Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Материал и методика исследоований 11
ГЛАВА 2. Физико-географическая и гидрологическая характеристика исследованных водоемов 18
ГЛАВА 3. Эколого-фаунистический анализ макрозообентоса каналов центральной и восточной частей ферганской долины 31
ГЛАВА 4. Динамика численности и биомассы макрозообентоса каналов ферганской долины 84
ГЛАВА 5. Общие законшерности формирования макрозообентоса каналов в зависимости от вертикальной зональности... 117
ГЛАВА 6. Использование макрозообентоса как показателякачества воды каналов ферганской долины 129
ВЫВОДЫ 148
ЛИТЕРАТУРА 152
ПРИЛОЖЕНИЕ 179
- Материал и методика исследоований
- Физико-географическая и гидрологическая характеристика исследованных водоемов
- Эколого-фаунистический анализ макрозообентоса каналов центральной и восточной частей ферганской долины
- Динамика численности и биомассы макрозообентоса каналов ферганской долины
- Общие законшерности формирования макрозообентоса каналов в зависимости от вертикальной зональности...
Введение к работе
В исторических решениях ХХУІ съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК КПСС указывается на необходимость усиления охраны земли и ее недр, атмосферного воздуха, водоемов, животного и растительного мира, предусматривается промысловая эксплуатация не только крупных, но мелких пресноводных акваторий как резерва выполнения Продовольственной программы.
Для решения задач, вытекающих из постановлений партии и правительства, необходимо, в частности, глубокое и планомерное исследование гидробиологических особенностей местных водоемов.
В последнее десятилетие мировая наука уделяет особое внимание охране окружающей среды от загрязнения. Большую актуальность приобрела проблема контроля качества вод по гидробиологическим показателям, о чем свидетельствуют решения последних трех советско-английских совещаний по теме "Разработка научных основ контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям". На основе детальных исследований возможна разработка способов регулиро^ вания биологических процессов, повышение продуктивности региональных водоемов и комплексное их использование.
В Средней А3ии протяженность каналов и коллекторов составляет около 300 тыс.км. Только в Узбекистане длина искусственной оросительной сети достигает 120 тыс.км.
В Средней Азии вода из искусственных оросителей используется для многих целей. Вода по каналам идет на орошение полей. Каналы трансформируют воду в водохранилища, рыбоводные пруды и рисовые чеки, затем собраются в сбросные каналы или коллекторы и попадают обратно в реку. Вода из каналов используется также для питья и бытовых нужд в сельской местности.
В связи с возрастающими народнохозяйственными потребностями в воде в Средней Азии проводится большая работа по сооружению новых искусственных водотоков. ^.Каналы Ферганской долины по сравнению с другими водоемами, такими как реки, озера, водохранилища, рисовые поля, рыбоводные пруды, изучены слабо.
Каналы - это искусственно созданные своеобразные водоемы со специфическим режимом и особенностями эксплутации. Обзор отечественной литературы по исследованию искусственных оросителей показывает, что донная фауна каналов Ферганской долины наименее изучена.
На основе комплексных экологических и фаунистических исследований каналов Ферганской долины возможно познание их естественных кормовых ресурсов, что является необходимой предпосылкой для разработки и интенсификации рыбохозяйственных мероприятий. Донные беспозвоночные играют важную роль в водоеме, участвуя в процессах самоочищения, трансформации органического вещества по трофическим уровням и являются кормом для бентосоядных рыб.
Б условиях Средней Азии большой интерес представляет также изучение водового состава и количественного развития макрозообен-тоса каналов для разработки биологических методов оценки качества воды.
Исследования санитарно-биологического состояния, биопродукционных ресурсов каналов важны для оценки их пригодности для рыбохозяйственных целей, а также могут быть использованы в прогнозировании биопродукционных возможностей сооружаемых в этом климатическом регионе каналов со сходным гидрологическим режимом.
Особую актуальность приобретает изучение качественного и количественного состава макрозообентоса каналов, находящихся на разных вертикальных зонах, и влияния экологических факторов на его распределение.
Для Средней Азии практически не разработаны вопросы экологической индикации водоемов. Отсутствуют работы, в которых использовались бы какие-либо методы биологического анализа качества вод по составу донной фауны оросителей вышеуказанного региона.
Цель и задачи
Целью данной работы является изучение макрозообентоса оросительной системы центральной и восточной частей Ферганской долины.
Основные задачи работы: определить структуру донной фауны каналов Ферганской долины;, установить основные закономерности развития донной фауны в каналах разных вертикальных зон; определить количественное развитие макрозообентоса каналов в условиях комплексного воздействия на них экологических факторов; с учетом специфики региона определить биоиндикаторные возможности макрозообентоса каналов Ферганской долины; на основе структурных показателей донных сообществ каналов Ферганской долины определить наиболее эффективные методы биоиндикации.
Научная новизна
Впервые проведены гидрологические, гидрохимические и гидробиологические исследования Наиманского, Араванакбуринского, Отузадыр-ского, Большого Андижанского каналов и Северобагдадского коллектора Впервые Большой Ферганский канал исследован детально и приведен наиболее полный видовой состав донной фауны - ранее специалистами обнаружено лишь 17 видов, автором - 74 вида и форм макрозообентоса.
Всего в изученных каналах обнаружено 149 видов и форм донных беспозвоночных (без определения типулиид).
В данной работе впервые приводится наиболее полный систематический список беспозвоночных донной фауны каналов Ферганской долины. Изучено количественное развитие макрозообентоса, определены доминирующие формы для каждого канала и выявлено влияние колебаний факторов среды на численности макрозообентосных организмов. Анализ структурных показателей позволил выделить биоценозы макрозообентоса каналов, находящихся на разных высотных зонах.
Обнаружено существенное отличие в структурных и функциональных показателях донных сообществ каналов Ферганской долины и наиболее изученного канала Украины - Северо-Крымского. Эти различия объясняются тем, что климатические, почвенные условия и источники питания резко отличаются. Формирование донной фауны в искусственных каналах имеет генетическую связь с источниками питания этих водоемов. Большинство каналов Ферганской долины питают горные реки ледниково-снегового происхождения, а каналы Украины - равнинные реки (чаще снего-дождевого происхождения) и водохранилища, ввиду чего и.формируются в них определенные специфические комплексы донных сообществ.
Практическая ценность
Результаты данной работы могут быть использованы в разработке мероприятий по интенсификации рыбохозяйственных мероприятий, в прогнозировании биопродукционных возможностей сооружаемых каналов. Впервые для водоемов Узбекистана выяснены возможности оценки качества воды по гидробиологическим показателям. В региональном аспекте для биологического анализа качества вод предлагается метод экологической индикации на основе анализа структурных показателей.
Материал и методика исследоований
Материалом для работы послужили ежемесячные систематические полевые и лабораторные исследования гидрохимических и гидробиологических особенностей каналов Ферганской долины в 1976-1978 гг. (рисі). Из-за отсутствия воды в каналах зимой с ноября по февраль материал не собирали, В марте 1977 года и в январе 1978 года наблюдения проводили на станциях, где была вода. Исследовали: Найманский (Н.), Араван-Акбуринский (А,), Отузадырский (0.), Большой Ферганский им.Усмана Юсупова (БФК), Большой Андижанский им.Андреева (БАК) каналы и Северо-Багдадский коллектор (СБК).
Гидрология, гидрохимия и гидробиология указанных каналов, кроме Большого Ферганского канала, изучалась впервые.
На Большом Ферганском канале пробы отбирали с четырех станций: две с верховья (станция В I - с.Лугумбек, В 2 - с.Куйгоняр, по народному - Зеленый мост), со среднего течения канала ( №3 -с.Шамирза), одну - с конечного участка канала (14- окрестность г.Коканда). В работе приняты соответствующие обозначения указанных станций - БФК]-, БФК2» БФКд и БФК4. Всего с пятнадцати станций собрано 600 проб донной фауны (из них 200 качественных и 400 количе стве иных).
В работе мы руководствовались общепринятой ( 32, 33, 53, 60 123) и специальной ( 4,6,8,9,21,23,34,61,89,117,126,148,154,156, 165,169,172,173,174,187,190) методиками. Полевые гидрохимические и гидробиологические исследования проводили ежемесячно на каждой станции. Во всех исследуемых каналах производили измерения глубины, скорости течения, температуры воздуха и температуры воды - на поверхности и у дна (термометром, установленного в батометр нера), прозрачность - диском Секки, цветность - по шкале Фореля-Уле, концентрацию водородных ионов (рН) - колориметрическим методом, определение содержания кислорода - по методу Винклера, окисляемость - перманганатным методом, свободную углекислоту (С0) - титрованием 0,02 N раствором соды с фенолфталеином. Полный ионный анализ проводили в гидрохимических лабораториях мелиорации Ферганского и Ошского областного управления оросительных систем из отобранных и зафиксированных проб воды, привозимых ежемесячно, Альгологичешсий материал обработан С.Н.С. - С.Х.Ха-лиловым (Институт микробиологии АН УзССР).
Физико-географическая и гидрологическая характеристика исследованных водоемов
Ферганская долины - это котловина, занимающая 77,9 тыс,км2 площади, окруженная горами Тянь-Шаня, Памиро-Алая и адырамй .От всей площади Ферганской долины на территорию Киргизской ССР приходится 53 тыс.км2, Узбекской ССР - 17,0 тыс.км2 и Таджикской ССР - 7,9 тыс,км2.
Центральная часть Ферганской долины расположена в предгорьях Алай-Туркестанской и Чаткальскои систем,восточная часть окружена адырамй, с севера - Чагырташем, с юга и юго-востока - предгорьями Туямоюна, Чилустуна и Кырташа, с запада - Асакинскими адырамй. В.Л.Шульц (1950) пишет, что горы Средней Азии являются важным климато-гидрологическим фактором, и в первую очередь, конденсатором влаги, дающим начало речным артериям и подземным водам.
Время возникновения искусственных оросителей в Ферганской долине относят к бронзовому веку ( П век до н.эры). Интенсивное же строительство оросительной системы в Средней Азии началось лишь в 20-30-е годы.
Климат в Ферганской долине умеренно-континентальный в горном и предгорном поясе и резко континентальный в аридном, или равнинном, поясе. Здесь большая амплитуда внутригодовых и суточных колебаний температуры воздуха, незначительное количество осадков, преобладание испарения над осадками; неравномерное распределение осадков в течение года ( И.А.Ильин, I960; Н.Ф.Соловьева, 1959).
По ландшафту Ферганская долина делится на три зоны: горную, предгорную и равнинную. Горы, окружающие Ферганскую долину, сложены, в основном, изверженными породами, кристаллическими слан ж Адыры - небольшие холмистые возвышения наподобие гордами и мощными известняками; местами встречаются соленосные меловые и третичные известковые песчаники и глины. Предгорную зону образуют крупшэбломочные третичные и современные отложения, образованные конусы выноса горных рек; равнинная зона характеризуется распределением лессов, лессоводных пород мелкообломочных отложений и песков.
Эколого-фаунистический анализ макрозообентоса каналов центральной и восточной частей ферганской долины
В донной фауне каналов и коллекторов Ферганской долины найдено 149 видов (или форм) организмов макрозообентоса. Из них 94 вида (или формы) хирономид, 2 - стрекоз, 23 - поденок, 12 - веснянок, 2 - блефароцерид, I - дейтерофлебий, 2 - гелеид, 2 - водных клещей, I - клопов, 5 - ручейников, I - дйптер, 2 - моллюсков, 2 - олигохет (табл.1). Дейтерофяебия, блефароцериды, симулииды в незначительных количествах, тогда как веснянки и поденки наиболее разнообразны и являются массовыми формами для каналов горной зоны, а в каналах предгорной и равнинной зон они почти не встречаются, за исключением некоторых еврибионтных и евритермних форм поденок. 79 видов и форм донных беспозвоночных отмечены впервые в водоемах Ферганской долины.
Хироноадицы наиболее широко представлены во всех каналах различных высотных зон. Это - самая многообразная экологически гетерогенная группа, составляющая 65$ от общего числа видов. Обнаруженные виды и формы хирономид относятся к четырем подсемействам: Diamesi-пае - 9, Orthocladiinae -54, Chironominae - 32; ИЗ НИХ 26 - Chiro-nomini , 6 - Tanytarsini и 6 ВИДОВ И форм Tanypodinae.
Описано 2 новые для науки формы личинок хирономид Crypto-chlronomus kirgisicus sp nov И Syndiamesa ledjaevae sp. xiov. Как свидетельствуют данные, приведенные в таблице I, наиболее разнообразны и многочисленны виды подсемейства диамезин и ортокладиин.
Динамика численности и биомассы макрозообентоса каналов ферганской долины
Донная фауна каналов Ферганской долины как по количественному развитию, так и по видовому составу в разных зонах значительно отличается. Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует о том, что самые высокие показатели численности и биомассы макрозообентоса в каналах горной зоны. С уменьшением высоты наблюдается их заметное снижение к предгорной и равнинной зонам (табл.2). Это объясняется, прежде всего, различием фаунис-тического состава макрозообентоса каналов в этих зонах. Как отмечалось в главе 3, экологические условия каналов, расположенных на различных высотных зонах, отличаются между собой. Существенное влияние на различив макрозообентоса оказывают разные температуры воды, скорость течения и характер грунта, что обусловливает развитие специфических комплексов донного сообщества.
Так, например, если в каналах горной зоны доминирующей по численности и биомассе группой являются поденки, а веснянки и ручейники встречаются в меньших количествах, то в оросителях предгорной зоны доминируют хирономиды, а поденки - субдоминанты. В равнинной же зоне донное население представлено в основном только хирономидами, остальные группы организмов встречаются в незначительных количествах и не постоянно, чем и объясняется высокая биомасса макрозообентоса каналов горной зоны и низкая -каналов предгорной и равнинной зон.
Наиболее общей особенностью динамики численности и биомассы макрозообентоса для каналов всех зон является повышение этих показателей весной и осенью (табл.3). Донная фауна исследованных оросителей состоит преимущественно из амфибиотических насекомых (99$) и, наблюдаемые сезонные колебания численности и биомассы определяются особенностями их жизненных циклов. К.А.Бродский по материалам многолетних исследований горных потоков.
Общие законшерности формирования макрозообентоса каналов в зависимости от вертикальной зональности
Исследованные каналы и коллектор Ферганской долины располагаются, как уже отмечалось, в разных высотных зонах - от 200 до 2000 м над уровнем моря. Они имеют свои гидрологические и гидрохимические особенности, которые отражаются на качественном и количественном составе донной фауны. Видовое разнообразие макрозо-обентоса каналов горной зоны оказалось сравнительно более богатым, чем предгорной и равнинной. Отечено обеднение видового состава от горной к предгорной и равнинной зонам.
Каналы горной зоны характеризуются небольшим расходом воды, сравнительно высокой скоростью течения, низкой температурой воды; минерализация воды - низкая, дно - каменистое. Указанные экологические особенности благоприятны для формирования донной фауны с богатым видовым разнообразием и количественным развитием особей. В Найманском канале обнаружено - 57, в Араван-Акбуринском - 61 таксонов. Для них характерно массовое развитие поденок, преимущественно ведущих, прикрепленный образ жизни, в особенности ли-тореоксифильных холодноводных.
Из каналов предгорной зоны Отузадырский канал оказался так-сономически более разнообразным, чем БФК. В Отузадырском канале обнаружено 49 видов и форм донных беспозвоночных, в БФК- - 34, в БФК2 - ЗОі Для Отузадырского канала характерен небольшой расход воды, а для БФК-j- и ЕБК - высокий; остальные абиотические факторы почти одинаковы.
