WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Для растительного покрова реки Оредеж значения структурных характеристик изменяются менее существенно. Тем не менее, проявляется следующая закономерность: в окрестностях населенных пунктов значения общего проективного покрытия, видового разнообразия и богатства несколько возрастают (рис. 3). Происходит это, видимо, за счет большего поступления биогенных соединений в этих местах.

Рис. 3. Значения индекса видового разнообразия Шеннона-Уивера для различных участков рек Охта и Оредеж.

Полученные результаты, укладывается в известную закономерность (Фрейндлинг, 1998) – умеренное поступление биогенных элементов ведет к усложнению экологической структуры, появляются новые виды, увеличивается площадь зарослей, что и происходит в р. Оредеж. При высоком уровне биогенной нагрузки происходит упрощение экологической структуры растительных сообществ, уменьшение видового разнообразия. А значительный уровень антропогенного воздействия оказывает подавляющее влияние на состояние фитоценозов, сообщества разрушаются, растения практически отсутствуют. Подобную картину мы наблюдаем в нижнем течении реки Охта.

Анализ полученных структурных характеристик макрофитов рек Оредеж и Охта позволил выявить высокие и значимые величины коэффициента корреляции между всеми исследованными параметрами. Связь, выявленная для значений индекса Шеннона-Уивера и общего проективного покрытия, представляется нам интересной. Так, она позволяет предположить, что на основе данных об общем проективном покрытии макрофитов можно судить о таких показателях, как их богатство и разнообразие.

Рассмотрев изменение структурных параметров сообществ макрофитов в этих двух водотоках, мы пришли к заключению, что при классификации рек описанной в разделе 4.необходимо расширить границы диапазонов этих величин. Группировка исследованных водотоков по значениям структурных характеристик сообществ макрофитов выглядит следующим образом (таблица 2): Группа 0: значения структурных характеристик сообществ макрофитов для водотоков этой группы стремятся к 0 за счет крайнего обеднения флоры.

Примером может служить нижнее течение реки Охта, где критические значения антропогенной нагрузки приводят к полному разрушению сообществ. Группа 1 отличается низкими значениями видового богатства и разнообразия всей флоры. При этом доля водных растений здесь высока. В этот класс вошли самые малые водотоки, отличающиеся специфическими естественными факторами – ручей Нижний и р. Старый Оредеж, а так же река Охта подверженная мощному воздействию хозяйственной деятельности человека. Группа 2 характеризуется невысокими значениями видового богатства, при этом доля водных растений не превышает 18 %. Гидрофиты в этих реках практически отсутствуют. Реки настоящей группы расположены на юге Карельского перешейка, у западного берега Ладожского озера. Для них выявлена специфика гидрохимического режима связанная с воздействием комплекса естественных и антропогенных факторов. Группа 3 характеризуется средними значениями видового богатства, большой долей водных растений и самыми высокими значениями видового разнообразия водной флоры и гидрофитов. В нее входят реки юга Ленинградской области, и примыкает одна река юга Карельского перешейка. Группа 4 (подгруппы 4.1 и 4.2) отличается максимальными значениями видового богатства и видового разнообразия всей флоры. Здесь относительно невысока доля водных растений и гидрофитов. Причем для подгруппы 4.1 характерно относительно низкое видовое разнообразие водной флоры и крайне низкое разнообразие гидрофитов. Четверную группу образуют только реки Карельского перешейка.

Анализ показывает, что средние значения параметров для групп рек существенно отличаются друг от друга. Для рек характеризующихся относительно высоким качеством среды, выявлены узкие диапазоны значений таких структурных характеристик как индекс видового разнообразия макрофитов (от 3,9 до 5). Характерное для этих водотоков число видов растений изменялось от 17 до 36. Доминирующие виды имеют высокое обилие от – 5, а значение суммарного обилия не опускается ниже 34. Выявленные величины структурных характеристик можно считать нормой состояния малых рек Ленинградской области и Санкт-Петербурга. Реки, значения характеристик в которых укладываются в указанные диапазоны можно рассматривать как сохраняющие естественный режим функционирования.

Таблица Классификация исследованных малых рек Ленинградской области и СанктПетербурга по структурным характеристикам сообществ макрофитов Группа Группа Группа Группа подгуппа подгуппа Группа Параметр 0 1 2 3 4.1 4.2 в целом N1-5 0-3 5-15 19-20 17-28 26-33 34-36 26-N1-3 0-2 4-8 3-4 12-19 4-9 10-12 4-N1 0 2-6 0-1 2-7 1-2 3 1-Н1-5 0-1,6 1,8-3,7 4,0-4,1 3,9-4,6 4,6- 4,9 5 4,6-5,Н1-3 0-1,0 1,7-3,0 2,0-2,1 3,1-4,4 2,1-3,0 3,1-3,3 2,1-3,Н1 0 1,0-2,5 0 1,8-2,5 0-1,0 1,4-1,6 0-1,D1-3 0-100 25-86 15-21 44-86 13-35 29-33 13-D1 0 13-86 0-5 9-33 4-7 8-9 4-СумОБ 0-6 14-38 37-41 34-56 51-66 59-65 51-СрОБ 0-2,0 2,5-3,3 1,9-2,1 1,8-2,5 1,7-2,1 1,7-1,8 1,7-2,Примечание: N – число видов, шт.; Н – индекс Шеннона-Уивера; D – доля, %; СумОБ – суммарное обилие видов на станции; СрОБ – среднее обилие видов на станции; 1-5 – экотипы с по 5, т. е. вся флора; 1-3 – водная флора в широком смысле; 1 – гидрофиты или настоящая водная флора.

Низкие значения рассмотренных в главе параметров встречаются как при сильной антропогенной нагрузке, так и при экстремальных значениях природных факторов (высокая минерализация, низкая температура воды в летний период) в реках отнесенных к группам 0 – 1.

Глава 5. «Использование структурных характеристик сообществ макрофитов при оценке экологического состояния малых рек Ленинградской области и СанктПетербурга». В главе дается характеристика применимости макрофитов для оценки качества вод.

Для применения характеристик растительного покрова в оценке качества вод малых рек нами предложено использовать балльно-индексный метод. В него были включены параметры, выделенные в главе 4, как наиболее показательные: индекс видового разнообразия всей флоры, число видов истинно водных растений, суммарное обилие макрофитов.

Обычным является установление 5 – 6 градаций качества вод. Значения перечисленных характеристик, которые в главе 4 были признаны нами нормой для водотоков Ленинградской области, отнесены к 3 классу качества вод (таблица 3).

Таким образом, нами выделено 4 класса качества вод: 1) “очень грязная” – с суммой индексов от 3 до 4; 2) “грязная” – от 5 до 7; 3) “умеренно загрязненная” – от 8 до 10; 4) “чистая” – от 11 до 12. Пятый класс “очень чистые воды” не выделен сознательно т. к. все исследованные реки находятся под различной степенью антропогенного воздействия и с той или иной степенью нарушения гидрохимического состава вод. В дальнейшем мы будем кратко обозначать данный индекс как Sm.

Таблица Классификация качества вод малых рек Ленинградской области и Санкт-Петербурга по структурным параметрам сообществ макрофитов Индексы Параметр 1 2 3 Н1-5 < 2 [2 - 4) [4 - 5) N1 0 1 2 СумОБ < 30 [30 - 40) [40 - 50) Примечание: Н1-5 – индекс видового разнообразия влей флоры; N1 – число видов истинно водных растений, СумОБ – суммарное обилие макрофитов.

Таблица Классы качества вод исследованных малых рек выделенные при помощи балльно-индексной оценки и метода сводных показателей по структурным характеристикам сообществ макрофитов Класс Река Sm Qi Качество воды качества Охта (ниж.) 3 0,99 Очень грязная Охта (верх.) 0,Авлога 7 0,49 Грязная Черная 0,Селезневка 9 0,Песчаная 0,Вьюн 0,26 Умеренно Петровка 10 0,26 загрязненная Волочаевка 0,Оредеж 0,Орлинка 0,Морье 0,Чистая Чулковка 0,Волчья 0,На основе таблицы 3 были определены классы качества вод исследованных малых водотоков (таблица 4). Наихудшим качеством отличаются воды нижнего течения реки Охта, а плохим – ее верхнее течение, реки Авлога и Черная. Нужно заметить, что три этих водотока были признаны нами наиболее загрязненными по гидрохимическим показателям.

Для рек, состояние которых в изученных створах по гидрохимическим характеристикам сопоставимо с фоновым, оценка по структурным параметрам макрофитов выявила, что их воды относятся к классам 3 – "умеренно загрязненные" и 4 – "чистые".

Найдена зависимость Sm с другими гидробиологическим показателям, такими как биотический индекс Вудивисса (Bi) и индекс сапробности Пантле-Букка, в модификации Сладечека (S). На рис. 4 представлены уравнения линейной регрессии и их графики для этих параметров. Обе зависимости надежны (R2 > 0,5) и могут быть использованы для расчетов.

Связь значений суммарного индекса Sm с ИЗВ весьма существенна: абсолютное значение коэффициента корреляции (r) высоко (-0,65) и r значим ( = 5 %). Однако уравнение линейной регрессии не может быть использовано для расчетов т.к. коэффициент детерминации меньше 0,5. Необходимо заметить, что коэффициент линейной корреляции ИЗВ с биотическим индексом Вудивисса (Bi) и индексом сапробности (S) еще меньше по модулю и составляет соответственно -0,44 и 0,59.

Рис. 4. Связь значений индекса Вудивисса (Bi) и величины сапробности (S) с полученными нами суммами баллов (Sm).

Таким образом, можно говорить о том, что разработанный метод оценки качества вод по структурным параметрам сообществ макрофитов дает результаты сходные с традиционными гидробиологическими методами и может использоваться для определения качества вод на малых реках Ленинградской области и Санкт-Петербурга.

В связи с тем, что существуют особенности реакций разных групп организмов на различные воздействия, то используя предложенную методику совместно с характеристиками макрозообентоса, можно получить более объективную оценку качества среды. Кроме того, методика может использоваться самостоятельно.

Нужно заметить, что при оценке реки с очень чистой водой, может возникнуть неоднозначная ситуация из-за того, что Sm окажется равным значению отнесенному нами к или 2 классу – "очень грязная" или "грязная" вода (Баринова, Медведева, Анисимова, 2006). Однако территория Ленинградской области характеризуется антропогенной нарушенностью и значительным хозяйственным воздействием (Иванов, Самойлова, Сурков, 2006). Крайне мала вероятность того, что в этом регионе сохранились реки с очень высоким качеством своих вод.

Вслед за этапом балльно-индексной оценки, был сделан следующий шаг. Он состоял в свертке информации на основе выполненной классификации качества вод малых рек по структурным параметрам макрофитов представленной в таблице 3. Данная процедура выполнялась методом сводных показателей. Получаемый в результате свертки индекс – Qi более точен, нежели оценочный балл (Sm). Классы качества вод исследованных рек полученные при использовании описанного способа представлены в таблице 4.

Как и предполагалось, классы качества вод исследованных рек полученные методом сводных показателей полностью соответствуют выделенным при балльно-индексной оценке. Однако мы можем установить более тонкие различия между водотоками внутри каждого класса.

В настоящей работе впервые предпринята попытка применить Биологический индекс макрофитов – IBMR (Haury et al., 2002), широко используемый в странах Европейского Союза, для оценки уровня содержания биогенов в водах малых рек Ленинградской области. Данная методика была выбрана вследствие того, что большинство видов макрофитов, встреченных на исследованных водотоках, включены в списки для определения IBMR.

Результаты расчета индекса и выделенные уровни приведены в таблице 5.

Таблица Значения биологического индекса макрофитов для рек (IBMR) и уровень содержания биогенов в водах исследованных рек Водоток IBMR Уровень содержания биогенов Очень высокий р. Охта (верх.) 5,р. Петровка 8,р. Песчаная 8,р. Волочаевка 9,Высокий р. Орлинка 9,р. Селезневка 9,р. Вьюн 10,р. Оредеж 10,р. Морье 11,Средний р. Авлога 11,р. Старый Оредеж 11,р. Волчья 11,р. Чулковка 12,Низкий р. Черная 13,Очень низкий руч. Нижний 17,Самый высокий уровень содержания биогенных соединений, выявлен для верхнего течения исследованного участка реки Охта. Такой результат закономерен, как описано в Главе 3, этот водоток подвержен сильнейшему антропогенному давлению, в том числе очень высоки здесь концентрации биогенных элементов. Весьма низкий уровень отмечена для ручья Нижний, водотока очень малого и удаленного от населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий. Для остальных водотоков индекс изменяется в диапазоне от 8,3 до 13,0. Причем уровень содержания биогенов в большинстве рек оценен как средний и высокий.

Расчет биологического индекса макрофитов для рек – IBMR, позволяющего определить уровень содержания биогенов в водотоке, показал возможность использования этой французской системы оценки в условиях Ленинградской области.

По результатам исследования проведена оценка экологического состояния водотоков при помощи метода сводных показателей. Критериями оценивания служили: рекогносцировочный индекс загрязнения вод (рИЗВ), индекс сапробности (S), биотический индекс Вудивисса (Bi), биологический индекс макрофитов рек (IBMR) и результат свертки информации о структурных параметрах макрофитов (Qi), однако вместо него также можно использовать итог балльно-индексной оценки вод (Sm).

Введены следующие градации экологического состояния: благополучное, удовлетворительное, неудовлетворительное, критическое.

Таблица Оценка экологического состояния исследованных водотоков Река Экологическое состояние Охта (ниж.) Критическое Охта (верх.) Неудовлетворительное Авлога Черная Селезневка Песчаная Удовлетворительное Морье Петровка Волочаевка Вьюн Благополучное Чулковка Состояние большинства исследованных рек оценивается как удовлетворительное (таблица 6). Как и ожидалось, самая низкая оценка получена для нижнего течения реки Охта. Ситуация в верхней части водотока не удовлетворительная, такая же оценка получена и для р. Авлога. Эти водотоки практически по всем исследованным параметрам проявили низкое качество среды.

Таким образом, нами предложен метод для оценки качества вод с помощью структурных параметров сообществ макрофитов. В его основу положено применение индексов Sm и Qi, которые включают в себя данные о видовом разнообразии всей флоры, видовом богатстве гидрофитов и суммарном обилии видов.

Нами выделены 4 класса качества вод по значениям этих параметров, к сожалению, "крайние" значения для очень чистых и чрезвычайно грязных вод в настоящем исследовании выделить не удалось. Однако накопление информации о характеристиках макрофитов малых рек позволит в дальнейшем решить эту проблему.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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