Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зооперифитон малой реки Девица на искусственных субстратах

Река Девица является правобережным притоком реки Дон, протяженность - 80 км, площадь водосбора - 1520 км² [1]. Зооперифитон малых рек Центрального Черноземья мало изучен. Сбор материала проведен в приустьевом участке реки, у с. Девица Семилукского района. Берега реки обрывистые (до 1 м), задернованы, обрамлены кустарником. Глубины в медиали составляли 0,7-0,9 м, температура воды в летний период - +22-23 єС. Основной тип грунта в реке - глина, местами - с примесью мела. Прозрачность воды - до дна, во второй половине лета на дне были развиты нитчатые водоросли, при очень слабой представленности водных макрофитов.

В летне-осенний период (25 июня - 4 октября) 2010 г. нами проведено исследование зооперифитона р. Девица с применением метода искусственных субстратов, при отборе проб дважды в месяц. Для проведения работы было смонтировано модифицированное устройство, являющееся аналогом ловушки, предложенной Т.А. Шараповой [2]. Установка для размещения экспериментальных субстратов представляла собой металлический каркас в форме усеченной пирамиды с подвесными креплениями, к которым подвешивались на разном расстоянии от дна реки (0,1 и 0,5 м) примерно равные по площади деревянные бруски, куски кирпича, битума. Определение беспозвоночных проводилось по определителям серии ЗИН РАН «Определитель пресноводных беспозвоночных России», т. 1-6. Сведения по пищевой специализации видов взяты из монографии А.В. Монакова [3] и др. Для определения насекомых и олигохет изготавливались временные (в глицерине) и постоянные (в жидкости Фора) препараты. Ценотические и трофические показатели взяты из работ [4,5].

Целью исследований являлось изучение видового состава, информационно-доминантной и трофической структуры зооперифитона р. Девица и оценка качества воды в условиях холодноводной реки.

В результате исследований зооперифитона р. Девица выявлен 61 вид беспозвоночных из 7 типов (табл. 1). Шесть видов приводятся впервые для Центрального Черноземья: турбеллярия Polycelis tenuis, клещи Lebertia convergella, L. schmidtii, хирономиды Rheocricotopus eminellobus, Nanocladius gr. baltica, Orthocladius saxosus. Около половины видов хирономид, поденки, ручейники, клещи, 2 вида стрекоз, по 1 виду моллюсков и клопов относятся к реофильным либо ручьевым. Другие виды являются эврибионтами, фитофилами либо обрастателями.

Таблица 1. Видовой состав зооперифитона р. Девица на различных субстратах

зооперифитон река субстрат беспозвоночный

Наиболее разнообразно представлен зооперифитон древесного субстрата - 36 видов из 8 значимых групп, включая хирономид, с максимальным их разнообразием (17).

На кирпичном и битумном субстратах обнаружено по 27 видов из 7 групп и 25 видов из 6 групп соответственно, в первом случае с наибольшим, во втором - с наименьшим представительством прочих насекомых (табл. 1). Отмечено, что видовое разнообразие сообществ, как и обилие, уменьшается у поверхности, что подтверждается и данными других авторов [2,6].

Доминирующими группами зооперифитона были насекомые (52,7% численности), в том числе хирономиды (41,4%), второстепенными - олигохеты (34,4%). В биомассе лидировали насекомые (56,2%) и моллюски (30,6%). Доля численности групп на различных субстратах отличалась. Олигохеты на древесине у дна и у поверхности составляли 26,3-19,2%, на кирпиче - 57,1-50,0%, на битуме - 20-50% соответственно. Роль насекомых была максимальной на древесине - 65,8-61,5%, составляя около трети численности на кирпичном субстрате - 32,1-35,6%, на битуме на глубине их роль выше (60,0%), чем у поверхности (42,9%). Роль хирономид была стабильной на различных глубинах: маскимальной на древесине (57,9 - 53,8%), минимальной - на кирпиче (17,9-14,3%), и значительной на битуме - 40,0-42,9%. Из других групп только на древесине отмечены пиявки (р. Erpodbella), только на битуме - турбеллярии p. Polycelis и кишечнополостные р. Hydra. Тихоходки, гидракарины и ракообразные (циклопиды) отмечены на древесине и кирпиче. Моллюски отмечены на всех типах субстратов, причем на битуме - на обеих глубинах, на других субстратах - только у поверхности. В биомассе основную роль на древесном субстрате на глубине играют насекомые (78,6%), у поверхности - моллюски (49,2%) и насекомые (37,7%). На кирпиче основу биомассы формируют насекомые (70,1-84,3%), на битуме - моллюски на глубине (55,2%), у поверхности - насекомые (41,2%) и моллюски (39,2%).

Численно преобладающими видами зооперифитона были наидиды Nais barbata (14,2%), Chaetogaster diastrophus (7,0%), Nais communis (5,1%) и хирономиды Orthocladius gr. saxicola (8,7%) и Ablabesmyia monilis (4,4%). В биомассе - клопы Aphelocheirus aestivalis (23,8%), моллюски Lymnaea glutinosa (16,1%), и ручейники Brachycentrus subnubilis (6,6%).

В течение летнего и осеннего периодов 2010 г. в зооперифитоне р. Девица происходила смена видового, таксономического и экологического состава зооперифитона. На начальной стадии заселения субстратов качественно и количественно преобладали гетеропотопные формы (амфибиотические насекомые). С конца июля повышалась роль гомотопных форм, подавивших гетеротопные в конце июля - по биомассе, затем, в августе - численно, а в сентябре - и численно, и по биомассе.

На всех исследуемых субстратах и на всех глубинах выявлены различные типы сообществ (табл. 2), при этом на древесном субстрате лидировали хирономиды разных видов (танитарзины на глубине, ортокладиины - у поверхности), на битуме - моллюски (прудовики на глубине, мелкие катушки - у поверхности), на кирпиче - олигохеты сем. Naididae на глубине, у поверхности - насекомые (клоп Aphelocheirus). Информационные показатели сообществ показывают благополучный уровень их структуры (Н > 3,0 бит/экз.), при этом наиболее оптимально сформирован перифитон древесного субстрата, наименее - кирпичного, что подтверждается индексами выровненности V и устойчивости А. Следует отметить очень низкий уровень избыточности (энтропии) сообществ F, составляющий от 0,02 до 0,2, при минимуме на битумном субстрате, что свидетельствует о максимальном использовании информационного потенциала этих ненасыщенных особями сообществ.

Трофическая структура зооперифитона сформирована 3 трофическими группами и 9 гильдиями (табл. 3). На древесном и кирпичном субстрате выявлено по 6 гильдий, на битуме - лишь 3, что свидетельствует о непреферентности данного типа субстрата, не предоставляющего богатого нишевого разнообразия для перифитона.

Наиболее оптимальны трофические показатели древесного субстрата, для которого характерны стабильно высокое трофическое разнообразие (Нтр) и уровень конкуренции (Х/М). Доминировала трофическая группа «мирных» полифагов при значительной доле участия зоофагов.

На кирпичном субстрате резко доминировали зоофаги за счет личинок стрекоз и имаго клопов, но это может свидетельствовать и о преимущественно планктонном рационе хищного звена.

Таблица 2. Доминантно-информационная структура зооперифитона р. Девица

На битуме в придонном слое лидируют хищные полифаги (где значительна и роль облигатных хищников), у поверхности - «мирные» полифаги, где роль зоофагов минимальна.

Таблица 3. Трофическая структура зооперифитона р. Девица

Роль крупных хищников была максимальна в июле, при доминировании крупных гомотопных форм - пиявок, турбеллярий и клопов. В этот же период наблюдалось и максимальное разнообразие зоофагов. В августе отмечено снижение разнообразия зоофагов, редукция крупных гомотопных и рост значимости мелких гетеротопных форм хищников, что свидетельствует о серьезной ценотической перестройке. В большинстве сообществ число трофических уровней достигает 5, в 2 сообществах трофическая пирамида имеет незавершенный вид - в поверхностном слое на древесном субстрате из-за отсутствия группы хищных полифагов (4-уровневая структура) и битумном, где, кроме этого, отсутствовали верховные хищники (3-уровневая структура).

Оценка качества воды проводилась с использованием индекса сапробности Пантле и Букка в модификации Сладечека, индикаторные веса взяты из работ [7, 8, 9]. Всего выявлено 39 видов-индикаторов сапробности, среди которых 79,5% видов относятся к в-мезосапробным организмам. Индексы сапробности характеризуют изучаемый участок как в-мезосапробную (умеренно-загрязненную) зону: на древесном субстрате зооперифитон показывал значения S=2,16 у дна и 2,18 у поверхности, на кирпичном - 2,08-1,98, на битуме - 2,03-2,24 соответственно, что свидетельствует об отсутствии их значительного органического загрязнения, с незначительной пессимизацией битумного субстрата у поверхности. В течение сезона прослеживается тенденция снижения индекса сапробности у поверхности для древесного и кирпичного субстратов и его повышения - для битумного. Ухудшение ситуации отмечено в середине и конце июля (древесный и кирпичный субстраты, до S=2,3-3,0), в периоды максимальной жары 2010 г.

Результаты и обсуждение. В результате исcледований зооперифитона на 3 типах субстратов и двух глубинах в р. Девица впервые в ЦЧР выявлен видовой состав зооперифитона малой реки (61 вид, из них 6 видов - новые для ЦЧР): на древесном субстрате - 36 видов, на кирпичном - 27, на битумном - 25. Численно доминирующими группами были насекомые и олигохеты, в биомассе - насекомые и моллюски. Выявлено 6 типов сообществ, на древесном субстрате основными доминантами были хирономиды, на кирпичном - олигохеты либо насекомые, на битуме - брюхоногие моллюски. Во всех сообществах уровень информационного разнообразия и устойчивости свидетельствует о благополучии их структур, с оптимумом на древесном субстрате и пессимумом - на кирпичном. Показатели трофической структуры зооперифитона показывают пессимальность битумного субстрата. Согласно индексу сапробности, воды в р. Девица в приустьевом участке оцениваются как умеренно-загрязненные (в-мезосапробный класс вод).

Библиографический список

зооперифитон река субстрат беспозвоночный

1. Дмитриева В.А. Гидрологическая изученность Воронежской области. Каталог водотоков. - Воронеж: ИПР ВГУ, 2008. - 225 с.

2. Шарапова Т.А. Зооперифитон внутренних водоемов Западной Сибири - Новосибирск: Наука, 2007. - 167 с.

3. Монаков А.В. Питание пресноводных беспозвоночных - М.: ИПЭЭ РАН, 1998. -320 с.

4. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования водных экосистем. - СПб.: Наука, 2000. - 147 с.

5. Силина А.Е., Прокин А.А. Трофическая структура макрозообентоса болотных водоемов лесостепной зоны Среднерусской возвышенности // Биология внутренних вод. - 2008. - №3. - С. 35-44.

6. Скальская И.А. Зооперифитон водоемов бассейна Верхней Волги. - Рыбинск: ИБВВ РАН, 2002. - 256 с.

7. Сладечек В., Розмайлова В. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч. III. Индикаторы сапробности. - М.: Изд. отд. Упр. дел секр-та СЭВ, 1977. - 92 с.

8. Fauna aquatica Аustriaca /A comprehensive Species Inventory of Austrian Aquatic Organisms with Ecological Notes. (By Ed. Moog O). - Vienna, 1995, 2002.

9. Щербина Г.Х. Таксономический состав и сапробиологическая значимость донных макробеспозвоночных различных пресноводных экосистем Северо-Запада России // Экология и морфология беспозвоночных континентальных вод. - Махачкала: Издательство «Наука ДНЦ», 2010. - С. 426-466.

Размещено на Allbest.ru