WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Кочурова Татьяна Ивановна

ЗООБЕНТОС ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА Р. ВЯТКА В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ВЛИЯНИЯ

03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Сыктывкар – 2008

Работа выполнена в лаборатории биомониторинга Института биологии Коми НЦ УрО РАН и Вятского государственного гуманитарного университета

Научный руководитель: кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник

Лешко Юлия Васильевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник

Шубина Виолетта Николаевна

кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник

Барышев Игорь Александрович

Ведущая организация: Институт биологии внутренних вод РАН им. И.Д. Папанина

Защита состоится 17 декабря 2008 г. в 1700 на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 при Институте биологии Коми НЦ УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28.

Факс: (8212) 240163

E-mail: dissovet@ib.komisc.ru

Сайт института: http://www.ib.komisc.ru

C диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии Коми НЦ УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24. Автореферат размещен на сайте www.ib.komisc.ru.

Автореферат разослан 8 ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук А. Г. Кудяшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Качество воды в значительной мере определяется состоянием биогидроценозов. В результате антропогенных воздействий возникает угроза структурно-функционального упрощения водных экосистем и утраты ими биосферных функций (Константинов, 1981).

Проблема загрязнения водоемов характерна для бассейна реки Вятка – самой крупной водной артерии Кировской области, источника питьевой воды для жителей г. Кирова. Во втором поясе санитарной охраны кировского водозабора накоплено свыше 14 млн. т отходов производства, в т.ч. один млн. т опасных (Цывов, 2000). Потенциальную опасность в плане загрязнения водных объектов представляет Кильмезский могильник ядохимикатов, где захоронено 590 т ртуть- и мышьяксодержащих, хлорорганических и других токсичных соединений (Бурков, 1996). В сентябре 2006 г. на территории области вступил в действие объект по уничтожению химического оружия с фосфорорганическими отравляющими веществами, расположенный в непосредственной близости от р. Вятка.

В складывающихся условиях очевидна необходимость эффективной системы контроля за состоянием поверхностных вод в целях поддержания природного разнообразия экосистем, обеспечения сохранности их структуры и функционирования. По мнению многих гидробиологов, в преобладающем числе водоемов наиболее четко отражают степень загрязнения организмы зообентоса и их сообщества (Руководство…, 1983). В функциональном отношении зообентос является важной частью гетеротрофного компонента водных биоценозов и позволяет оценить состояние экосистемы в целом (Руководство…, 1992). Для определения степени экологического благополучия водоемов необходима гидробиологическая информация, отражающая региональный фон территории. Фауна водных беспозвоночных Кировской области исследована недостаточно, информация о видовом составе целого ряда систематических групп фрагментарна. Мало изучены видовой состав и плотность зообентоса р. Вятка и ее притоков. Не исследована связь гидрохимических условий с количественными характеристиками донных сообществ. Познание закономерностей структурной организации бентоценозов важно для определения допустимого уровня воздействия на водные объекты и реализации принципов устойчивого водопользования.

Целью работы было исследование основных характеристик зообентосных сообществ в водоемах бассейна р. Вятка и установление их взаимосвязей с факторами антропогенного характера.

Задачи:

1. Изучить фауну донных беспозвоночных поверхностных водных объектов, провести ее таксономический анализ.

2. Установить количественные показатели развития бентофауны рек с разной степенью антропогенной нагрузки.

3. Провести оценку состояния водных экосистем по структурным характеристикам бентосных сообществ.

4. Проанализировать связь гидробиологических характеристик с химическими показателями воды и донных отложений.

5. Выявить наиболее информативные методы и биоиндикационные показатели для осуществления гидробиологического мониторинга в зонах интенсивного антропогенного влияния на территории Кировской области.

Объектом исследования стали сообщества донных беспозвоночных р. Вятка и ее притоков. Предметом исследования явилась структура бентосных сообществ и ее изменения под влиянием антропогенного воздействия.

Научная новизна. Впервые получены сведения о видовом составе и количественном развитии зообентоса 24 водотоков и водоемов бассейна р. Вятка. Составлен фаунистический список водных беспозвоночных, выявлено 242 таксона из 27 систематических групп зообентоса. Впервые для фауны Кировской области указано 15 видов поденок, 4 вида и 1 род веснянок и 28 видов и 4 рода ручейников.

Получены количественные показатели бентосных сообществ: среднее значение численности составляет 19,3 тыс. экз./м2, биомассы – 23,84 г/м2. Основу численности зообентоса определяют хирономиды (40,7%), олигохеты (19,8%) и ракообразные (17,8%); основу биомассы – моллюски (33,9 %), олигохеты (20,3%) и хирономиды (19,6%).

Впервые дана оценка влияния промышленных, бытовых источников загрязнения г. Кирова, Кильмезского могильника ядохимикатов и комплекса объектов хранения и уничтожения химического оружия (КОХУХО) «Марадыковский» на структуру зообентоса водоемов бассейна р. Вятка. Большинство наблюдаемых водных объектов отнесены к классам чистых и умеренно загрязненных. Установлено усиление процессов эвтрофикации на участке р. Вятка в зоне защитных мероприятий (ЗЗМ) КОХУХО «Марадыковский». Особенности донных сообществ р. Осиновка свидетельствуют о негативном влиянии Кильмезского захоронения на состояние зообентоса.

Зарегистрированы структурные перестройки в бентосных сообществах рек под влиянием антропогенного влияния, выражающиеся в изменении видового состава, числа регистрируемых видов, численности и биомассы общего зообентоса и отдельных систематических групп донных беспозвоночных. Впервые в условиях бассейна р. Вятка исследована связь гидрохимических условий с количественными характеристиками донных сообществ. Изменения в бентоценозах чаще всего были связаны с индексом загрязненности воды и с концентраций аммонийного азота. Установлена корреляция биомассы зообентоса и индекса Балушкиной с концентрациями мышьяка и хлорид-иона в грунте водотоков на территории ЗЗМ КОХУХО «Марадыковский». Наибольшую чувствительность к загрязнению донных отложений мышьяком проявили брюхоногие моллюски и личинки ручейников. Выявлено, что максимальной индикативной значимостью в условиях региона обладают такие биологические показатели, как количество видов, индексы Вудивисса и Балушкиной. Показано, что биоиндикация по зообентосу представляет собой эффективный метод интегральной оценки качества поверхностных вод, а использование метода биотестирования по Daphnia magna Straus мало информативно.

Теоретическая и практическая значимость

Работа вносит существенный вклад в изучение биологического разнообразия водных беспозвоночных Кировской области. Полученные данные позволяют определить биологическую продуктивность исследованных рек. Инвентаризация фауны зообентоса пополняет фонд региональной гидробиологической информации. Материалы работы представляют интерес в плане оценки устойчивости и поддержания биологического разнообразия водных экосистем. Результаты исследований используются областным государственным учреждением «Вятский научно-технический информационный центр мониторинга и природопользования» в разработке нормативов предельно допустимых вредных воздействий на р. Вятка.

Работа является составной частью комплексных исследований, проводимых на территории ЗЗМ КОХУХО «Марадыковский» в рамках федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации». Накопленная база данных служит точкой отсчета при осуществлении экологического мониторинга поверхностных водных объектов Кировской области. Данные о структурных перестройках в бентосных сообществах могут быть использованы природоохранными организациями для составления прогнозов экологической ситуации на водоемах.

Результаты работы используются в подготовке специалистов-экологов на химическом факультете Вятского государственного гуманитарного университета (ВятГГУ). Материалы исследований включены в изданные учебно-методические пособия и комплексы.

Апробация работы

Результаты исследований были представлены на III научно-практической конференции «Региональные и муниципальные проблемы природопользования» (Кирово-Чепецк, 1994); II Межрегиональном совещании по проблемам обеспечения экологического мониторинга природных систем в районах расположения объектов по уничтожению химического оружия (Киров, 2004); Всероссийской научной школе «Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты» (Киров, 2005, 2006); Международной конференции «Современные проблемы водной токсикологии» (Борок, Ярославская обл., 2005); Межрегиональном семинаре «Методические основы проведения биологического мониторинга в зоне влияния объектов хранения и уничтожения химического оружия» (Киров, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 работ, в том числе две статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, шесть глав, заключение, выводы, список литературы и приложения. Работа изложена на 215 страницах (включая 49 страниц приложений), содержит 17 рисунков и 19 таблиц. Список литературы насчитывает 205 наименований, в том числе 26 – на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Бентос как объект гидробиологического мониторинга

В главе изложены данные литературы по использованию организмов зообентоса в гидробиологическом мониторинге. Рассмотрены процессы, происходящие при загрязнении водоемов на организменном, популяционном и биоценотическом уровнях. Показано, что структурные характеристики бентосных сообществ объективно отражают интегральное состояние водного объекта. Представлен краткий обзор методов оценки состояния природных вод по зообентосу. Отмечено, что совместное применение методов биоиндикации, биотестирования и гидрохимического анализа может дать наиболее объективную оценку состояния водного объекта.

Рассмотрена история исследования фауны водных беспозвоночных в Кировской области. Обоснована необходимость проведения гидробиологических исследований на территории региона в целях расширения данных о видовом составе, количественных характеристиках бентофауны и оценки состояния водных экосистем.

Показано, что актуальность проведения гидробиологического мониторинга по организмам зообентоса признается сегодня многими авторами. Существует большое количество научных публикаций, рассматривающих проблему эффективного использования структурных характеристик бентосных сообществ в оценке качества природных вод. Однако недостаточно изученными остаются вопросы диагностики состояния гидробиоценозов и поиска взаимодействия с абиотическими характеристиками экосистемы.

Глава 2. Физико-географическая характеристика района

исследования

Кировская область расположена в центрально-восточной части Европейской России. Фундамент территории сложен докембрийскими кристаллическими порода­ми, перекрывающимися пла­стами палеозоя (Природа Кировской обл., 1967). Средние высоты колеблются от 120 до 200 мет­ров. Развитой формой рельефа являются речные долины. Климат континентальный, с продолжитель­ной холодной многоснежной зимой и умеренно теплым коротким летом. За год выпадает 500-680 мм осадков. Кировская область входит в состав Уральско-Западносибирской провинции Европейской таежной хвойно-лесной области (Зубарева, 1996). Леса занимают 67.2% общего земельного фонда области. Доминируют почвы подзолистого типа, образующие сочетания с дерновыми, подзолисто-болотными и болот­ными почвами.

В области насчитывается 19735 рек. Главная особенность гидрографической сети заключается в том, что большинство рек представлено истоками и верховьями. Самая крупная река – Вятка. Большая часть области занята ее бассейном. Русла рек извилистые, с множеством стариц. Скорости течения небольшие, изменяются от 0.1 – 0.3 м/с на плесах до 0.7 – 1.0 м/с на перекатах (Кашина и др., 1996). По классификации М.И Львовича (1974) реки бассейна Вятки относятся к типу с преимущественно снеговым питанием (более 50%). Дожди влияют на речной сток летом и осенью. Зимой питание осуществляется за счет грунтовых вод. Распространение болот на севере области сказывается на гидрохимической специфике речных вод (вынос типоморфных элементов – железа, марганца и ряда других). Максимальный сток бывает в мае, минимальный – в феврале и в марте. В Вятке в половодье вода поднимается на 4-6 м, зимой уровень воды низкий. Реки с подобным режимом относятся к восточно-европейскому типу (Зайков, 1946). Замерзание рек приходится на первую половину ноября (Кашина и др., 1996). Вскрытие происходит в апреле. Воды рек по химическому составу относятся к группе гидрокарбонатно-кальциевых вод. Степень минерализации небольшая: от 200 до 500 мг/л. Жесткость зимой не превышает 3-3.8 мг-экв/л, а в период весеннего половодья падает до 0.4–0.7 мг-экв/л (Кликашева, 1997). Озера не играют заметной роли в гидрографическом облике области. Наиболее распространены мелкие пойменные озера, образованные из стариц р. Вятки (Региональный доклад…, 2004).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»