Видовое разнообразие зообентоса и биоиндикация внутренних водоемов Калининградской области

Оценка экологического состояния рек бассейна Балтийского моря по соотношению видов, по индексам Вудивисса и Балушкиной. Общий фон загрязненности водотоков. Соотношение видов индикаторов с использованием индивидуального сапробиологического индекса.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 23.06.2018
Размер файла 273,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Видовое разнообразие зообентоса и биоиндикация внутренних водоемов Калининградской области

М.Н. Шибаева, Е.А. Масюткина, Е.П. Матвеева

Приводится список видов индикаторов зообентоса, найденных в реках Калининградской области, а также их индивидуальные значения сапробности. Индексы сапробности сопоставлены со всеми имеющимися к настоящему времени литературными сведениями. Дана оценка экологического состояния рек бассейна Балтийского моря и его заливов по соотношению видов, а также по индексам Вудивисса и Балушкиной.

Ключевые слова: биоиндикация, зообентос, качество воды, реки, Калининградская область

ВВЕДЕНИЕ

Использование донных организмов в качестве индикаторов - одно из перспективных современных направлений в определении степени эвтрофирования водоемов и их чистоты. Одновременно изучаются границы выживания видов с неустановленной сапробной валентностью, а также комплексы организмов, характерные для тех или иных условий. Ограниченность метода использования зообентоса для экологической градации водоемов заключается в требовании высокой квалификации гидробиолога. В то же время, существуют методики, которые позволяют достаточно достоверно определить качество воды без идентификации организма до вида. В таком случае можно ограничиться более крупными таксонами (род или даже подсемейство) [1-5].

Видовое разнообразие иногда рассматривается как мера устойчивости экологической системы [6].

Система индикации основана на экологической валентности организмов, т. е. на их способности выносить определенный диапазон загрязняющих веществ (главным образом органических или же веществ биогенного происхождения). Работы по биоиндикации в России начаты в 70-е годы [1, 7- 9].

Исследования по биоиндикации внутренних водоемов Калининградской области были начаты около 15 лет назад [10], и к настоящему времени накопился достаточно большой фактический материал, позволяющий подойти к составлению списков видов-индикаторов экологического состояния водоемов в условиях данного региона. В последующем это может послужить основой биоэкологического мониторинга водных экосистем. Цель работы - составление списка видов-индикаторов зообентоса на основе последних данных по рекам области, с одновременным определением их современного экологического состояния.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалом для настоящей работы послужили пробы, собранные в 2008 - 2010 гг. на реках Калининградской области, каналах, озеровидных расширениях рек (рис. 1).

Рис. 1. Точки отбора гидробиологических проб на реках Калининградской области

Гидробиологические пробы отбирались одновременно с гидрохимическими. Сеть станции распределялась таким образом, чтобы охватить устьевые участки, территорию водосбора рек, в том числе пограничную с Литвой и Польшей. Сбор зообентоса осуществлялся коробчатым дночерпателем системы Петерсена (утяжеленным) с площадью захвата грунта 1/40 м2 и скребком с длиной режущей стороны 0,42 м и фиксированной длиной пролонгации. Площадь захваченного грунта в этом случае составляла 0,5 - 0,7 м2 [11, 3-4]. Обработано 170 дночерпательных проб зообентоса и около 60 - скребковых.

Идентификация организмов осуществлялась по соответствующим определителям [12-21]. Общий фон загрязненности водотоков оценивался по соотношению видов индикаторов с использованием индивидуального сапробиологического индекса [22 -24, 1,4].

Экологическое состояние водоемов устанавливалось по двум индексам биотическому индексу Вудивисса и хирономидному индексу Балушкиной.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В составе зообентоса водоемов на настоящий момент времени идентифицированы 137 видов донных организмов (табл. 1). Они принадлежат следующим таксонам: ресничные черви - класс Turbellaria - 1 вид: малощетинковые черви - класс Oligochaeta - 13; пиявки - класс Hirudinea - 9; моллюски - тип Mollusca - 32; класс ракообразные - Crustacea - 6; личинки стрекоз - отряд Odonata - 5; веснянки - отряд Plecoptera - 2; поденки - отряд Ephemeroptera - 11; личинки комаров звонцов - семейство Chironomidae - 32; личинки стрекоз - отряд Odonata - 5; ручейники - отряд Trichoptera - 18; прочие - 10. В группу прочих вошли в основном личинки двукрылых (Diptera), полужесткокрылые, или клопы плейстона (Hemiptera), а также жесткокрылые, или жуки (Coleoptera), их личинки, мошки (Simuliidae), вислокрылки (Megaloptera) и некоторые другие. Наибольшее разнообразие отмечено среди моллюсков и комаров звонцов. Достаточно разнообразны ручейники, поденки и олигохеты.

Таблица 1. Видовой состав и индивидуальные сапробности зообентоса рек Калининградской области, индекс сапробности **

№ п/п

Таксон, вид

Индекс и зона сапробности

№ п/п

Таксон, вид

Индекс и зона сапробности

1

2

3

1

2

3

Сем. Chironomidae

Отр. Odonata

1

Ablabesmyia monilis (L.)

b, 2.1

74

Agrion splendens (Harris)

Не известны

2

Ablabesmyia lentiginosa (L.)

Не известны

75

Coenagrion armatum (Charp.)

Не известны

3

Anatopynia plumpex (Freis)

a, 2.8

76

Erythromma najas (Hanssen)

Не известны

4

Anatopynia varia (Freis)

Не известны

77

Gomphus flavipes (Charpentier)

Не известны

5

Brillia modesta (Meig)

Не известны

78

Somatochlora metallica (van der Linden)

b, 2.1*

6

Chironomus dorsalis (Mengen)

b, 2.2*

Отр. Odonata Итог

5

7

Chironomus plumosus (L.)

p, 3.8 (a,3.0)*

Класс Oligochaeta

8

Clinotanypus nervosus (Mengen)

Не известны

79

Isochaetides michaelseni (Lastockin)

a, 2.8*

9

Cryptochironomus camptolabis Kieffer

a, 3.15 (для рода)

80

Isochaetides newaensis (Michaelsen)

Не известны

10

Cryptochironomus defectus Kieffer

a, 3.15 (b, 2.1)*

81

Limnodrilus hoffmeisteri Claparede

p-a, 3.6 (p-a, 3.6)*

11

Diplocladius cultriger Kieffer

a, 3.0*

82

Limnodrilus sp.

p-a, 3.6

12

Eukiefferela sp.

Не известны

83

Limnodrilus udekemianus Claparede

p, 3.8*

13

Glyptotendipes gripecoveni Kieffer

b, 2.2*

84

Peloscolex ferox (Eisen)

Не известны

14

Limnochironomus nervosus (Staeg)

Не известны

85

Potamothrix hammoniensis (Michaelsen)

a-p, 2.7*

15

Micropsectra praecox (Meigen)

Не известны

86

Potamothrix sp.

Не известны

16

Microtendipes chloris (Meigen)

Не известны

87

Psammorychtides barbatus (Grube)

b, 2.0*

17

Paratendipes albimanus (Meigen)

b, 2.1*

88

Psammorychtides sp.

Не известны

18

Pentapedilum exetum Kieffer

Не известны

89

Stylodrilus sp.

Не известны

19

Polypedilum convictum (Walker)

b-a, 2.65 (2.5)*

90

Tubifex sp.

p, 3.8

20

Polypedilum nubeculosum (Mengen)

b-a, 2.65 (b, 1.7)

91

Tubifex tubifex (Mueller)

p, 3.8 (p, 3.7)*

21

Procladius choreus (Meigen)

b-a, 2.6*

Класс Oligochaeta Итог

13

22

Procladius ferrugineus Kieffer

b, 2.2*

Отр. Plecoptera

23

Prodiamesa bathyphila (Mengen)

Не известны

92

Brachyptera risi (Morton)

x-o, 0.5

24

Prodiamesa olivacea (Meigen)

b-a, 2.7*

93

Leuctra fusca (L.)

Не известны

25

Prodiamesa rufovittata (Meigen)

Не известны

Отр. Plecoptera Итог

2

26

Psectrocladius dilatatus Zelenzov

b-a, 2.65 (b, 2.2)*

Отр. Trichoptera

27

Psectrocladius ishimicus (Wulp)

b-a, 2.65 (для рода)

94

Agrypnia pagetana MacLechlan

Не известны

28

Psectrocladius psilopterus Kieffer

b-a, 2.65 (для рода)

95

Athripsodes cinereus Curtis

b, 2.1*

29

Psectrocladius sp.

b-a, 2.65 (для рода)

96

Brachycentrus subnubilis Curtis

b, 1.8*

30

Sergentia longiventris Kieffer

a, 3.0*

97

Ecnomus tenellus (Rambur)

Не известны

31

Stictochironomus sp.

a, 2.75 (для рода)

98

Halesus interpunctatus (Zetterzedtel)

o-b, 1.15 (для рода)

32

Tanytarsus lobatifrons Kieffer

Не известны

99

Hydropsyche ornatula (McLachlan)

o-a, 1.95 (для рода)

Сем. Chironomidae Итог

32

100

Limnоphilus borealis (Zetterzedtel)

o-b, 1.15 (lдля рода)

Отр. Ehpemeroptera

101

Limnоphilus flavicornis (L.)

o-b, 1.15 (b, 1.8)*

33

Heptagenia sulphurea (Mull)

b, 2.25

102

Limnоphilus politus MacLechlan

o-b, 1.15 (lb, 2.0)*

34

Paraleptophlebia submarginata (Mc Lach)

Не известны

103

Limnоphilus rhombicus (L.)

o-b, 1.15 (lдля рода)

35

Procloeon ornatum (Eaton)

Не известны

104

Limnоphilus sp.

o-b, 1.15 (lдля рода)

36

Baetis rhodani Piclet

+ (o-b), 1.15 - отчасти

105

Mystacides azurea (L.)

b, 1.75 (b, 1.9)*

37

Caenis macrura Stephens

b, 1.7*

106

Notidobia ciliaris (L.)

Не известны

38

Cloeon dipterum (L.)

o-a, 2.05 (b, 2.1)*

107

Oligostomis reticulata (L.)

b, 1.8*

39

Cloeon simile Eaton

o-a, 2.05(b, 1.8)*

108

Polycentropus flavomaculatus (Plictet)

b, 1.65

40

Cloeon sp.

o-a, 2.05

109

Potamophylax rotundipennis (Brauer)

Не известны

41

Ephemera vulgata (L.)

o-b, 1.4

110

Rhyacophila nubila (Zetterzedtel)

o-b, 1.5

42

Leptophlebia marginata (L.)

b, 1.75

111

Sericostoma personatum (Latreille)

Не известны

43

Leptophlebia vespertina (L.)

b, 1.75

Отр. Trichoptera Итог

18

Отр. Ephemeroptera Итог

11

Класс Turbellaria

Тип Mollusca

112

Planaria lorva muller

b, 2.0*

44

Acroloxus lacustris (L.)

o-b, 1.15 (b, 1.9)*

Класс Turbellaria Итог

1

45

Anisus contortus (L.)

b, 1.9*

Класс Crustacea

46

Anisus vortex (L.)

b, 2.0*

113

Asellus aquaticus (L.)

a, 2.8

47

Anodonta subcircularis (Clessin)

Не известны

114

Corophium sp.

Не известны

48

Bithynia tentaculata (L.)

b, 2.15 (b-a, 2.4)*

115

Gammarus locusta (L.)

Не известны

49

Borysthenia sp.

Не известны

116

Gammarus oceanicus (L.)

Не известны

50

Dreissena polymorpha(Pallas)

o-b, 1.4 (b, 1.9)*

117

Gammarus pulex (L.)

x-b, 0.65

51

Euglesa aeuminata (Clessin)

Не известны

118

Gammarus sp.

Не известны

52

Euglesa casertana (Poli)

b, 2.2*

Класс. Crustacea Итог

6

53

Euglesa conica (Clessin)

Не известны

Класс Hirudinea

54

Euglesa crassa (Clessin)

Не известны

119

Erpobdella lineata (Muller)

Не известны

55

Euglesa henslowana (Clessin)

Не известны

120

Erpobdella nigricolis (Brandes)

b-a, 2.7*

56

Euglesa supina (Clessin)

Не известны

121

Erpobdella octoculata (L.)

a, 3.0 (a, 2.9)*

57

Lymnaea intermedia (Lamarck)

b-a, 2.4*

122

Glossiphonia complanata (L.)

b-a, 2.4 (b-a, 2.5)*

58

Lymnaea ovata (Drapamad)

b-a, 2.4*

123

Glossiphonia concolor Apathy

b-a, 2.7*

59

Neopisidium alpinum (Odhner)

Не известны

124

Glossiphonia heteroclita (L.)

b-a, 2.5 (a, 2.6)*

60

Physa fontinalis (L.)

b, 1.7*

125

Helobdella stagnalis (L.)

a, 2.6 (a, 2.8)*

61

Pisidium amnicum (Mueller)

b, 2.0*

126

Hemiclepsis marginata (Muller)

b, 2.3*

62

Sphaerium corneum (L.)

b-a, 2.24 (b-a, 2.5)

127

Protoclepsis maculosa (Rathke)

Не известны

63

Sphaerium nitidum Clessin

b-a, 2.5*

Класс Hirudinea Итог

9

64

Sphaerium rivicola (Lamarck)

b-a, 2.5*

Прочие

65

Sphaerium suecicum (Westerund)

Не известны

128

Brachyptera sp.

Не известны

66

Theodoxus fluviatilis (L.)

o, 1.3

129

Chaoborus sp.

o-p, 2.25

67

Unio longirostris Rosmaessler

b, 1.9*

130

Corixa sp.

o-b, 1.85

68

Unio ovalis (Montagu)

Не известны

131

Heleidae sp

Не известны

69

Valvata ambigua (Westerlung)

Не известны

132

Hydrachna sp.

Не известны

70

Valvata depressa (C.Pfeifer)

Не известны

133

Sialis flavilatera (Piectet)

Не известны

71

Valvata profunda (Clessin)

Не известны

134

Sialis lutaria (L.)

b-a, 2.35 (b, 2.2)*

72

Viviparus contectus (Mille)

Не известны

135

Simulium sp.

x-o, 1,15

73

Viviparus viviparus (L.)

b, 1.8 (b, 1.9)*

136

Tabanus sp.

b-a, 2.35

Тип Mollusca Итог

32

137

Tipula sp.

o-p, 2.85

Прочие Итог

10

Всего видов

137

Из них с неизвестной сапробной валентностью

53

Примечание: ** - взято из [3, 7, 20-23]; * - [7]

Сапробная валентность для части видов (53 вида) не установлена, и они не могут быть использованы для определения экологического состояния водоемов. Изучение условий их обитания, включая биотические сообщества, которым они принадлежат, поможет определить их индикаторные свойства. Некоторые организмы, например те, которые встречаются в нескольких смежных сапробиологических зонах (в частности, от олиго- до альфамезосапробной, т.е. в трех-четырех зонах), имея приблизительно одинаковую численность, служат недостаточно хорошими индикаторами (индикаторный вес 2). Однако по ним можно судить, в каких пределах изменяется качество воды в данной точке, чего нельзя сказать по разовым гидрохимическим измерениям. В этом, несмотря на трудоемкость, заключается преимущество метода биоиндикации. Приведенный список содержит виды x-o сапробной зоны - 1, o - 4, o-b - 15, b - 21, b-a - 15, a-b -1, a - 10, а-p - 1, p-a - 2 , p- 4. (всего 74). Ксеносапробные виды отсутствуют (табл. 1, рис. 2). Видов, отдающих предпочтение чистой воде, - 20. Видов, обитающих в умеренно загрязненной воде, - 37. И наконец видов, предпочитающих загрязненную, грязную и чрезвычайно грязную воду, в сумме - 17.

Таким образом, для рек области, исходя из установленного видового разнообразия зообентоса, более характерна умеренно загрязненная вода. В то же время, следует обратить внимание на то, что индекс сапробности для одного и того же вида, по литературным источникам, может различаться, иногда существенно (0.5, 0.8 балла) [1,4, 7, 22- 23]. Проанализировав все существующие к настоящему времени списки индикаторных организмов зообентоса, можно прийти к выводу, что современные данные [7, 23] более конкретизированы применительно к виду. Упомянутые данные получены на основе изучения водоемов Северо-Запада России.

Рис. 2. Сапробиологические зоны качества воды рек Калининградской области по видовому разнообразию зообентоса, 2008-2010 гг.

река балтийский экологический загрязненность

Реки бассейнов Куршского и Калининградского заливов и реки, впадающие непосредственно в Балтийское море, по расчетам имеют следующие значения биотического индекса Вудивисса: реки Куршского залива - 4, Калининградского - 5, реки, впадающие непосредственно в море, 6. Следовательно, большинство рек Куршского залива несут загрязненную воду. Реки, впадающие непосредственно в море, и реки Калининградского залива загрязнены умеренно, и качество воды в них лучше. В то же время, часть приграничных верхних точек рек уже имеет умеренно загрязненную воду. В дальнейшем фон может изменяться и в более грязную, и в более чистую сторону, что зависит от локальных загрязнителей и, вероятно, от скорости течения.

Индекс Балушкиной показал более дифференцированные значения. Однако по этому индексу реки Калининградской области, также, как и по индексу Вудивисса, в основном можно отнести к умеренно загрязненным. Наиболее чистыми реками являются Резвая, Алейка, Забава, Красная, Анграпа, где индекс Балушкиной меньше 2. Среди наиболее загрязненных рек стоит выделить Зеленоградку, Куровку, Приморскую, Западный и Восточный каналы, Преголю, где показатель индекса превышает 7.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ литературНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Унифицированные методы исследования качества вод // Методы биологического анализа вод. Часть III. - М.: Изд-во СЭВ, 1976. - 186 с.

2. Вудивисс Ф. Совместные англо-советские биологические исследования в Ноттигеме в 1977 // Советско-англ. семинар: труды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С.132-161.

3. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 239 с.

4. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем/ под ред. проф. В.А. Абакумова. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. - 240 с.

5. Волкова И.В. Оценка качества воды водоемов рыбохозяйственного назначения с помощью гидробионтов/ И.В. Волкова, Т.С. Ершова, С.В. Шилудин. - М.: Колос, 2009. - 552 с.

6. Федоров В.Д. Экология/ В.Д. Федоров, Т.Г. Гильманов.- М., МГУ, 1980. - 464 с.

7. Щербина Г.Х. Таксономический состав и сапробиологическая значимость донных макробеспозвоночных различных пресноводных экосистем северо-запада России. Экология и морфология беспозвоночных континентальных водоемов вод/ Г.Х. Щербина //Сборник научных работ, посвященный 100-летию со дня рождения Федора Дмитриевича Мордухай-Болтовского/ Ин-т биологии внутренних вод РАН им. Папанина. - Махачкала: Издательство «Наука ДНЦ», 2010. - С. 426-466.

8. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод/ А.В. Макрушин.- Л.: Изд-во ЗИН АН СССР, 1974. - 60с.

9. Финогенова Н.П. Оценка степени загрязнения вод по составу донных животных/ Н.П. Финогенова, А.Ф. Алимов // Методы биологического анализа пресных вод. - Л.: Наука, 1976. - С.95-106.

10. Шибаева М.Н. Экологическая характеристика малых рек Калининградской области: автореф. дисс. канд. биол. наук/ КГТУ; М.Н. Шибаева. - Калининград, 1997. - 24 с.

11. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах // Зообентос и его продукция. - Л.: АН СССР ЗИН, 1982. - 33 с.

12. Жадин В.И. Жизнь пресных вод СССР/ В.И. Жадин.- М.- Л.: АН СССР, 1940. - Т. 1. - С.434.

13. Жадин В.И. Моллюски пресных вод СССР/ В.И. Жадин. - М.-Л.: АН СССР, 1952. - 374 с.

14. Липин А.Н. Пресные воды и их жизнь/ А.Н. Липин. - М.: АН СССР, 1950. - 347 с.

15. Лукин Е.И. Пиявки пресных и солоноватых водоемов/ А.Н. Липин // Фауна СССР. - М.-Л.: Наука, 1964. - Т.1. - 484 с.

16. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 511 с.

17. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Podonominae и Tanypodinae фауны СССР/ В.Я. Панкратова // Diptera, Chironomidae=Tendipedidae. - Л.: Наука, 1970. - 152с.

18. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Chironominae фауны СССР/ В.Я. Панкратова // Diptera, Chironomidae=Tendipedidae. -Л.: Наука, 1970. - 294 с.

19. Панкратова В.Я. Личинки и куколки комаров подсемейства Orthocladiinae фауны СССР/ В.Я. Панкратова // Diptera, Chironomidae=Tendipedidae. -Л.: Наука, 1970. -344 с.

20. Чекановская О.В. Водные малощетинковые черви фауны СССР/ О.В. Чекановская. - Л.: АН СССР, 1962. - 411 с.

21. Черновский А.А. Определитель личинок комаров семейства Tendipedidae/ А.А. Черновский. - М.- Л.: ЗИН АН СССР, 1949. - 162 с.

22. Wustemann O. Gewassergutebtstimmung mittels Indicatoren Organismen // Zeitschrift fur die Binnenfischerei der DDR. - Berlin, 1989(9). -s. 250-258.

23. Щербина Г.Х. Изменение видового состава и структурно-функциональных характеристик макрозообентоса водных экосистем Северо-Запада России под влиянием природных и антропогенных факторов: автореф. дисс… докт. биол. наук/ Г.Х. Щербина. - СПб., 2009. - 52 с.

24. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон/ С.П. Китаев. - М.: Наука, 1984. -С. 207.

Размещено на Allbest.ur

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.