БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2012, № 2, с. 29-36
ЗООПЛАНКТОН, ЗООБЕНТОС, ^^^^^^^^^^ ЗООПЕРИФИТОН
УДК 574.583(282.2):591
ЗООПЛАНКТОН ЗОН СЛИЯНИЯ НЕЗАРЕГУЛИРОВАННЫХ РЕК
© 2012 г. С. Э. Болотов, А. И. Цветков, А. В. Крылов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: krylov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 24.03.2011 г.
Приведены основные гидрофизические характеристики и показатели зоопланктона устьевых областей малых и средних притоков и русел рек Дон и Хопер на территории Воронежской обл. Описано три типа зон слияния притоков и рек-приемников, где происходит смешение их водных масс, формируются участки, различающиеся по физическим параметрам воды и структуре сообществ гидро-бионтов.
Ключевые слова: приток, устьевая область, водоток-приемник, зона смешения вод, гидрологические процессы, зоопланктон.
ВВЕДЕНИЕ
Благодаря особенностям физико-химических характеристик (преимущественно минерализации и температуры воды, определяющих ее плотность, а также изменения гидродинамических условий) зоны слияния разнотипных водных масс — мощные гидрогеохимические барьеры, способствующие аккумуляции взвешенных и растворенных веществ [13]. Будучи эффективным природным фильтром, зона смешения обеспечивает аккумуляцию до 90% наносов, ассимиляцию биогенных элементов, эффективную физико-химическую и биологическую деактивацию токсических веществ [14]. Следовательно, участки слияния разнотипных водных объектов — ключевые биотопы, определяющие физико-химический режим и структурно-функциональную организацию сообществ гидробионтов водных объектов-реципиентов. Большинство исследований гидрофизических и биологических показателей участков смешения разнотипных водных масс проведено на примере областей слияния континентальных и морских вод. В пресноводных экосистемах также существуют пограничные участки, часть из которых по ряду признаков (увеличению видового богатства, численности и биомассы) могут быть признаны эко-тонами [3]. Любая речная система объединяет сеть притоков разного порядка, в их устьевых областях происходит смешение их вод с водами рек-приемников. Сведения о показателях развития сообществ гидробионтов в устьевых участках притоков незарегулированных водотоков весьма ограничены [10], хотя в результате исследований гидрологического режима выявлен их высокий потенциал для формирования специфичных и высокопродуктивных биогидроценозов [4, 11].
В 2009 г. авторы предприняли первую попытку описания гидрофизических и биологических показателей участков смешения незарегулирован-ных водотоков на территории Воронежской обл. [5]. Выявлены три основных типа зон слияния речных вод, а также различия показателей сообществ гидробионтов. Однако сделанные заключения об особенностях развития зоопланктона не подтверждены статистически.
Цель работы — сравнительный анализ показателей зоопланктона в устьевых областях притоков рек Дон и Хопер, на участках приемников и зонах смешения их вод.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в июле 2010 г. в трех зонах смешения вод малых и средних притоков рек Дон и Хопер, а также в граничащих водотоках. Для выделения участков с помощью портативного зонда У81-85 измеряли электропроводность (даются значения, приведенные к температуре 25°С), содержание растворенного кислорода и температуру, а также скорость течения с помощью микрокомпьютерного скоростемера-расходомера МКРС. Для анализа расположения водных масс и построения схем зон смешения речных вод использовали спутниковые снимки, предоставленные сервисами http://maps.google.ru/, Ы1р:/^еорог-tal.ntsomz.ru/, http://maps.yandex.ru/ и Ы> tp://www.bing.com/maps/explore/.
Река Икорец — левый приток р. Дон, впадающий в него в 1267 км от устья [2]. Дно песчано-гра-вийное, ширина русла <5 м, глубины <1.5 м, температура воды до впадения в р. Дон 25.3°С, электропроводность 910 мкСм/см, скорость течения
Количество видов планктонных беспозвоночных, обнаруженных на участках рек
Река ЯойГега Сорероёа С1аёосега Общее
Икорец 5 2 3 10
Дон 13 3 5 21
Зона слияния 15 4 7 26
Потудань 11 2 2 15
Дон 21 5 8 34
Зона слияния 34 12 12 58
Савала 14 4 7 25
Хопер 17 3 6 26
Зона слияния 15 3 6 24
0.52 м/с, тип зарастания макрофитами вдольбере-говой с проективной площадью зарастания <10%.
Река Дон выше впадения р. Икорец характеризуется песчаным дном, ширина русла <135 м, глубина <1.2 м, температура воды 25.8°С, электропроводность 467 мкСм/см, скорость течения 0.44 м/с, тип зарастания макрофитами вдольбереговой с очень малой проективной площадью покрытия.
Зона смешения рек Дон и Икорец протяженностью ~210 м (рис. 1а), скорость течения 0.15 м/с, электропроводность на поверхности 874 мкСм/см и у дна — 806 мкСм/см. На верхней границе зоны смешения (электропроводность воды 724— 756 мкСм/см) четко выделялся участок активной седиментации протяженностью ~45 м, на котором происходило массовое развитие высших водных растений. К нижней границе электропроводность воды уменьшалась до 603 мкСм/см на всех горизонтах. Наибольшие изменения электропроводности (от 724 до 870 мкСм/см) наблюдались на протяжении первых 10 м зоны слияния. В самом начале зоны смешения разница между поверхностью и дном доходила до 70 мкСм/см, но ниже по течению (к началу зоны седиментации) воды постепенно перемешивались.
Река Потудань — правый приток р. Дон, впадающий в него в 1316 км от устья [2]. Дно песчано-гравийное, ширина русла <10 м, глубины <1.5 м, температура воды до впадения в р. Дон 19.8°С, электропроводность 743 мкСм/см, скорость течения 0.3—1.0 м/с, основной тип зарастания макрофитами вдольбереговой с проективной площадью зарастания до 10%. На перекатах зарастание сплошное по всему стрежню течения.
Река Дон выше впадения р. Потудань характеризуется песчаным дном, ширина русла <150 м, глубина <1.2 м, температура воды 24.4°С, электропроводность 436 мкСм/см, скорость течения 0.38 м/с, тип зарастания макрофитами вдольбе-реговой с очень малой проективной площадью покрытия.
Зона смешения вод этих двух рек представляла собой длинный узкий язык длиной ~130—140 м,
тянущийся вдоль правого берега р. Дон (рис. 1б), фактически сплошь заросший рдестом. Температура воды в зоне смешения постепенно увеличивалась с 22.9 до 23.4°С. Скорость течения непосредственно в контактной зоне 0.16 м/с. Наиболее резкие перепады электропроводности (от 683 до 600 мкСм/см) наблюдались на протяжении первых 10 м зоны смешения. Через 90 м вследствие разбавления менее минерализованными водами р. Дон электропроводность воды снижалась до 566 мкСм/см.
Река Савала — правый и самый крупный приток р. Хопер, впадающий в 315 км от ее устья [2]. Дно песчано-гравийное, ширина русла <60 м, глубина <5 м, температура воды 25.9°С, электропроводность 1270 мкСм/см, скорость течения 0.02 м/с, основной тип зарастания макрофитами вдольбе-реговой с проективной площадью зарастания <20%.
Река Хопер выше впадения р. Савала характеризуется песчаным дном, ширина русла <80 м, глубина <1.5 м, температура воды 21.1°С, электропроводность 810 мкСм/см, скорость течения 0.3 м/с, тип зарастания макрофитами вдольбереговой с очень малой проективной площадью покрытия.
Благодаря большим глубинам и малым расходам притока зона смешения заходила в р. Савала, тяготея к правому берегу, и шла узкой (шириной 1.5—2 м) полосой (рис. 1в). В центре зоны смешения преобладали циклонические течения. Чем ближе к левому берегу, тем меньше вклад смешанных вод рек Савала и Хопер, и уже на середине русла (при глубинах >1 м) находились воды притока с электропроводностью 1224—1248 мкСм/см. Зона смешения вод этих двух рек была протяженностью ~350 м. В непосредственном контакте вод га-локлин вод достигал 100 мкСм/см: 880 — на поверхности и 980 — у дна (на глубине 4.5 м).
Планктонных беспозвоночных на мелководных участках рипали (<1 м) собирали ведром (5 л), на медиали — планктонобатометром (2.5 л), процеживали 40—100 л воды через газ с ячеей 64 мкм. На каждой станции одновременно отбирали 8— 12 проб. Камеральную обработку проб проводили по стандартной методике [7]. Статистический анализ выполняли с использованием программы 81а-йяИса 6.0, различия средних значений параметров принимали достоверными при уровне значимости р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выделенные зоны в районах впадения рек Икорец и Потудань различались по общему числу видов беспозвоночных, обнаруженных в планктоне (см. таблицу). Наименьшее богатство видов отмечено на проточных участках устьевых областей водотоков, впадающих в р. Дон, наибольшее — в зо-
Рис. 1. Схема слияний узлов рек Икорец — Дон (а), Потудань — Дон (б), Савала — Хопер (в): 1 — зона свободного течения, 2 — зона смешения вод; стрелки — направление течения.
нах смешения вод. Количество видов, зарегистрированных в реках Савала и Хопер и зоне их смешения, фактически не различалось.
В районе впадения рек Икорец и Потудань между выделенными зонами наблюдались достоверные различия числа видов зоопланктеров, об-
20
10
тыс. экз./м3 80
40
2.3±0.2
б
□ 1 из
12
тыс. экз./м3 80
40
1: 1.7±0.19 2: 0.5±0.04 3: 0.2±0.03
г/м 0.3
3
0.1
0.007±0.001
II
III
г/м3 0.08
0.04
е
1: 0.0031 ±0.00049 2: 0.0002±0.00003 3: 0.0041±0.00047
II
III
Рис. 2. Показатели зоопланктона исследованных участков в районе впадения р. Икорец в р. Дон: а — общее число видов, б — число видов таксономических групп, в — общая численность, г — численность таксономических групп, д — общая биомасса, е — биомасса таксономических групп; I — проточный участок устья притока, II — участок водотока-приемника, III — зона смешения речных вод; 1 — КоШега, 2 — Сореро(За, 3 — С1аЛэсега. Цифры, приведенные на рисунке, означают общую численность и биомассу зоопланктона (в, д) и таксономических групп (г, е).
наруженных в одной пробе, причем максимальная величина зафиксирована в зоне смешения вод, минимальная — в устье притока (рис. 2а и 3а). Необходимо отметить, что на участках р. Дон и в зоне смешения с водами притоков было больше видов коловраток и ветвистоусых ракообразных, а количество видов последн
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.