Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Гидробиологические исследования малых рек бассейна р. волги (краткий литературный обзор) 10
Глава 2. Бассейн реки яхрома (физико–географический очерк) 18
2.1 Общая характеристика реки Яхрома 25
Глава 3. Материал и методы исследований 33
Глава 4. Гидрохимический режим реки яхрома 42
4.1 Режим растворенного в воде кислорода 42
4.2 Перманганатная окисляемость 43
4.3 Минерализация и рН 45
4.4 Жесткость воды 49
4.5 Биогены 50
Глава 5. Загрязнение реки яхрома нефтепродуктами и тяжелыми металлами
5.1 Содержание нефтепродуктов в воде и донных отложениях .57
5.2 Содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях 60
5.3 Содержание тяжелых металлов в макрофитах 84
5.4 Содержание тяжелых металлов в рыбах 92
Глава 6. Биологический режим реки яхрома
6.1 Макрофиты .96
6.2 Зоопланктон 101
6.3 Зообентос .106
6.3.1 Пространственная динамика зообентоса 119
6.3.2 Динамика состава зообентоса в вегетационный период .125
6.3.3 Количественная характеристика зообентоса .130
6.4 Ихтиофауна .132
Глава 7. Биоиндикация качества воды реки яхрома
7.1 Биоиндикация качества воды по макрофитам 143
7.2 Биоиндикация качества воды по зообентосу 146
Практические рекомендации 161
Выводы 162
Список литературы
- Общая характеристика реки Яхрома
- Перманганатная окисляемость
- Содержание тяжелых металлов в макрофитах
- Пространственная динамика зообентоса
Общая характеристика реки Яхрома
Поскольку в бассейне р. Волги широко представлены территории сельскохозяйственного использования (в их числе и садово-огородные), сток с которых способен загрязнять малые реки, представляет интерес исследование подобных рек. Т.М. Гусева и Ю.А. Можайский (2006) в рамках проекта «Ока чистая река» исследовали малые реки, принимающие стоки с сельскохозяйственных территорий (рр. Трубеж, Павловка, Вожа, Плетенка, Рака, Ибредь, Хупта, Сухая Полотебня). Установлено, что реки сильно загрязнены, особенно тяжелыми металлами: содержание Cu, в ряде случаев, превышало ПДК в 8 раз, Zn – в 3-4 раза, концентрация в воде Pb и Cd находилась в пределах нормы. Концентрация Cu и Pb в донных отложениях не выше фоновых значений, в то время как Zn и Cd - выше. Для цинка Кс (коэффициент концентрации, показывающий во сколько раз содержание тяжелого металла в пробе выше их фонового значения) равен 1,4 и для кадмия - 2,0.
И.Л. Григорьева и Л.П. Чермных (2004) на примере реки Дойбица, впадающей в Шошинский залив Иваньковского водохранилища, также показали влияние интенсивного сельскохозяйственного освоения водосборной территории на экосистему малой реки. «На экологическое состояние реки в верхнем течении оказывает влияние сток с территорий дачных кооперативов, в среднем течении — сток с сельскохозяйственных полей. Наиболее интенсивные антропогенные нагрузки отмечаются в нижнем течении вследствие поступления рассредоточенного стока с территорий неканализованных сельских населенных пунктов, животноводческих ферм, полей Завидовской птицефабрики и автотрассы интенсивного транспортного использования» (стр.20).
Среди работ, посвященных исследованию реофильного зообентоса, выделяются работы, в которых акцент делается на исследовании фитофильного биоценоза, который практически всегда представлен в малых реках, особенно равнинных, характерных для бассейна р. Волги (Жгарева, 1997, 2001, 2004). Анализируя состав фитофильной фауны различных участков малой реки, автор выделяет 3 типа биотопов с разной проточностью и, соответственно, разными ассоциациями макрофитов, с разной по составу, количественной развитию и сапробности фауны. В данном случае макрофиты выступают как некий интегрирующий показатель экологических условий для фауны на разных участках реки.
При явном преобладании публикаций по макробентосу малых рек бассейна р. Волги, заметное место занимают работы по зоопланктону малых рек. Относительно специфичности зоопланктона рек, позволяющего считать его речным зоопланктоном, до последнего времени не было единого мнения.
В подтверждение этого приведем выдержку из работы А.В. Крылова (2004): «Самые интересные исследования случаются на объектах, которых как считают большинство авторов, нет в природе. Это в полной мере относится к понятию зоопланктон малых рек, который чаще всего определяли как дрифт случайного набора организмов (Богатов, 1994)» (с.53).
В.И. Жадин и С.В.Герд (1961) отмечали неоднородность состава речного планктона – «одни формы занесены сюда из стоячих вод, связанных с рекой, другие развились в затонах, третьи подняты со дна рипали реки» (с.189). Однако, ниже авторы пишут: «Дальнейшее поступление фито- и зоопланктона в речную струю (выделено Кузнецовой Н.В.) идет из аналогичных водоемов, образуемых самой рекой, из речных заливов, зарослей высшей водной растительности….» (с.189). Таким образом, становится очевидной причина отсутствия единого мнения относительно речного планктона, заключающаяся в том, что понятие «речной планктон» ассоциировалось с течением реки.
А.В.Крылов (2005) указывает на то, что равнинные малые реки бассейна Верхней Волги представляют собой комплекс мозаично расположенных биотопов, различающихся по морфометрии, скорости течения и химическим параметрам. Для каждого типа биотопов характерны определенные количественное обилие и трофическая структура зоопланктона. Распределение зоопланктона по продольному профилю малых рек описывается концепцией динамики пятен.
В других работах по зоопланктону малых рек бассейна Волги приводятся сведения по составу, количественному развитию в пространственно-временном аспекте в основном в связи с антропогенным загрязнением. В частности, О.Н. Кононова (2004) приводит данные по зоопланктону малых рек Ивкина, Медянка, Шошма и Ошторма (притоки р. Вятки), которые в большей или меньшей степени загрязняются промышленными и коммунально-бытовыми стоками. Как отмечает автор, до 70% сточных вод сбрасываемых в реки относятся к категории загрязненных. Автор отмечает зависимость состава и количественного развития (по группам организмов) зоопланктона от органического загрязнения исследуемых рек – индекса сапробности Пантле-Букка.
Особый интерес представляют исследования зоопланктона малых рек верховья р. Волги, проводимых В.Н. Столбуновой (2004) в рамках комплексных экспедиций ИБВВ РАН в 1986 и 1998 гг. Автор отмечает, что на протяжении первых 200 км от истока р. Волга по своим гидрологическим характеристикам соответствует условиям малой реки. Между Верхневолжским и Иваньковским водохранилищами расположен незарегулированный участок р. Волги, здесь от бейшлота до г. Ржева впадают р. Песочня, р. Селижаровка, вытекающая из оз. Селигер, реки Большая и Малая Коша, р. Итомля. Этот район богат порогами. Зоопланктон исследованных верховья Волги и притоков был представлен 52 видами. Основу составляли коловратки — 37% и ветвистоусые ракообразные — 46%, веслоногих ракообразных отмечено 17%. Богатое видовое разнообразие (26—27 видов) наблюдалось в районе непосредственного влияния на речной планктон Верхневолжского водохранилища и оз. Селигер. Численность и биомасса зоопланктона на исследованном участке распределялись неравномерно. У бейшлота, где в больших количествах встречались ракообразные, отмечались максимальные количественные показатели — от 51 до 95 тыс. экз./м3 и 0.33—1.73 г/м3, на порожистом речном участке — минимальные (0.8—2 тыс. экз./м3 и 0.001—0.002 г/м3). Оценка по Пантле и Букку, проведенная по численности индикаторных видов зоопланктона, позволила отнести исследованный район к категории чистых вод.
В публикациях по гидробиологии малых рек бассейна Волги отдельное место занимают работы эколого-фаунистической направленности, среди которых интерес представляют работы М.В. Чертопруда (1997, 2002, 2002а, 2004, 2007), одно из направлений исследований в которых является описание изменчивости состава макрозообентоса малых рек под действием таких факторов, как размер и тип водотока, окружающий ландшафт, географическое положение, сезон сбора, населенность бассейна, что, по мнению автора, создает фактическую основу для прогноза фауны макробентоса по легко определяемым характеристикам местообитания.
В работах М.В. Чертопруда представлены весьма детальные сведения по видовому составу макробентоса и формируемых его сообществ в разных биотопах малых рек, при этом главными факторами, влияющих на структуру реофильных сообществ, автор рассматривает характер грунта и скорость течения, наряду с которыми рассматриваются наличие макрофитов и степень антропогенного воздействия. На основе выделяемых типов донных сообществ приводится классификация малых рек. Выделено четыре основных типа малых рек Московской области. Для оценки сапробности малых рек М.В.Чертопруд специально для региона разработал модификацию индекса Пантле-Букка и список индикаторных видов.
Итак, краткий анализ литературы, отражающей основные направления гидробиологических исследований малых рек бассейна р. Волги показал, что значительная часть исследований направлена на оценку антропогенного воздействия на малые реки, первыми на водосборной площади речных систем принимающих на себя последствия хозяйственной деятельности. Большая часть работ в этом направлении посвящена исследованию сообществам макробентоса как наиболее информативным в плане индикации «величины» антропогенного воздействия.
Перманганатная окисляемость
Из Яхромского водохранилища р. Яхрома дюкером под каналом выводится на противоположную сторону канала. После канала река Яхрома небольшим ручьем течет около 1,5 км с юга на север до впадения в нее реки Волгуша со своим притоком – р. Икшанка, которые делают Яхрому более полноводной (станция 4) со средней шириной русла 6,2 м, глубиной 1,3 м, скоростью течения 0,3 м/с и песчаным дном.
Река Волгуша – самый крупный приток Яхромы, берет начало в озере Нерском около села Озерецкого. Ее протяженность 40 км, площадь водосбора 265 км2. Волгуша – река быстрая, прозрачная, похожая на горную; долина ее глубокая и почти на всем протяжении узкая. Притоки Волгуши – речки Каменка и Икша. Каменка, левый приток Волгуши, берет свое начало близ деревни Кочергино Солнечногорского района. Речка Икшанка берет свое начало у села Большое Ивановское Мытищинского района (Вагнер, 2006).
После канала р. Яхрома до своего устья имеет длину 54 км, что в некоторых источниках дается как длина реки, поскольку место пересечения реки с каналом им. Москвы принимается за исток. В частности, по данным Государственного водного реестра длина р. Яхрома — 54 км.
Далее р. Яхрома продолжает свой путь параллельно каналу им. Москвы. В г. Яхрома река протекает по восточной окраине города. На коротком участке реки в 1 км выше очистных сооружений г. Яхрома по течению русло реки с перекатами, глубиной 0,5 м и скоростью течения 1,5 м/с. После впадения ручья со сточными водами с очистных сооружений г. Яхрома (станция 5) река имеет среднюю ширину русла 7,7 м, глубину 0,5 м, скорость течения 0,9 м/с, дно песчано-каменистое, местами илистое.
В районе г. Дмитрова река, поворачивая на северо-запад, выходит на слабо выраженную долину шириной до 1 км. Справа от канала по старому руслу р. Яхромы протекает одноименный ручей, в северной части города принимающий воды реки Березовец, в которую сбрасываются воды с очистных сооружений г. Дмитров, зачастую недоочищенные (станция 6). За городом Дмитров река попадает на обширную (до 8 км шириной) сформированную в доледниковое время заторфованную котловину (ее обычно называют Яхромской поймой). Абсолютные отметки пойменной части – 128 – 131 м. Пойменная часть р. Яхромы отличается почти плоской пониженной поверхностью с высоким стоянием уровня грунтовых вод, периодической затопляемостью паводками. Пойменная часть р. Яхромы задренирована Левым Нагорным каналом с системой мелиоративных каналов (Кишкин, Курышев, 2004).
Основной расход воды проходит по спрямленному руслу Новой Яхромы. Старая Яхрома – маловодная, заросшая камышом и местами высохшая – сперва огибает пойму с краю и, повернув, впадает в новое русло в районе с. Куликово.
В районе поймы Яхрома принимает с правой стороны речки Кухолку и Мельчевку, слева – Варварку, Рогачевку и Дятлинку. В районе п. Первомайский (станция 7) река течёт со скоростью 0,2 м/с; ширина составляет 18 м – это максимальная ширина русла на всём протяжении р. Яхрома.
У с. Рогачево заканчиваются сельскохозяйственные угодья Яхромской поймы. Пойма сливается с долиной реки Сестры и переходит в Верхневолжскую низменность. Далее река течет по равнинной местности, где свободно меандрирует и образует несколько стариц.
В д. Усть-Пристань (станция 8) р. Яхрома впадает в р. Сестру. В районе своего устья ширина реки составляет 10,6 м; глубина – 1,5 м; а скорость течения – 0,2 м/с.
Таким образом, вдоль русла р. Яхромы условно можно выделить четыре участка, различающихся по гидрологическим характеристикам и преобладающим видам антропогенного воздействия на экосистему.
На 1-ом участке, от истока до Яхромского водохранилища, река протекает по холмистой местности, в практически девственных природных условиях с минимальным антропогенным воздействием от расположенных по берегам дачных участков. Русло с каменистыми перекатами, перемежающимися крупнопесчаным грунтом, течение 0,5-0,6 м/с. В зоне подпора водохранилища русло реки расширяется, грунты в большей или меньшей степени заиливаются. 2-ой выделенный нами участок охватывает верхнюю половину среднего течения реки. Здесь вдоль речного русла проходит автотрасса областного значения, а на водосборе расположены г. Яхрома и многочисленные сельские поселения. Существенное антропогенное воздействие на этом участке реки связано, в первую очередь, с интенсивной эксплуатацией автотрассы Москва-Дубна.
На 3-ем участке вблизи реки находится крупный районный центр – г. Дмитров. Его промышленные и бытовые стоки поступают на очистные сооружения и затем сбрасываются в реку. Помимо этого в реку попадают неочищенные сточные воды с частных домов и небольших предприятий, расположенных на берегу р. Яхромы.
К 4-му выделенному участку относится все нижнее течение реки. Мелиорированная Яхромская пойма, занятая сельскохозяйственными полями; имеются крупные животноводческие фермы.
Питание и уровенный режим. Река Яхрома по условиям питания и режиму относится к восточно-европейскому типу, питание рек которого осуществляется за счет таяния сезонных запасов снега, летних и осенних дождей, потому для них характерны высокое половодье, низкие летняя и зимняя межени и повышенный сток осенью. При этом доля снегового питания составляет свыше 60%. Заметную роль в питании играют грунтовые воды (Вагнер, 2006).
Малые река при относительно малой глубине вреза русла дренируют меньшее количество подземных вод, что предопределяет меньшую в целом водность малых рек, а, следовательно, и повышенную реакцию на циклические колебания климата. К тому же малые реки чутко реагируют на все антропогенные воздействия, которые осуществляются через поверхностный сток.
Река Яхрома в этом отношении не является исключением. Весной в начале и в конце сезона небольшое участие принимают грунтовые воды. По многолетним данным, начало половодья приходится в среднем на 3 – 5 апреля. Обычно половодье проходит в виде двух резко выраженных пиков стока, что характерно для малых рек Верхневолжского бассейна (Рохмистров, 1989). Первый связан с таянием снега, второй образуется за счет выпавших дождей.
Со второй – третьей декады мая, после спада половодья, до конца сентября на реках устанавливается летняя межень. Летом реки получают питание в основном за счет грунтовых вод и, частично, от дождевых вод. Наиболее низкий уровень воды в реке приходится на июнь – август. При обильных летних дождях на реках бассейна проходят паводки. Осенью значительно возрастает роль дождей.
В зимний период питание рек осуществляется почти исключительно грунтовыми водами, иногда в теплые зимы частично и водами верхних почвенных горизонтов (верховодками) (Папченков, 2003).
Прямая корреляция между питанием и уровенным режимом р. Яхромы четко прослеживается лишь на первом участке реки, после которого она нарушается не только в связи с зарегулированием стока реки водохранилищем и попусками воды дюкером под каналом, но и по ряду других причин. При выходе реки в пониженную долину она приобретает широкую пойму, где на отдельных участках бобровые плотины создают разливы реки, сохраняющиеся и в межень. Спрямление участков русла в пределах г. Яхрома и в нижнем течении реки – в пределах Яхромской поймы, также нарушило сезонную картину уровенного режима реки. Дренирование мелиорированной части Яхромской поймы привело к увеличению участия подземных вод в питании реки.
Содержание тяжелых металлов в макрофитах
Остановимся на краткой характеристике станций. Первые четыре станции располагаются в пределах 1-го выделенного нами участка реки. 1 станция располагается в верховьях реки, которая протекает здесь в лесу в условиях видимого отсутствия антропогенного воздействия. Река при ширине русла в среднем 2 м и глубине не более 30 см имеет скорость течения 0,6 м/с. Грунт представлен крупнозернистым песком с галькой. Водная растительность отсутствует. 2 станция расположена примерно в 4 км от истока. Средняя ширина русла 4,50 м, глубина 30 – 40 см, скорость течения 0,5 м/с, дно песчаное (крупнозернистый песок). Водная растительность умеренно развита. 3 станция расположена в конце верхнего течения реки в зоне подпора реки Яхромским водохранилищем (в районе курорта Сорочаны). При средней ширине русла 6,3 м и глубине 1,1 м скорость течения 0,1 м/с, дно илистое. Водная растительность развита. Река протекает по территории, освоенной под коттеджные поселки, спортивно-рекреационные комплексы. 4 станция установлена в месте впадения р. Волгуша, существенно увеличивает сток р. Яхромы. Средняя ширина русла 6,2 м, глубина 1,3 м, скорость течения 0,3 м/с, дно песчаное. Водная растительность развита. Территория занята поселениями, садово-огородническими участками, автодорогами. 5 станция, расположенная в пределах 2-го участка реки, находится в районе г. Яхрома. Средняя ширина русла 7,7 м, глубина 50 см, скорость течения 0,9 м/с, дно песчано-каменистое, местами илистое. Водная растительность слабо развита. Характерно интенсивное движение автотранспорта на прилегающей территории, наличие несанкционированных сбросов сточных вод. 3-ий участок реки в значительной мере характеризует 6 станция, которая располагается в пределах территории г. Дмитрова в районе Заречье. Средняя ширина русла 7,5 м, глубина 1,1 м, скорость течения 0,25 м/с, дно илистое. Водная растительность умеренно развита. На этом участке в реку поступают стоки с очистных сооружений г. Дмитрова и периодически сбрасываются несанкционированные неочищенные сточные воды (по-видимому, смешанные производственно-бытовые) с расположенного поблизости промышленного предприятия. Имеет место и загрязнение реки бытовыми отходами. 4-ый участок занимает нижнее течение реки в пределах мелиорированной Яхромской поймы и предустьевого участка реки (станции 7 и 8). 7 станция – участок спрямленного и расширенного русла реки, где река принимает коллекторные воды с мелиорированной территории поймы. Ширина русла 18 м, глубина 1,1 м, скорость течения 0,2 м/с, дно илистое. Водная растительность развита хорошо. 8 станция расположена в предустьевом участке реки (д. Усть-Пристань) при впадении в р. Сестру. Средняя ширина русла 10,6 м, глубина 1,53 м, скорость течения 0,2 м/с, дно илистое. Водная растительность обильно развита. Высока вероятность загрязнения реки с территории поселений. На каждой станции осуществлялся визуальный осмотр состояния реки и прилегающей к ней местности, проводились промеры параметров русла реки, определялись характер грунта, скорость течения. На месте отбора проб измеряли температуру воды, рН, общую минерализацию и содержание кислорода. Определение рН воды, температуры и общей минерализации проводили с помощью портативного рН-метра Hanna, содержания растворенного в воде кислорода– термооксиметром МАРК 2.
На каждой станции отбирались пробы воды для гидрохимического анализа. Одновременно проводился отбор проб воды, донных отложений, биологического материала для последующего лабораторного анализа на предмет содержания ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.
Отбор проб воды проводился в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000. Отбор и хранение донных отложений проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.01-80. Камеральная обработка фактического материала проводилась в лаборатории экологического мониторинга кафедры экологии Дмитровского рыбохозяйственного технологического института (филиала) ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет».
Химические анализы воды по показателям: азот аммонийный, нитриты, нитраты, фосфаты, перманганатная окисляемость, хлориды, общая жесткость, сульфаты, карбонаты, катионы кальция, магния, калия, натрия проводились по аттестованным методикам (Новиков, 1990) (таблица 3.1). Таблица 3.1 – Методики определения гидрохимических показателей
Показатель Шифр методики Название методики Диапазон мг/дм3 Азот аммонийный ПНД Ф14.1.1-95 Методика выполнения измерений массовой кон-центрации аммонийного азота в природных и сточных водах с реактивом Несслера 0,05-1,0 1,0-4,0 Нитриты ПНД Ф14.1:2.3-95 Методика выполнения измерений массовой кон-центрации нитрит-ионов в природных и сточных водах с реактивом Грисса 0,02-0,050,05-0,090,09-0,20,2-0,3 Нитраты ПНД Ф14.1:2.4-95 Методика выполнения измерений массовой кон-центрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой 0,1-0,3 0,3-10,0 Фосфаты ПНД Ф14.1:2.112-97 Методика выполнения измерений фосфат-ионов в пробах природных и сточных вод фотометрии-ческим методом 0,05-0,50 0,5-1,0 Перманганатная окисляемость ПНД10.1:2.27-96 Методика выполнения измерений перманганатной окисляемости в природных и очищенных сточных водах титриметрическим методом 0,25-1,01,0-1010,0-100 Хлориды ПНД Ф14.1:2.96-97 Методика выполнения измерений содержания хлоридов в пробах природных и сточных вод аргентометрическим мето-дом 10-25 25-50 50-250 Жесткость общая ПНД Ф14.1:2.98-97 Методика выполнения измерений общей жесткости в природных и сточных водах титримет-рическим методом 0,1-1,0 1,0-8,0 Сульфаты РД52.24.401-2006 Массовая концентрация сульфатов вводах. Методика выполненияизмерений титриметрическим методомс нитратом свинца 30-300 Карбонаты РД52.24.524-2009 Массовая концентрация карбонатов в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом 1,0 - 100 Катионыкальция,магния, натрия,калия ФР.1.31.200 5.01738 Методика выполнения измерений массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция и стронция в пробах питьевой, минеральной, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографии 0,1 - 20 На основании данных химических анализов воды р. Яхромы был проведен расчет индекса загрязненности вод (ИЗВ), по которому определяется класс качества воды (Методические рекомендации.., 1988). ИЗВ рассчитывался по формуле: 6 Ci изв=±лт (1) где: Сі - среднее за год значение i-го показателя; ПДШ - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества.
Определение содержания нефтепродуктов проводили по аттестованной методике экстракционно-фотометрическим методом на анализаторе содержания нефтепродуктов «АН-2» (Методика измерений.., 2011).
Вода, донные отложения, образцы макрофитов и рыб р. Яхромы были подвергнуты анализу на содержание тяжелых металлов: Cd, Pb, Си, Zn, Ni.
Анализы на содержание ионов тяжелых металлов выполнены методом атомно-абсорбционной спектрометрии, основанном на способности свободных невозбужденных атомов поглощать (абсорбировать) свет строго определенных и специфических для каждого типа атомов длин волн.
Анализ образцов на содержание тяжелых металлов проводился на атомно-абсорбционном спектрофотометре «КВАНТ-2А».
Образцы донных отложений и макрофитов предварительно высушивали до воздушно-сухого состояния и удаляли механические включения. Подготовка проб донных отложений и биологического материала к проведению количественного химического анализа (КХА) тяжелых металлов проводился в соответствии с ГОСТ 26929-94 «Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов».
Для аналитических исследований на предмет содержания тяжелых металлов выбраны золотой карась и окунь, которые являются преобладающими видами в ихтиофауне р. Яхромы, располагаясь на разных трофических уровнях. Количественный анализ образцов тканей и органов (жабры, мышцы, печень) рыб – 2-хлетков карася и окуня, на содержание тяжелых металлов производили с использованием метода сухой минерализации (озоления).
Пространственная динамика зообентоса
Зоопланктон представлен преимущественно широко распространенными формами, в основном -мезосапробами.
B.C. Залетаев (1989) указывал, что для зоопланктона малых рек характерно отсутствие стабильной, однородной пространственной организации, сочетание слабо и сильно заселенных участков - «биотических лакун» и «сгущений жизни», поскольку в малых реках участки, имеющие различную проточность, температуру, степень зарастания макрофитами, с равной вероятностью могут отмечаться на верхнем, среднем и нижнем течении.
В этом отношении р. Яхрома и ее зоопланктон не являются исключением. Только в верховье реки относительно высокая скорость течения и отсутствие затишных участков лимитируют развитие зоопланктона, здесь отмечены лишь веслоногие ракообразные, в частности Eucyclops serrulatus, на участке с макрофитами на песчаном грунте Paracyclops fimbriatus (таблица 6.2). Ниже по течению в пределах первого участка реки в прибрежьях русла, зарастающих макрофитами в условиях медленного течения, в зоопланктоне отмечены Brachionus calyciflorus, Euchlanis deflexa, Cyclops vicinus, Mesocyclops leuckarti, Eucyclops serrulatus, Chydorus sphaericus, Eurycercus lamellatus, Daphnia cucullata, Ceriodaphnia quadrangula, Simocephalus vetulus и Poliphemus pediculus. Примерно такой же состав зоопланктона с незначительным обогащением или обеднением прослеживается в макрофитах прибрежья на остальных участках реки в условиях замедленного течения. В конце первого участка в зоне подпора Яхромским водохранилищем в зоопланктоне возрастает доля пелагических коловраток и ветвистоусых, в частности Synchaeta pectinata, Keratella cochlears, Keratella quadrata, Bosmina longirostris, Daphma hyalina, Daphma cucullata. значительной мере свойственного пойменным водоемам. Здесь отмечены Synchaeta pectinata, Keratella cochlearis, Keratella quadrata, Brachionus quadridentatus, Lecane luna, Cyclops vicinus, Eucyclops macrurus, Acanthocyclops viridis, Macrocyclops albidus, Mesocyclops crassus, Eudiaptomus gracilis, Diaphanosoma brachiurum, Bosmina longirostris, Chydorus sphaericus, Alona costata, Picripleuroxus laevis, Scapholeberis mucronata, Simocephalus vetulus.
На своем четвертом участке р. Яхрома течет в спрямленном русле, обильно зарастающем макрофитами, характеризуется замедленным течением, что способствует развитию здесь зоопланктона, впадение «старой Яхромы» способствовало дальнейшему обогащению его состава. Здесь видовое разнообразие зоопланктона представляют: Brachionus calyciflorus, Euchlanis deflexa, Cyclops vicinus, Eucyclops serrulatus, Mesocyclops leuckarti, Sida cristallina, Bosmina coregoni, Euricercus lamellatus, Macrothrix laticornis, Daphnia cucullata, Ceriodaphnia pulchella. Количественное развитие зоопланктона оценивалось для первого участка (станция 2), «бобровых разливов» в пределах второго участка и в предустьевом участке реки (станция 8) (таблица 6.3).
На первом участке (станция 2) наличие зарослей Elodea сanadensis определило не только относительно высокое разнообразие зоопланктона за счет зарослевых видов, но и численность, равную 14,79 тыс. экз/м3, основу которой составляли Mesocyclops leuckarti, Eurycercus lamellatus, Daphnia cucullata и Simocephalus vetulus. Биомасса зоопланктона на этом участке была равна 1,03 г/м3. На «бобровом разливе» второго участка численность была максимальной для рассматриваемых участков реки – 71,6 тысяч экз./м3. В планктоне существенно возросла численность всех групп мезопланктона – коловраток, веслоногих и ветвистоусых рачков, последние составляли 45,9% численности и 64,7% биомассы.
В предустьевом участке численность зоопланктона составила 45,1 тысяч экз/м3, биомасса – 3,76 г/м3. Основу численности составляли веслоногие (34,6%) и ветвистоусые рачки (56,8%), соответственно веслоногие составляли 33,2% биомассы, ветвистоусые – 66,0%. В целом количественное развитие зоопланктона в прибрежных зарослевых участках и разливе реки следует рассматривать как умеренное.
Течение и характер грунта с продвижением вниз по течению реки изменяются, как правило, в сторону снижения скорости течения и смены коренных пород русла реки на наносные грунты: песок, глина, ил. Течение распределяет грунты по руслу, подготовляет условия для соответствующих грунтам биоценозов речного дна: литореофильного, псаммореофильного, аргиллореофильного и пелореофильного. В затишных участках русла заросли водной растительности определяют формирование фитофильного биоценоза.
Литореофильные биоценозы формируются в условиях стабильных жестких субстратов (камней), малой глубины, быстрого течения и обилия растворенного кислорода. Наиболее общая черта всех организмов бентоса – приспособление к удержанию на течении. В щелях между и под камнями света мало, течение ослабевает и скапливается детрит. Жизнь богаче, чем на верхней стороне камней (Жадин, 1961).
Обычно литореофильный биоценоз характерен для верхнего течения реки, по мере продвижения по руслу реки скорость течения снижается, что способствует формированию наносных грунтов вначале в виде песка, затем заиленного песка и, наконец, ила – создаются условия для псаммореофильного и пелореофильного биоценозов.
Наиболее благоприятные условия для развития псаммореофильного биоценоза представляет песок средний (диаметр песчинок 0,25 – 0,5 мм) и крупный (0,5 – 1,0 мм) Псаммореофильный биоценоз обычно слагается из сравнительно небольшого числа видов беспозвоночных животных, хорошо приспособленных к своеобразной жизни в биотопе песка (Жадин, 1961).
Пелореофильный биоценоз особенно широко распространен в равнинных реках, где он развивается на илах, откладывающихся в местах затишья течения в прибрежье, и на дне глубоких плесов; подстилающим грунтом может быть камень, песок или глина.
В затишных участках русла и в нижнем течении реки заросли водной растительности определяют формирование фитофильного биоценоза.
Как правило, для реки характерна смена биоценозов от верхнего течения к нижнему в соответствии с распределением грунтов.
Однако для малой равнинной реки условия для указанных биоценозов практически редко закономерно сменяются по мере продвижения по течению, поэтому принятое деление русла реки на верхнее, среднее и нижнее течение в случае с малыми реками весьма условно. На каждом конкретном участке малой реки можно различать микробиотопы, связанные, в частности, с микрозональным распределением скоростей течения, грунтов, других факторов, а распределение бентофауны реки по течению и биоценозам, соответствующим тому или иному типу грунтов зачастую представляется весьма сложным. В этом отношении река Яхрома и ее бентофауна не являются исключением. Из специализированных видов в составе зообентоса реки Яхрома выделяются четыре группы: литореофилы, псаммореофилы, пелореофилы и фитореофилы (таблица 6.4).