Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Общая характеристика водохранилищных экосистем 8
1.2. Особенности структурно-функциональной организации макрозообентоса водохранилищ 10
1.3. Новосибирское водохранилище как среда обитания гидробионтов 21
1.4. Формирование и современное состояние биотических компонентов Новосибирского водохранилища 37
2. Материалы и методики исследований 44
3. Результаты исследований 52
3.1. Таксономический состав макрозообентоса и его сукцессии в процессе формирования сообщества 52
3.2. Биоценотический анализ макрозообентоса на основных типах донных отложений водохранилища 60
3.3. Трофическая структура и оценка продуктивности биоценозов 70
3.4. Пространственно-временная динамика сообщества макрозообентоса 79
3.4.1. Пространственное распределение 79
3.4.2. Сезонная и межгодовая динамика 92
3.4.3. Многолетние изменения 103
3.5. Мониторинг экологического состояния Новосибирского водохранилища по структурным показателям макрозообентоса 108
3.5.1. Оценка макрозообентоса как кормовой базы рыб 108
3.5.2. Оценка загрязнения донных отложений 111
Выводы 122
Список использованной литературы 125
Приложения 149
- Особенности структурно-функциональной организации макрозообентоса водохранилищ
- Биоценотический анализ макрозообентоса на основных типах донных отложений водохранилища
- Пространственно-временная динамика сообщества макрозообентоса
- Мониторинг экологического состояния Новосибирского водохранилища по структурным показателям макрозообентоса
Введение к работе
Актуальность исследования. Водохранилища являются водными объектами, которые находятся под многофакторным антропогенным воздействием, влияющим на гидрологический, гидрохимический и гидробиологический режимы водоема. В процессе эксплуатации большинства водохранилищ возникает множество проблем, для практического решения которых весьма актуальным является комплексное изучение состояния их абиотической среды и биотических компонентов. Как отмечает Л. А. Кудерский (1992), «в созданных искусственным путем экосистемах водохранилищ, их биотическая часть формируется, а затем функционирует в соответствии с общими экологическими законами и принципами, при этом за ведущими абиотическими факторами сохранен полный контроль. Изменения этих факторов, как правило, не совпадают с естественным режимом, к которому водные организмы адаптировались в процессе эволюционного развития» (с. 34).
В настоящее время накоплен обширный материал по становлению экологического режима водохранилищ и формированию их биотической составляющей. Выявлены общие закономерности трансформации энергии в водохранилищах различных географических зон (Алимов, 1982, 1988). Однако каждая отдельная экосистема уникальна и обладает только ей присущими специфическими чертами, особенно если речь идет о таком обширном водоеме, как Новосибирское водохранилище.
Новосибирское водохранилище является крупнейшим водоемом Западной Сибири и имеет важное экологическое и хозяйственное значение для региона. Это водоем комплексного использования, служит для нужд водоснабжения, энергетики, водного транспорта, рыбного хозяйства. Кроме того, водохранилище имеет рекреационное значение, являясь излюбленным местом отдыха и любительского рыболовства для жителей Новосибирской, Кемеровской областей и Алтайского края. В связи с этим при существующем режиме эксплуатации водных ресурсов водоема особое значение приобретает разработка вопросов его оптимального использования в целях сохранения высокого качества воды как источника питьевого водоснабжения и в целях интересов рыбного хозяйства.
Общеизвестно, что интегральным показателем состояния экосистемы водоема является ее биопродуктивность, тесно связанная с качеством воды, которое на современном этапе во многом определяется возрастающим влиянием антропогенного фактора. Как показывает опыт мониторинговых наблюдений, в результате активной хозяйственной деятельности в водоемах различного типа могут происходить изменения, влекущие за собой эвтрофирование, ацидофикацию, уменьшение продуктивности, загрязнение, ухудшение качества воды и т. п. Эти изменения необходимо уметь прогнозировать и управлять ими, что возможно лишь при условии знания структуры и функциональных характеристик сообществ, участвующих в общих процессах круговорота веществ и трансформации энергии в водных экологических системах (Константинов, 1979; Зимбалевская, 1985; Алимов, 1989; Баканов, 2000 и др.). Формирование качества воды в условиях водохранилищ представляет собой сложный процесс, зависящий от особенностей стока и взаимодействия большого числа абиотических и биотических факторов. Знание этого процесса актуально для разработки методов управления им как в водной системе в целом, так и на отдельных ее участках. Организмы макрозообентоса наряду с другими биологическими компонентами участвуют в формировании качества воды в процессе минерализации органического вещества грунтов и самоочищения. Благодаря длительности жизненных циклов и постоянству местообитания донные животные являются хорошими индикаторами хронических загрязнений, что позволяет по составу бентоса выделять участки, подверженные такому загрязнению (Алимов и др., 1996; Баканов, 1997, 2000; Яковлев, 1999).
Новосибирское водохранилище имеет большое рыбохозяйственное значение для жителей региона. Основу уловов составляют рыбы-бентофаги, главным образом крупный частик лещ (до 90% от общего ежегодного улова рыбы в водохранилище). Организмы макрозообентоса являются доминирующими в рационе леща. Согласно основным положениям теории динамики стада рыб (Никольский, 1974), на которой базируется рациональная эксплуатация рыбных ресурсов, обеспеченность рыб пищей является определяющим условием формирования рыбных запасов водоема. Объективная оценка потенциальной рыбопродуктивности водоема, являющаяся биологической основой определения общих допустимых уловов, невозможна без знания структурных и функциональных особенностей сообщества макрозообентоса как кормовой базы рыб.
Целью работы является изучение структурно-функциональной организации сообщества макрозообентоса для оценки экологического состояния Новосибирского водохранилища.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Изучить таксономический состав и структуру макрозообентоса на основных биотопах водоема.
На основании данных о таксономической, количественной, трофической структуре биоценозов макрозообентоса оценить их продуктивность.
Изучить пространственно-временную динамику сообщества макрозообентоса и факторы, ее обусловливающие.
Оценить состояние сообщества, трофический статус водоема и качество донных отложений по структурным показателям макрозообентоса.
Научная новизна. Впервые обобщены и проанализированы материалы по состоянию сообщества аборигенного макрозообентоса в современный период существования Новосибирского водохранилища. Выявлены особенности структурно-функциональной организации сообщества, его пространственная и временная динамика. К научной новизне может быть отнесен и анализ изменений, произошедших в сообществе макрозообентоса с начального периода существования водохранилища (1959-1971 гг.) по настоящее время (1991-2002 гг.). Впервые на основании структурных характеристик макрозообентоса с использованием интегральных показателей биоиндикации показано состояние донных отложений Новосибирского водохранилища.
Практическое значение. Результаты исследований являются составной частью общих сведений о биологическом режиме Новосибирского водохранилища и могут быть использованы: при разработке прогнозов гидробиологического режима вновь создаваемых водохранилищ сходного типа; при разработке рыбоохранных мероприятий: требований к уровенному режиму, мероприятий по охране водоема от загрязнений; для оценки пищевой обеспеченности рыб-бентофагов, при прогнозировании и рациональном использовании их запасов; для оценки ущерба, наносимого рыбным ресурсам водоема при воздействии различного характера: эксплуатации водозаборных сооружений, разработке месторождений нерудных строительных материалов, строительстве различных объектов и т. д.
Основные положения, выносимые на защиту:
Макрозообентос характеризуется незначительным таксономическим разнообразием, упрощенной структурой и высокой степенью доминирования отдельных таксонов.
На количественное развитие макрозообентоса существенное влияние оказывает лещ, численность которого обратно пропорциональна средней биомассе макрозообентоса.
По сравнению с первым десятилетием существования водоема в макрозообентосе увеличилось значение олигохетно-моллюскового комплекса.
Структурные изменения сообщества макрозообентоса отражают нарастающее эвтрофирование водоема, а отмеченные загрязнения носят локальный характер.
Особенности структурно-функциональной организации макрозообентоса водохранилищ
Сообществам донных организмов в условиях водохранилищ с самого начала их создания уделялось большое внимание, так как будучи непосредственно связанными с донными отложениями, формирование и накопление которых определяют трофность и продуктивность водохранилищ, они могут служить индикатором развития водоема, темпов сукцессии в нем, критерием оценки уровня антропогенных воздействий.
Согласно А. И. Баканову (1985), формирование бентоса водохранилищ можно рассматривать как процесс перехода из одного относительно стационарного состояния (бентос исходного водоема) в другое (бентос сформировавшегося водохранилища), который может идти несколькими путями. Выделяются 5 типов формирования бентоса. Для крупных водохранилищ Волги и Днепра наиболее характерен первый тип с «мотылевой стадией», описанный Ф. Д. Мордухай-Болтовским (1961) для Горьковского и Куйбышевского водохранилищ.
Становление зообентосных сообществ в водохранилищах идет с разной скоростью и определяется скоростью «нивелировки» биотопов (Ляхов, 1967, 1976). По мнению Ф. Д. Мордухай-Болтовского (1961), формирование сообществ зообентоса в крупных водохранилищах протекает в три стадии: стадия разрушения речных биоценозов; стадия массового заселения дна личинками хирономид; стадия постоянных биоценозов, наступающая тогда, когда распределение зообентоса приходит в соответствие с условиями обитания.
Результаты прогнозирования формирования зообентосных сообществ в водохранилищах волжского каскада значительно разошлись с действительностью. Предполагалось преобладание гомотопной фауны, длительность формирования 8-10 лет и очень высокая биомасса - до нескольких десятков граммов (Пирожников, 1971). На самом деле в зообентосе вновь созданных водоемов преобладают личинки хирономид (мотыль), стадия постоянных биоценозов наступает через 3-4 года после заполнения, а биомасса после вспышки мотылевой трофии составляет в среднем 2-3 г/м (Николаев, 1980).
Все основные закономерности становления донных биоценозов, наиболее хорошо изученные для равнинных водохранилищ волжского каскада, характерны и для Новосибирского водохранилища. Как отмечает Л. А. Благовидова (1961а, 19616), вспышка трофии, отмеченная для первых 2-3 лет после залития, сопровождалась массовым развитием мотыля, биомасса которого достигала в среднем 15-20 г/м . Но уже в 1962 г. было отмечено снижение количественных показателей общего зообентоса (до 5-10 г/м2), хотя мотыль и оставался доминирующим видом (Благовидова, 1967).
Известно, что на первых этапах становления водоема сохраняются преимущественно формы с широкой экологической валентностью. Степень экологической устойчивости видов определяется многообразием адаптивных реакций (Шкорбатов, 1984). На этапе формирования экосистемы у гидробионтов происходят изменения в биологических, морфологических и других группах признаков. Они могут рассматриваться как проявление адаптациогенеза - приспособления организмов к изменившимся и внезапно возникшим новым условиям существования (Кудерский, 1974). Такие микроэволюционные приспособления на популяционном уровне достаточно характерны для водохранилищных экосистем и, вероятно, проявляются у многих донных беспозвоночных, но наиболее хорошо изучены для мотыля (Мотыль..., 1983).
Существование и функционирование экосистемы во многом определяются характером видового и структурного разнообразия составляющих ее сообществ (Whittaker, 1980; Одум, 1975; Чернов, 1991).
Согласно современным представлениям, концепция видового разнообразия объединяет две независимые характеристики сообществ: видовое богатство (плотность видов, которая характеризуется общим числом имеющихся видов) и распределение обилия между видами, или выравненность, основанная на относительном обилии или другом показателе значимости вида и его положении в структуре доминирования (Одум, 1975). Двойственность природы показателей разнообразия затрудняет экологическую интерпретацию результатов, полученных с их использованием, и вынуждает исследователя обращаться к анализу каждого из компонентов в отдельности (Песенко, 1982).
Уточнение качественного состава фауны является главной задачей традиционных эколого-фаунистических исследований сообществ как компонентов экосистемы. Как правило, исследователю остается неизвестным
Биоценотический анализ макрозообентоса на основных типах донных отложений водохранилища
В качестве критерия при выделении биоценозов донных животных используют, как правило, характер донных отложений (Жадин, 1940, 1956; Воробьев, 1949). Впервые схема дифференциации грунтовых отложений в водохранилище в связи с изучением распределения организмов макрозообентоса предложена Л. А. Благовидовой (1967, 1976). Становление грунтового комплекса, наиболее активно происходившее на начальном этапе существования водоема, в настоящее время стабилизировалось и зависит в основном от перераспределения иловых отложений на участках с повышенным гидродинамическим режимом. Разнообразие местообитаний донных беспозвоночных в водохранилище в настоящий период сводится к четырем основным биотопам, имеющим наибольшие площади распространения (см. главу 1). Анализ структуры макрозообентоса проведен раздельно для каждого типа грунта, анализировались данные сборов за 1995-1999 гг.
Наиболее широкое распространение имеют серые иловые отложения, занимающие различные элементы подводного рельефа дна. Если в нижней озе-ровидной части водохранилища серые илы встречаются начиная с глубины 6-7 ми ниже, то в верхней части начало границы их распространения повышается до 2,5-3,0 м (Широков, 1972). Биотоп серых илов формируется в русловой зоне среднего участка, Ирменского и Приплотинного плесов, а также на пойменных участках с замедленным водообменом и в понижениях рельефа. Иловые отложения имеют в основном аллохтонное происхождение, связанное с выпадением мелкодисперсных минеральных и органических частиц из водных масс, приносимых притоками, главным образом р. Обью. На пойменных участках левобережной части водоема значительный удельный вес имеют серые илы автохтонного происхождения, что связано с повышенными биомассами фитопланктона (в отдельные периоды «цветением» воды на этих участках). По своему гранулометрическому составу эти отложения имеют более 30% пелитовой фракции относятся к типичным илам. Это хорошо отсортированные частицы с повышенным содержанием органических веществ -до 6,53% (Широков, 1972). Условия на биотопе способствуют развитию лимнопелофильного комплекса организмов.
Всего за период исследований на биотопе отмечено 27 таксонов различного ранга (табл. 5), из которых большая часть (16) - личинки хирономид. Чаще всего отмечаются личинки Procladius (93,6%), Chironomus gr. plumosus (73,0%), Cryptochironomus ussouriensis (47,6%), Harnischia curtilamellata (11,1%) и Leptochironomus tener (11,1%), остальные виды хирономид относятся к редко встречающимся. Наиболее массовыми являются олигохеты сем. Tubificidae, главным образом, Limnodrilus hoffmeisteri, характерные обитатели биотопа -мелкие двустворчатые моллюски сем. Pisidiidae, встречающиеся примерно в половине проб макрозообентоса (42,9%). Отмечены представители трех родов этого семейства: Pisidium, Sphaerium и Euglesa, численность которых может достигать в отдельных пробах весьма высоких величин - до 200-300 экз./м .
Количественные показатели развития видов, формирующих ядро биоценоза, представлены в табл. 6. На биотопе серых илов общая биомасса макрозообентоса определяется биомассой мотыля Chironomus gr. plumosus (Р 0,001), а общая численность - численностью олигохет Limnodrilus hoffmeisteri (Р 0,001). Для этих видов характерны наиболее высокие индексы ценотиче-ской значимости и доминирования. Совместно с Pisidiidae и Procladius таксоны доминанты формируют 95% численности и 94% биомассы общего бентоса на биотопе серых илов.
Перечисленные группы и виды организмов составляют типичный иловый комплекс, развивающийся на однородных грунтах с относительно стабильными условиями при хорошей обеспеченности пищей. Площади заиленных с различной степенью песков в водохранилище постоянно увеличиваются. Они характерны для русловых участков зоны переменного подпора (в период прохождения паводков нижняя граница - Ордынский разрез). Узкой полосой заиленные пески прослеживаются по левобережью среднего и Ирменского плесов, где также характерны для участков размываемых островов. В нижней зоне заиленные пески отмечены на правобережной пойме р. Берди, где доходят до плотины Новосибирской ГЭС. Распространены они и в некоторых правобережных заливах (Миловановский, Абрашинский, Тулинский, Бердский).
На этом биотопе складывается биоценоз, видовую структуру которого формируют 28 таксонов. В составе хирономид появляются псаммофилы Lipiniella arenicola, Cladotanytarsus gr. mancus, и мелкие реофильные p. Cryptochironomus. Средняя биомасса ценоза снижается по сравнению с серыми илами в три раза, происходит перераспределение в составе доминирующего комплекса. На фоне снижения значимости олигохет повышается роль Chironomus gr. plumosus, который определяет общую биомассу как по численности (Р 0,001), так и по биомассе (Р 0,001).
Индексы плотности тубифицид и мелких двустворчатых моллюсков на заиленных песках снижаются вдвое по сравнению с биотопом серых илов (см. табл. 6). Тубифициды представлены Limnodrilus hoffmeisteri (до 90% от общей численности олигохет), среди моллюсков преобладают Pisidium amnicum и Sphaerium corneum.
Заиленные пески прибрежных участков, осушаемых во время сработки уровня, активно заселяются брюхоногим моллюском p. Viviparus, совместно с ним встречаются тубифициды и единично пиявки. В особо плотных скоплениях концентрация живородки достигает 1,5-2,0 кг/м2 при численности 3-5 тыс. экз./м2. Отмеченные впервые в начале 1990-х годов в устье Ордынского залива, в последние годы живородки значительно расширили ареал и встречаются практически повсеместно.
Биотоп чистых песков формируется на участках с усиленным гидроди намическим режимом, где происходит размыв иловых отложений. Распространен в верхней зоне водохранилища по затопленному руслу р. Оби и протокам, встречен локальными участками в прибрежной части островных массивов среднего и Ирменского плесов. Граница распространения песчаных отложений составляет 4-5 м, а в верховье доходит до 2-метровой глубины. Преобладают частицы диаметром от 0,5 до 0,2 мм (свыше 50%), содержание органических веществ не превышает 1-2% (Широков, 1972).
На биотопах чистых песков формируются две категории ценозов. На участках литорали водохранилища, подверженных волновому размыву (пески открытого прибрежья), а также частично зарастающих, доминируют гаммариды -акклиматизанты, определяющие общую биомассу сообщества (Р 0,001). Совместно с ними часто встречаются псаммофильные личинки хирономид р. Polypedilum, Cladotanytarsus gr. mancus и Lipiniella arenicola, однако наибольшую значимость имеют хирономиды p. Chironomus. Последние весьма характерны для второй категории ценоза чистых песков, распространенной в верхнем участке водохранилища, где встречаются совместно с мелкими реофиль-ными личинками p. Cryptochironomus, индексы плотности которых невелики из-за низкой индивидуальной массы. В качестве субдоминанта на чистых песках повсеместно присутствуют хирономиды Cryptochironomus gr. defectus.
Биотоп грубодетритных илов характерен для зарастающих высшей водной растительностью закрытых участков верхней зоны водохранилища (Крути-хинское мелководье), встречается в местах впадения боковых притоков, в частности р. Ирмень, а также в заливах (Храпиха, Ордынский, Чингисский, Берд-ский), образовавшихся в устьях впадающих речек. Здесь для них временами характерен сероводородный запах в связи с большим количеством разлагающихся остатков высшей водной растительности. В целом этот тип донных отложений занимает незначительную площадь дна водохранилища.
В данном биотопе формируется типичный мотылевый ценоз с высоким доминированием личинок Ch. gr. plumosus. Связь биомассы мотыля с общей биомассой макрозообентоса очень высокая (Р 0,001), однако на общую чис
Пространственно-временная динамика сообщества макрозообентоса
Особенности пространственного распределения макрозообентоса в водохранилищах имеют общий характер, связанный с экологической разнородностью отдельных участков, выделяемых в равнинных водохранилищах (Дзюбан, 1960; Антипова, 1961; Денисов, Мейснер, 1961; Лапицкий, 1970; Кудерский, 1984 и др.). Распределение макрозообентоса по акватории водохранилища определяется такими факторами, как характер грунтов, глубина, проточность, причём в конкретном водоеме эти факторы обычно сильно скоррелированы (Поддубный и др., 1990). Гетерогенность условий обитания обусловливает изменчивость структурных характеристик сообществ макрозообентоса. Для большинства водохранилищ характерно увеличение обильности макрозообентоса по направлению от верховий к плотине (Ляхов, 1973; Нечваленко, 1980; Алексевнина, 1988 и др.). При этом фауна верхних участков, в силу значительной проточности имеющая реофильный облик, замещается комплексом организмов, характерных для лимнических биотопов.
Специфической чертой всех водохранилищ является неоднородность вдоль продольной оси. По мере движения от верхних участков к плотине большинство исследователей водохранилищ выделяют в их составе ряд отдельных участков, относительно обособленных в экологическом отношении (Поддубный и др., 1990). В Новосибирском водохранилище выделяются 3 участка: верхний, средний и нижний, подразделяемый на Ирменский и Приплотинный плесы, а также самый крупный залив водохранилища, образованный в устье р. Бердь - Бердский.
Режим верхнего участка (Камень-на-Оби — Усть-Алеус) близок к речному. На русловых участках, а также в прирусловых протоках сохраняются значительные скорости течения. Для основных биотопов характерны чистые песчаные грунты различных фракций (русловая часть) и илы с примесью растительных остатков (мелководья). На верхнем речном участке развитие донных животных тормозится недостаточным осаждением детрита, что связано с высокой скоростью течения.
Видовой состав донных сообществ верхнего участка в русле формируется в основном за счет реофильных беспозвоночных: личинки мошек, хирономиды Orthocladiinae, Harnischia fuscimana, Paracladopelma camptolabis, Chernovskiia га и др. На зарастающих мелководьях развивается фитофильный комплекс беспозвоночных: хирономиды Leptochironomus tener, Cladopelma viridula, Glyptotendipes gr. gripecoveni, Endochironomus gr. tendens и др., брюхоногие моллюски Valvata piscinalis, Lymnaea stagnalis и др., малощетинковые черви Naididae, Peloscolexferox и др.
Несмотря на относительное разнообразие, ведущую роль в создании биомассы играют личинки хирономид (рис. 3), и прежде всего мотыль: на участках с течением - речная форма thummi, на пойменных участках - / /. plumosus и semireductus. Встречаемость хирономид в макрозообентосе, так же как величина и долевое участие в суммарной биомассе, практически 100%-ные. Развитие гомотопного комплекса (олигохеты и моллюски) сдерживается на русловых участках высокой скоростью течения, а на пойме - периодическим осушением и промерзанием. Средняя за период исследований биомасса макрозообентоса на русловых участках составила 1,04, на пойменных - 2,28 г/м2.
Средний участок водохранилища (Верх-Алеус - Завьялово) имеет наибольшую протяженность. Здесь складываются условия, характерные для переходной зоны между речным и озеровидным участками водоема. На исключительное значение переходной зоны в формировании биоценозов макрозообентоса водохранилищ указывает Е. В. Пастухова (1979). Благоприятным фактором является усиление процессов седиментации из-за значительного снижения скорости течения. Это приводит к массовому развитию на данном участке мелких двустворчатых моллюсков фильтраторов сем. Pisidiidae. Резко возрастает их значение в общей биомассе макрозообентоса. Так, на русловом участке Чингисского разреза при общей биомассе 6,64 г/м на долю двустворчатых моллюсков приходится 55%. На локальных участках литорали левобережья средней зоны, где отмечается органическое загрязнение, складываются благоприятные трофические условия для массового развития брюхоногих моллюсков, и прежде всего живородки Viviparus, биомасса которой достигает 2-3 кг/ м (левобережье Ордынского разреза).
На среднем участке заметно увеличивается и плотность олигохет. Если в верховьях (Чингисский разрез) они формируют около 5% биомассы макрозообентоса, то на русле Ордынского разреза их доля возрастает до 54%. Развитие олигохет на выше расположенных участках водохранилища сдерживается повышенными скоростями течения. Во время прохождения паводков происходит смыв илов в русловой зоне, и в некоторые годы песчаные отложения простираются вплоть до Ордынского разреза.
Таким образом, для макрозообентоса среднего участка характерно снижение роли хирономидного комплекса (в среднем до 30% от общей биомассы), увеличение значимости олигохет и особенно двустворчатых и брюхоногих моллюсков.
Основная акватория Ирменского плеса занята мягкими серыми илами. Если в правобережной русловой части еще сохраняется течение и приток аллохтонной органики, то на пойменных участках формируется обширная почти застойная зона, для которой характерно «цветение» в летний период. Основные группы макрозообентоса вносят примерно одинаковый вклад в создание биомассы, лишь для глубоководных станций правобережья характерно некоторое увеличение доли двустворчатых моллюсков - до 72% от общей биомассы (11,12 г/м ), а на пойменных участках возрастает плотность олигохет - до 51% от общей биомассы (6,78 г/м). Встречаемость личинок хирономид {Chironomus gr. plumosus, Procladius ferrugineus, Cryptochironomus ussoriensis) весьма высока, однако в количественном отношении они уступают первичноводным беспозвоночным.
Обширное Пичуговское мелководье, расположенное в левобережной части Ирменского плеса, большей частью осушается в период сработки уровня. Значительная его часть представлена песчаными донными отложениями.
Мониторинг экологического состояния Новосибирского водохранилища по структурным показателям макрозообентоса
Результаты многолетнего гидробиологического мониторинга сообщества макрозообентоса в водохранилище позволяют сделать ряд заключений о состоянии некоторых элементов экосистемы Новосибирского водохранилища.
Поскольку макрозообентос составляет основу кормовой базы наиболее массового промыслового вида леща, очень важно оценить его с этой стороны. Отмечаемые сезонные и межгодовые колебания количественных показателей сообщества заставляют осторожно подходить к оценке кормности водоема. Для сравнительной оценки состояния макрозообентоса как кормовой базы рыб использовали «шкалу трофности», предложенную С. П. Китаевым (1984), а также классификацию ГосНИОРХ (Пидгайко и др., 1968), основанные на шкале показателей биомассы.
В табл. 16 приведены средние значения количества станций, отмеченных за период мониторинговых исследований с 1991 по 2001 г. с биомассами макрозообентоса, соответствующими градациям используемых классификаций.
Согласно «шкале трофности», биомасса макрозобентоса на большинстве станций (73,6% летом и 71,9 осенью) принимает значения ниже 5,0 г/м2, что позволяет отнести Новосибирское водохранилище по уровню развития макрозообентоса к классу ниже среднего или р-мезотрофному типу.
Согласно классификации ГосНИОРХ макрозообентос на подавляющем большинстве станций оценивается как малокормный ( 3 г/м ). В летний период на 74.9% станций бентос оценивается как мало- и среднекормный, осенью этот показатель равен-71.9%, т. е. условия откорма рыб незначительно улучшаются.
Количество станций с биомассой 15 г/м возрастает с 3.0% летом до 7.3% осенью.В целом водохранилище по уровню развития макрозообентоса можно характеризовать как водоем сравнительно малокормный в период интенсивного нагула рыб в летний период и как водоем среднекормный в конце вегетационного периода - осенью, когда снижается пищевая активность бентофагов, а организмы макрозообентоса в результате воспроизводства и соматического роста увеличивают биомассу.
Новосибирское водохранилище может быть отнесено к водоемам со средней обеспеченностью пищей рыбного населения и неоднородным ее распределением, и потому является типичным средним водохранилищем, поскольку среднемноголетняя за вегетационный период биомасса макрозообентоса (4,27±0,60 г/м ) соответствует величине, установленной в среднем для водохра-нилищ страны (4.65 г/м ) (Баканов, 1985).
Следует отметить, что приводимые данные отражают состояние «мягкого бентоса», т. е. без учета крупных представителей малакофауны, которые в общем биопродукционном процессе водохранилища представляют собой «трофический тупик», поскольку недоиспользуются рыбным населением водоема. В последнее десятилетие в составе макрозообентоса отмечается повышение роли брюхоногих моллюсков вивипарид, средняя биомасса которых, по результатам наших исследований, составляет 24 г/м , а создаваемая ими средневегетацион-ная продукция - 160 кДж/м , что значительно превышает аналогичные показатели остального бентоса. На отрицательную роль массового заселения водоемов брюхоногими моллюсками указывают и литературные данные (Круглова, 1962). При этом отмечается не только снижение пищевой ценности бентоса, но и обострение паразитарной обстановки в водоемах в связи с тем, что брюхоногие моллюски являются промежуточными хозяевами возбудителей различных заболеваний рыб.
На наш взгляд, одной из причин массового развития брюхоногих моллюсков может являться отсутствие в составе ихтиофауны водохранилища типичных рыб-моллюскоедов, а также отмечаемое наблюдениями ЗапСибНИИВБАК снижение запасов бентофагов осетровых, пищевые потребности которых во многом удовлетворяются за счет малакофауны. В связи с этим, с целью более рационального использования кормовых ресурсов водоема необходима разра ботка биологического обоснования по вселению в него рыб-моллюскоедов. Изменения структурных и количественных показателей сообщества макрозообентоса, обитающего на различных участках водохранилища, подверженных антропогенному загрязнению, могут служить предпосылкой к использованию их в качестве биоиндикаторов присутствия в водоеме загрязняющих веществ и способствовать выявлению локальных источников их поступления. Поскольку применение отдельных индексов часто дает совершенно разные результаты, которые довольно сложно интерпретировать, для объективного заключения об экологическом состоянии водоема целесообразно использовать комбинированные показатели (Баканов, 2000).
Следует отметить, что впервые оценка степени загрязнения донных отложений с использованием структурных показателей макрозообентоса была проведена в 1981-1982 гг. (Миронова, 1985) в рамках комплексного исследования Новосибирского водохранилища Западно-Сибирским научно-исследовательским институтом Госкомгидромета. Расчеты нескольких индексов (биотический индекс по Вудивису, индекс Гуднайта-Уитли, индекс Карра и Хилтунена), определяющих качество среды, показали несовпадение результатов. Однако в целом был сделан вывод о происходящем на некоторых участках Новосибирского водохранилища (Бердский залив, у п. Ордынск, разрез Береговое - Быстровка) накоплении донной органики.
Для сравнительной оценки состояния донных отложений различных участков водохранилища нами использован комбинированный показатель загрязнения (КИЗ), разработанный А. И. Бакановым (2000, 2002) с целью индикации состояния бентоса волжских водохранилищ. Кроме величин показателя КИЗ на отдельных станциях, было рассчитано его среднее значение для всего набора станций, в соответствии с которым определялось загрязнение участков (табл. 17).
