Сочинение: Литоральные сообщества макрозообентоса Куйбышевского водохранилища в районе г. Казань

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ЛИТОРАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА МАКРОЗООБЕНТОСА КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В РАЙОНЕ Г. КАЗАНЬ

Г.С. Тарасов, О.И. Хамитов, Л.А. Фролова

г. Казань

Аннотация

бентосный сообщество водохранилище куйбышевский

В работе рассмотрены качественные и количественные показатели бентосных сообществ зоны уреза воды и прибрежных мелководий Волжского плеса Куйбышевского водохранилища в районе н.п. Старое Аракчино, г. Казань в течение вегетационного периода 2015 г. Выявлено 27 таксонов гидробионтов, относящиеся к трем типам беспозвоночных, проведено сравнение таксономического состава бентосных сообществ исследуемого года с данными предыдущих лет исследования. Отмечено также снижение количественных показателей макрозообентоса: в период 2010-2015 гг. наблюдалось уменьшение средних показателей как численности, так и биомассы. Основными группами беспозвоночных, вносящими весомый вклад в численность, были массовые инвазионные виды Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) и Lithoglyphus naticoides (Pfeiffer, 1828). Основу биомассы составляли представители крупных двустворчатых и брюхоногих моллюсков Unio longirostris (Rossmaessler, 1836), Pseudanodonta complanata (Rossmaessler, 1835), Viviparus viviparus (L., 1758), V. contectus (Millet, 1813), Lymnaea auricularia (L., 1758) Существенную роль в показателях численности и биомассы мягкий зообентос играл лишь в прибрежно-мелководной зоне, и был представлен хирономидами Chironomus sp. (Meigen, 1803) и клопами Ilyocoris. cimicoides (L., 1758) и Micronecta sp. (Kirkaldy, 1897).

Ключевые слова: зообентос, литораль, прибрежные мелководья, Куйбышевское водохранилище.

Abstract

Littoral Macrozoobenthos Communities of the Kuibyshev Reservoir in the Area of Kazan

G.S. Tarasov, O.I. Khamitov, L.A. Frolova Kazan Federal University, Kazan, 420008 Russia

The qualitative and quantitative characteristics of benthic communities in the shore area and shallow waters of the Volga reach of the Kuibyshev Reservoir near the village of Staroe Arakchino (Kazan) were studied during the growing season of 2015. A total of 27 hydrobiont taxa belonging to three types of invertebrate organisms were registered. The taxonomic composition of benthic communities was compared for the year of the study and previous years. A decrease in the values of the quantitative characteristics of macrozoobenthos was revealed: a decline in the average abundance and biomass was observed in 2010-2015. The main groups of invertebrates that mostly contribute to the abundance of the population were dominant invasive species, such as Dreissena polymorpha (Pallas, 1771) and Lithoglyphus naticoides (Pfeiffer, 1828). The biomass was determined by large bivalve and gastropod mollusks: Unio longirostris (Rossmaessler, 1836), Pseudanodonta complanata (Rossmaessler, 1835), Viviparus viviparus (L., 1758), V. contectus (Millet, 1813), and L. auricularia (L., 1758). Soft zoobenthos played an important role in terms of the abundance and biomass only in the area of shallow waters and was represented by chirono- mids (Chironomus sp. (Meigen, 1803)) and heteropterans (I. cimicoides (L., 1758) and Micronecta sp. (Kirkaldy, 1897)).

Keywords: zoobenthos, littoral zone, Kuibyshev Reservoir

Figure Captions

Fig. 1. Ratio of the studied zoobenthos groups in the littoral area of the Kuibyshev Reservoir in 2015. Fig. 2. Species diversity dynamics in the shallow waters in 2010-2015.

Введение

Водохранилища представляют собой внутренние водоемы многоцелевого назначения, в связи с чем исследование их специфики и взаимодействия компонентов их экосистем имеет большое значение [1-4]. Для водохранилищ, сформированных на реках равнинного типа, характерным является наличие крупных мелководных территорий, отличающихся от глубоководных районов совокупностью динамических процессов, затрагивающих толщу воды, районы дна и берега [5]. Зона мелководий, в особенности прибрежная зона, является важным биотопом, формирующим прибрежно-водный экотон, который одинаково подвержен влиянию процессов со стороны как суши, так и более глубоководной зоны [6].

Куйбышевское водохранилище относится к одним из крупнейших в мире. Оно располагается в Среднем Поволжье, преимущественно в Татарстане (50.7%), и соединяется с другими водохранилищами Волжско-Камского каскада - с Чебоксарским на северо-западе, с Нижнекамским на северо-востоке, с Саратовским на юге [3, 4]. Водохранилище осуществляет сезонное, недельное и суточное регулирование стока вод. Наполнение происходит в весенний период, в остальное время вода срабатывается Волжским гидроузлом. Колебания уровня воды также происходят под действием устойчивых ветров, направленных вдоль водохранилища [7].

Структурная организация бентосных сообществ является одним из наиболее эффективных показателей в оценке экологического состояния водных экосистем [1, 2]. Структура донной фауны складывается под влиянием многочисленных как абиотических, так и биотических факторов окружающей среды. Благодаря таким характеристикам донных организмов, как их повсеместное распространение, пр и- уроченность к определенному биотопу, продолжительный срок жизни (по сравнению с прочими группами гидробионтов), позволяющий аккумулировать загрязняющие вещества, бентос часто используется как индикатор состояния окружающей среды [1-4].

Исследования бентосных сообществ Куйбышевского водохранилища начаты с его зарегулирования в 1955-1957 гг. и продолжаются до сих пор [8-11]. Однако имеющиеся на настоящий момент данные касаются в основном глубоководных участков водохранилища, реже мелководной зоны 2-5 м [8-12]. Настоящая работа рассматривает структуру бентосных сообществ непосредственно прибрежной зоны мелководий Куйбышевского водохранилища.

Материалы и методы

В работе были изучены пробы макрозообентоса, отобранные в зоне уреза воды и с прибрежных участков мелководий (на глубинах 0.1-0.7 м) Волжского плеса Куйбышевского водохранилища в районе н.п. Старое Аракчино (г. Казань). Исследования проводились с мая по ноябрь 2015 г., с периодичностью два раза в месяц. Были заложены три станции для отбора проб, различающиеся по грунтовому составу, воздействию биотических и абиотических факторов. Станции имели следующие координаты: ст. 1 - 55°47'59.5" с.ш., 48°58'33.2" в.д.; ст. 2 - 55°47'54.4" с.ш., 48°58'51.7" в.д., ст. 3 - 55°47'52.9" с.ш., 48°58'53.4" в.д.

Характеристика станций исследования: ст. 1 представляла собой защищенный от ветрового и волнового воздействия мелководный залив с илистым грунтом, который переходил в илисто-песчаный в зоне уреза. Ст. 1 испытывала антропогенную нагрузку из-за близкого расположения н.п. Старое Аракчино. Ст. 2 располагалась в наиболее открытом участке мелководий, свободном от зарослей прибрежной растительности с разнозернистым песком, включающим в себя гальку и остатки раковин моллюсков. Ст. 3 располагалась дальше всех от н.п. Старое Аракчино, в зарослях прибрежной погруженной и полупогруженной растительности, с песчаным грунтом с присутствием гальки.

Сбор материала с поверхности грунта (0.2-0.5 м от уреза воды) производили вручную рамкой площадью 0.0625 м². Извлеченный верхний слой грунта (5 см) помещали в кювету, после чего порционно промывали через мельничный газ (№ 24). Беспозвоночных, оставшихся непосредственно у уреза воды, отбирали с помощью ручного сачка. Пробы с каждой глубины прибрежных мелководий (0.1, 0.5 и 0.7 м) также отбирались при помощи ручного сачка в соответствии со стандартными методиками [2, 10-13]. Дальнейшая обработка материала включала в себя фиксацию отобранных проб 4%-ным раствором формалина, камеральную обработку в лабораторных условиях на базе кафедры зоологии и общей биологии Казанского федерального университета в соответствии со стандартными методами [14]. Определение таксономического состава проходило, по возможности, до видового ранга, за исключением представителей двукрылых, определяемых до подсемейства либо до рода [13]. Общее количество отобранных и обработанных проб составило 252. Для анализа структурной организации донных сообществ прибрежных мелководий были проведены расчеты общей численности и биомассы зообентоса, вычислен информационный индекс разнообразия Шеннона - Уивера (H) и индекс выравненности Пиелу (E) [1]. Достоверность полученных результатов оценивали с помощью метода множественных сравнений (^-критерия Крускала - Уоллиса) и метода попарных сравнений (^-критерия Манна - Уитни) [15] в программном пакете Past (V. 3.14) (Paleontological Statistics) [16].

Результаты и их обсуждения

В результате гидробиологических исследований в прибрежно -мелководной зоне Волжского плеса Куйбышевского водохранилища в районе н.п. Старое Аракчино в 2015 г. было выявлено 27 таксонов различного ранга, принадлежащих следующим группам беспозвоночных: тип Mollusca (2 класса), тип Arthropoda (1 класс), тип Annelida (2 класса) (табл. 1, рис. 1). В донной фауне были обнаружены основные группы водных беспозвоночных: насекомые (10 таксонов), представители трех отрядов; брюхоногие и двустворчатые моллюски (по 7 таксонов каждой группы); поясковые (3 таксона).

Табл. 1

Таксономический состав зообентоса исследуемых участков Куйбышевского водохранилища в 2015 г.

В зоне уреза воды зарегистрировано 19 таксонов, на мелководье - 20 таксонов, при этом 12 таксонов (44.4%) были обнаружены на обоих участках исследования. По сравнению с предыдущими годами исследования следует отметить, что в 2010-2012 гг. видовое разнообразие в прибрежно-мелководной зоне возрастало (с 18 до 33 таксонов), в то же время в зоне уреза воды происходило снижение видового разнообразия (с 20 до 11 таксонов). Данные изменения были обусловлены аномальными климатическими условиями летне-осеннего периода 2010 г. [17]. Пик видового разнообразия пришелся на 2013 г. на обоих участках исследования, в дальнейшем происходило понижение данных показателей: видовое разнообразие зоны уреза воды снизилось с 33 таксонов до 19, тогда как в прибрежно-мелководной зоне с 37 до 20 таксонов (рис. 2) [18, 19]. Дальнейшее снижение видового разнообразия было обусловлено, по-видимому, повышением антропогенной нагрузки на исследуемых участках. Немаловажную роль в качественном составе макробентоса также играл уровенный режим Куйбышевского водохранилища.

Рис. 1 Соотношение различных групп зообентоса литорали Куйбышевского водохранилища в 2015 г.

Рис. 2 Динамика видового разнообразия прибрежных мелководий в 2010-2015 гг.

Снизилось число видов моллюсков: в мелководных пробах 2015 г. не было обнаружено представителей U. pictorum (L., 1758) и Pisidium amnicum (Muller, 1774), которые присутствовали в пробах 2010-2014 гг. [17-19]. В зоне уреза воды в 2015 г. отсутствовал Planorbis planorbis (L., 1758), который значился в пробах 2012-2014 гг. [18, 19]. Напротив, D. polymorpha (Pallas, 1771) и L. naticoides (Pfeiffer, 1828), массово заселившие систему Волжских водохранилищ [20-24], были обнаружены в пробах как в зоне уреза воды, так и на прибрежном мелководье на протяжении всего периода исследований.

Видовой состав беспозвоночных всех трех станций различался незначительно. На ст. 1 в зоне уреза воды наблюдалось наибольшее видовое разнообразие (14 таксонов) в связи с расположением станции в защищенном заливе. Напротив, на прибрежном мелководье максимальные показатели видового разнообразия (13 таксонов) были характерны для ст. 3, защищенной от волнового воздействия зарослями макрофитов. Только здесь были обнаружены представители клопов I. cimicoides (L., 1758) иMicronecta sp. (Kirkaldy, 1897), а также поденки Baetis sp. (Leach, 1815) и Caenis macrura (Stephens, 1835). Данные поденки в Куйбышевском водохранилище отмечены в мелководных зонах (до глубин 2-4 м), и в целом редки [25].

Видовое разнообразие сообществ определяется не только числом входящих в него видов, но также и соотношением их количественных показателей [1]. Расчеты индекса Шеннона - Уивера (H) выявили низкое видовое разнообразие сообществ прибрежных мелководий Волжского плеса Куйбышевского водохранилища (табл. 2): показатели индекса Шеннона были значительно ниже тех же показателей по Волжско-Камскому каскаду водохранилищ, где данный индекс редко бывает ниже 1.5-2 бит/экз. [24-26].