидробиологическая оценка водоемов города Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Живые объекты в условиях антропогенного пресса. Материалы X Международной научно-практической экологической конференции. - Белгород, 2008. - С. 104.

19. Красненко, А.С. Состояние реки Карасуль в окрестностях города Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Экосистема малых рек: биоразнообразие, экология, охрана. Лекции и материалы докладов Всероссийской школы-конференции. Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина. - Борок, 2008. - С. 170-172.

20. Красненко, А.С. Состояние донной фауны беспозвоночных реки Дятель [Текст] / А.С. Красненко, П.И. Музыченко/ Экология южной Сибири и сопредельных территорий. Материалы международной конференции. - Абакан, 2008. - С. 93-94.

21. Красненко, А.С. Таксономический состав донных беспозвоночных реки Ишим и ее притоков в окрестностях города Ишима [Текст] / А.С. Красненко/ Экологический мониторинг и биоразнообразие. Материалы I международной конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие». - Ишим: 2009. - С. 135-139.

22. Красненко, А.С. Фитофильная фауна водоемов города Ишим [Текст] / А.С. Красненко/ Экология животных и фаунистика. Вып. 8. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2008. - С. 97-104.

23. Красненко, А.С. Видовое разнообразие личинок стрекоз на старице Ишимчик [Текст] / А.С. Красненко/ Ишим в историко - культурном и социально - экономическом измерении. Материалы региональной научно-практической конференции/ - Ишим: ОАО «Тюменский издательский дом», 2009. - С. 118-121.

Размещено на Allbest.ru

...