БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2012, № 4, с. 61-67
УДК 574.586(282.2)
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗООПЕРИФИТОНА КРУПНЫХ РЕК ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ТЮМЕНСКАЯ ОБЛАСТЬ)
© 2012 г. Т. А. Шарапова
Институт проблем освоения Севера СО РАН, 625003 Тюмень, а/я 2774, e-mail: tshartum@mail.ru Поступила в редакцию 25.05.2011 г.
Приведены данные о качественном и количественном составе зооперифитона семи крупных рек Западной Сибири. Выявлено видовое сходство зооперифитона большинства рек. Обнаружено, что на незагрязненных участках основу биомассы создают личинки ручейников. Выявлены факторы, влияющие на состав и структуру зооперифитона. Показано изменение структуры и количественного развития зооперифитона на загрязненных участках.
Ключевые слова: зооперифитон, крупные реки, Западная Сибирь, доминанты, загрязнение.
ВВЕДЕНИЕ
Из крупных рек России наиболее полно изучен зооперифитон р. Волги [3, 11, 12, 16, 23], значительно позднее его начали исследовать в реках Сибири [5, 28—34]. Территория Западной Сибири считается уникальной не только по степени развития гидрологической сети, но и по большому количеству крупных рек, включая одну из крупнейших в мире — Обь. Сеть крупных рек Западной Сибири образует Обь-Иртышский бассейн, имеющий площадь ~3 млн км2 [8]. В него не входят крупные реки северо-востока равнины — Пур и Таз, впадающие в Тазовскую губу Карского моря.
Цель работы — выявить сходство и различие таксономического состава, структуры и количественного развития зооперифитона крупных рек Западной Сибири.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Зооперифитон изучали в пределах Тюменской обл. на реках Обь, Таз, Иртыш и его притоках (Тобол, Тура, Ишим, Демьянка). Все крупные реки текут с юга на север, за исключением р. Демьянка, которая протекает с востока на запад. На территории Тюменской обл. находятся участки среднего и нижнего течения большинства водотоков, исключение составляют реки Таз и Демьянка, бассейн которых большей частью или полностью расположен в пределах области. Реки протекают по территории, имеющей ряд особенностей: плоский рельеф, четко выраженная зональность природных условий, заболоченность, заозеренность и зале-сенность [1, 8, 10, 13, 17, 18]. Для крупных равнинных рек Западной Сибири характерно преоблада-
ние снегового питания с максимальным уровнем воды в весенне-летнее половодье. В этот период отмечена и наибольшая скорость течения — 1— 1.5 м/с, в межень — 0.4—0.6 м/с [8]. Значительное снижение скорости течения зарегистрировано в р. Обь ниже г. Салехард, где проявляется влияние подпора воды со стороны моря. Так, по данным работы [9], на самом южном участке Нижней Оби у пос. Белогорье скорость течения в период половодья 1.12 м/с (июнь) и 1.03 (июль), у г. Салехард она в это время ниже соответственно в 1.2 и 3.1 раза. Средние глубины в межень 4—10 м, в половодье они увеличиваются на 5—12 м [8]. При наличии общих черт наблюдаются и некоторые различия между реками, их гидрологические характеристики приведены в табл. 1. Наибольшая площадь бассейна и его водность отмечены у рек Обь и Иртыш, в бассейн которых входят реки Тобол, Ишим, Тура и Демьянка. Если сравнивать реки, не имеющие крупных притоков (Таз, Тура, Ишим, Демьянка), то малой водностью отличаются реки Ишим и Демьянка. Река Ишим (протяженность >2 тыс. км) в верхнем и среднем течении пересекает малообвод-ненную территорию Казахстана и только в нижнем течении у нее появляется развитая сеть малых притоков, что и определяет низкие величины среднего годового расхода воды и годового стока (табл. 1). Река Демьянка меньше р. Ишим по длине в 2 раза, по площади бассейна в 5 раз, но из-за высокой заболоченности водосбора и развитой гидрологической сети с большим количеством малых притоков у нее отмечены близкие значения среднего годового расхода воды и годового стока (табл. 1).
При общих биогеохимических характеристиках ландшафта территория бассейна каждой крупной
Таблица 1. Гидрологические характеристики крупных рек Западной Сибири (по работам [20, 21])
Река Длина, км Средний годовой расход в устье, тыс. м3/с Годовой сток, 3 км3 Площадь водосбора бассейна, тыс. км2
Обь 3650 12.600 400.0 2990.0
Иртыш 4248 2.850 88.2 1643.0
Ишим 2450 0.130 4.0 177.0
Тобол 1591 0.864 27.1 426.0
Тура 1030 0.235 7.4 80.4
Таз 1401 1.210 38.1 150.0
Демьянка 1134 0.180 5.7 34.8
реки Тюменской обл. имеет ряд отличий, влияющих на особенности химического состава воды. Для р. Демьянка характерна высокая (54%) заболоченность водосборной площади [14], причем наиболее заболочено среднее течение. В р. Ишим наблюдаются значительные колебания химического режима, связанные с преобладающим в разные сезоны типом питания — снеговым, либо грунтовым, содержащим воды с повышенной минерализацией. Минерализация воды р. Ишим в течение года изменяется от средней до высокой. В половодье вода относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы, в отдельные годы при длительной межени — к хлоридному классу натриевой группы, по величине общей жесткости в половодье — мягкая или умеренная, в зимнюю межень — очень жесткая [14, 24]. При изучении устьевых участков наименьшие значения общей минерализации, общей жесткости, содержания кальция, хлоридов и сульфатов зарегистрированы в воде рек Обь и Таз, наибольшие — в р. Ишим [6]. Для воды р. Иртыш характерна высокая концентрация взвешенных веществ.
Наблюдения проводили в июле—августе (при спаде воды) 1994—2006 гг. Основным субстратом для зооперифитона в исследованных реках служит затопленная древесина, реже — камни. Пробы отбирали в русле на течении с глубины <1 м прямым сбором, учитывая площадь субстратов, и фиксировали 4%-ным формалином. Разбор и обработку проб проводили по методике работы [28]. Всего собрано и обработано 410 проб. Для сравнения видового сходства вычисляли индекс Серенсена. Основные характеристики зооперифитона рассчитывали с помощью модифицированной программы "Водное сообщество" (^&Со) [19]. При статистической обработке данных использовали программу 81а1АзИса 6.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В зооперифитоне исследованных рек зарегистрирован 141 вид и таксон более высокого ранга (так называемый низший определяемый таксон
[2]). Видовую идентификацию олигохет, нематод, турбеллярий, остракод и водных клещей не проводили. Найдены гидроиды, плоские, круглые и кольчатые (Naididae, Tubificidae, Hirudinea) (5 видов)) черви, моллюски (11), мшанки (4), ракушко-вые и ветвистоусые (4) раки, гаммарусы, водный ослик, водные клещи, насекомые (107 таксонов). Насекомые представлены личинками веснянок, поденок, ручейников, стрекоз, водных жуков и двукрылых (хирономид, мокрецов, мошек, лимо-ниид и мух-береговушек). Наибольшим видовым богатством отличается семейство хирономид (71 вид и форма), менее разнообразны ручейники (14), поденки (10), веснянки и жуки (3). Личинки стрекоз встречались редко и только на ранних стадиях развития. В большинстве или во всех крупных реках в зооперифитоне присутствуют мшанка Paludicella articulata (Ehrenb.), личинки поденок рода Heptagenia, ручейники Hydropsyche ornatula McLach, Neureclipsis bimaculata L. и Brachycentrus subnubilus Curt., хирономиды Rheotanytarsus sp., Di-crotendipes nervosus (Staeger), Endochironomus albi-pennis (Meig.), Pentapedilum exectum Kieff., Polypedi-lum convictum (Walk.), Cricotopus gr. silvestris (Fabr.), C. agarum Kieff., Nanocladius bicolor Edw. и Thiene-maniellaflaviforceps Kieff.
Наибольшее таксономическое богатство зооперифитона отмечено в реках Обь и Иртыш, несколько ниже оно в реках Тобол, Тура и Таз, минимальное — в реках Ишим и Демьянка (рис. 1). Высокое видовое разнообразие зооперифитона в р. Обь связано не только с ее размерами, но и с обширной поймой, включающей огромное количество водоемов. Влияние пойменных водоемов на таксономическое богатство гидробионтов р. Обь показано на примере планктонных водорослей и макрозообентоса [22, 27].
Анализ распространения перифитонных беспозвоночных в исследованных водотоках выявил присутствие личинок веснянок только в наиболее северных реках (Обь, Таз и Иртыш), в реках южнее среднего течения р. Иртыш веснянки не найдены. Доля представителей подсемейства ортокладиин в общем количестве видов хирономид наиболее вы-
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗООПЕРИФИТОНА КРУПНЫХ РЕК
63
20
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 1. Количество таксонов зооперифитона в исследованных реках. По оси абсцисс: 1 — Обь, 2 — Иртыш, 3 — Тобол, 4 — Тура, 5 — Таз, 6 — Ишим, 7 — Демьянка.
сока в северных реках Обь и Таз (56—63%), в более южных реках Тура и Ишим она снижается до 36— 50%. Обычные для крупных рек поденки рода Hep-tagenia не найдены только в р. Таз.
Наименьшее сходство видового состава зооперифитона, определяемое по индексу Серенсена, выявлено у рек Демьянка и Ишим, остальные реки объединены в единый кластер (рис. 2а). Аналогичная дендрограмма получена и для видового состава хирономид (рис. 2б). По комплексу личинок ручейников наиболее сходны реки Обь-Иртышского бассейна, максимальной специфичностью отличается р. Таз (рис. 2в).
Количественные характеристики зооперифи-тона на незагрязненных участках варьируют в широких пределах (табл. 2). Изменения плотности и биомассы по продольному профилю рек связаны с влиянием притоков и пойменной системы [22, 27, 32]. В зооперифитоне большинства рек по биомассе доминируют личинки ручейников (табл. 2), среди них массового развития достигают Neureclipsis bimaculata, Hydropsyche ornatula и Brachycentrus subnubilus, причем в реках бассейна р. Иртыш преобладает Hydropsyche ornatula, в реках Обь и Таз — Neureclipsis bimaculata и Brachycentrus subnubilus (табл. 2). На загрязненных участках редко встречается ручейник Athripsodes annulicornis Steph. Исключение составляет среднее течение р. Демьянка, находящееся в районе сильного заболачивания, где отмечены низкие величины численности и биомассы зооперифитона, наблюдается исчезновение ручейников, а редко встречается ручейник Athripsodes annulicornis Steph. Исключение составляет среднее течение р. Демьянка, находящееся в районе сильного заболачивания, где отмечены низкие величины численности и биомассы зооперифито
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.