Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОЛИГОХЕТ НА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НИЖНЕГО ИРТЫША В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ГРУНТА

Попова Е.И. 1 Чемагин А.А. 1
1 ФГБУН Тобольская комплексная научная станция Уральского отделения РАН
Исследовали наличие и распределение олигохет в донных отложениях Нижнего Иртыша. Исследования проводились в пределах Тобольского и Уватского районов Тюменской области. Объектами исследования являются одни из наиболее резистентных представителей донной биоты к антропогенному загрязнению – олигохеты Limnodrilus hoffmeisteri Claparède, Tubifextubifex O. F. Müller. Методика анализа работы основана на определении численности олигохет на участках реки с различными типами грунта. Установлено, что наибольшее развитие олигохет наблюдается на типах грунта, склонного к аккумуляции органического вещества (детрита). Накопление органического вещества происходит на участках реки с замедленным течением, где в наибольшей степени преобладают процессы аккумуляции и оседания взвешенных веществ, в противовес их вымыванию сильным потоком воды. Скорость и направление потока реки в свою очередь зависит от уровня водности – максимального в периоды весеннего и осеннего половодья, минимального в период летней межени.
донные отложения
олигохеты
распределение макрозообентоса
водоток
Иртыш
1. Безматерных Д.М. Зообентос как индикатор экологического состояния водных экосистем Западной Сибири : аналит. обзор / Гос. публич. науч.-техн. б-ка СО РАН, ИВЭП. – Новосибирск, 2007. – 87 с.
2. Богатов В.В. Роль экстремальных природных явлений в функционировании речных сообществ Российского Дальнего Востока // Чтения памяти В.Я. Леванидова. – Владивосток: Дальнаука, 2001. – Вып. 1. – С. 22–24.
3. Богатов В.В. Экология речных сообществ российского Дальнего Востока. – Владивосток: Дальнаука, 1994. – 218 с.
4. Виноградов Г.А., Березина Н.А., Лаптева Н.А., Жариков Г.П. Использование структурных показателей бактерио и зообентоса для оценки качества донных отложений (на примере водоемов Верхневолжского бассейна) // Водные ресурсы. – 2002. – Т. 29, № 3. – С. 329–336.
5. Воробьев Д.С. Влияние нефти и нефтепродуктов на макрозообентос // Известия Томского политехнического университета. – 2006. – Т. 309, № 3. – С.42–45.
6. Воробьев Д.С., Франк Ю.А., Залозный Н.А., Лушников С.В., Носков Ю.А. К вопросу о роли тубифицид в потреблении кислорода в донных отложениях, загрязненных нефтью // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2009. – Т. 11, № 1(4). – С.702-706.
7. Воробьев Д.С., Франк Ю.А., Залозный Н.А., Лушников С.В., Сидорская С.Н. Перемещение Limnodrilus hoffmeisteri (Oligochaeta, Tubificidae) в нефтезагрязненных илах // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2008б. – № 1. – С. 82-89.
8. Воробьев Д.С., Франк Ю.А., Залозный Н.А., Лушников С.В., Ступакова Л.П. К вопросу устойчивости Limnodrilus Hoffmeisteri (Oligochaeta, Tubificidae) к нефтяному загрязнению // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2008а. – № 2. – С. 83-88.
9. Лушников С.В., Воробьев Д.С. Очистка донных отложений от нефти: результаты экспериментальных работ // Экология и промышленность России. – 2006. – № 10. – С. 11–13.
10. Михайлова Л.В., Акатьева Т.Г., Рыбина Г.Е. Токсичность и генетическая опасность донных отложений малых рек в районе нефтедобычи // I съезд токсикологов России: Тезисы докладов – М., 1998. – С.350.
11. Михайлова Л.В., Исаченко-Боме Е.А. Разработка и апробация норматива содержания нефти в донных отложениях поверхностных водных объектов // Водные ресурсы. – 2012. – Т. 39, № 5. – С. 530-536.
12. Попченко В.И., Попченко Т.В. Устойчивость малощетинковых червей к химическим загрязнениям // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 1999. № 2. – С. 201-203.
13. Степанова Н.Ю., Латыпова В.З., Алексеев А.А. Токсичность среды в отношении гидробионтов в условиях экспериментального моделирования нефтяного загрязнения водных объектов // Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2008. – № 1. – С.42-47.
14. Холмогорова Н.В. Воздействие нефтяных углеводородов на сообщества донных беспозвоночных малых рек Удмуртии // Вестник Удмуртского университета. – 2007. – № 10. – С.47-56.
15. Холмогорова Н.В. Динамика структуры макрозообентоса нефтяного загрязнения донных отложений малых рек Удмуртии // Вестник Самарского государственного университета. – 2007а. – № 9-1. – С. 336-343.

В зависимости от характера и типа донных отложений в водотоках развиваются различные группировки макрозообентоса, в том числе и реофильные:

- литореофильные формы зообентоса – это губки, полихеты, олигохеты, пиявки и личинки насекомых, двустворчатые моллюски;

- к аргиллореофильным группам бентонтов относят роющих личинок насекомых (поденок и ручейников);

- псаммореофилы – это, как правило, мелкие организмы: простейшие, коловратки, круглые черви, олигохеты. Бентос песчаных грунтов на течении имеет высокое видовое разнообразие, но его количественные характеристики незначительны;

- пелореофильные организмы – это простейшие, коловратки, нематоды, олигохеты, личинки хирономид и моллюски. Зообентос на участках с заиленными грунтами характеризуется высокой биомассой и небольшим видовым разнообразием, по типу питания это обычно детритофаги и грунтоеды, к которым и относятся олигохеты;

- фитореофильные группировки донных организмов характеризуются высокой биомассой и видовым разнообразием [1-3].

При достижении экстремальных порогов природных факторов (паводок, эвтрофикация, обмеление, промерзание, пересыхание) донное население обедняется или исчезает полностью. Затем возобновление макрозообентоса и бентофауны в целом происходит довольно быстро [3].

Таким образом, зообентос водотоков необходимо рассматривать в разрезе водотока – речного континуума. Такой подход позволяет объективно и всесторонне рассмотреть состав и структуру зообентоса, который практически непрерывно изменяется вдоль по течению в соответствии с изменяющимися условиями окружающей среды. Для зообентоса водотоков также свойственна высокая лабильность его характеристик в связи со значительными колебаниями условий обитания в текучих водах. Тем не менее на определенных участках водотоков с однородными грунтами формируются характерные и достаточно устойчивые донные сообщества.

На основе такого подхода и следует рассматривать макрозообентос Нижнего Иртыша, одной из крупных рек Западной Сибири. Для определения распространения бентосных организмов выделим группировку – олигохеты, которые в районе наших исследований представлены 2-мя видами: Limnodrilus hoffmeisteri Claparède, Tubifextubifex O. F. Müller.

Материал и методика. Исследования реки Иртыш в нижнем течении в пределах Тобольского и Уватского районов Тюменской области проводились в период открытой воды 2015–2016 гг.

Исследования проводились на участке р. Иртыш (179 км) в пределах Тобольского и Уватского районов Тюменской области (699–520 км), в русле реки. На этом участке р. Иртыш имеет ширину русла более 500 м, среднюю глубину 7–10 м. Ниже представлена характеристика створов отбора проб. Для отбора проб ДО использовали дночерпатель Петерсена с площадью захвата 0,025 м2.

На каждом створе (разрезе) пробы донных отложений и бентоса отбирались у левого, правого берега и на стрежне реки. По 2 выемки с каждой точки разреза при помощи обычного и утяжеленного дночерпателя Петерсена с площадью захвата 0,025 м2.

Грунт промывался через газ-сито № 23, организмы макрозообентоса извлекались и фиксировались 70 %-ным этиловым спиртом для дальнейшего определения. Расчет численности и биомассы бентофауны на 1 м2, их фиксация и взвешивание производилось согласно общепринятой методике.

Качественный состав донной фауны определяли с помощью методических пособий.

Таблица 1

Характеристика станций отбора проб донных отложений и макрозообентоса

№ створа, разрез

Район

Расстояние от устья, км

Характер грунтов

левый берег

стрежень

правый берег

1

 

2

3

4

5

1, выше с. Абалак

Тобольский

699

глинистый

песчаный

песчаный

2, выше г. Тобольск(п.Бизино)

Тобольский

672

илисто-песчаный

песчано-илистый

песчано-илистый

3, ниже г. Тобольска (район Речного порта)

Тобольский

652

илистый

песчано-илистый

песчано-илистый

4, район п. Медведчикова

Тобольский

624

илистый

песчано-илистый

илисто-песчаный

5, ниже п. Бронникова

Тобольский

608

илисто-песчаный

песчано-илистый

песчано-илистый

6, выше научно-исследовательского стационара «Миссия»

Уватский

531

песчаный

песчано-илистый

илисто-песчаный

7, выше по течению от п. Горнослинкино

Уватский

520

илисто-песчаный

песчано-илистый

илисто-песчаный

 

Результаты и их обсуждение. Створ 1 расположен выше п. Абалак в Тобольском районе на 699 км реки. В месте отбора проб правый берег пологий, левый обрывистый. В левобережье грунт глинистый, на стрежне и в правобережье – песчаный.

Створ 2 расположен в черте города Тобольска (672 км р. Иртыш), грунты в правобережной части и на стрежне песчано-илистые, в левобережье – илистые.

Створ 3 расположен ниже г. Тобольска (в районе Тобольского речного порта и ниже нескольких зон отстоя судов) на 652 км реки, в левобережье грунт илистый, на стрежне реки и в правобережье песчано-илистый.

Створ 4 расположен ниже г. Тобольска на 624 км (район п. Медведчикова, выше на правом берегу реки расположен выпуск КОС г. Тобольска). В левобережной части реки грунт илистый, на стрежне – песчано-илистый, в правобережье – илисто-песчаный.

Створ 5 расположен в Тобольском районе ниже п. Бронниково на 608 км реки. Выше створа в р. Иртыш впадает правобережный приток – р. Аремзянка, на которой расположены очистные сооружения Тобольского нефтехимического комбината. В левобережье грунт илисто-песчаный, на стрежне и в правобережье песчано-илистый.

Створ 6 расположен в Уватском районе на 531 км, выше научно-исследовательского стационара «Миссия». Тип грунта в левобережье – песчаный, на стрежне – песчано-илистый, в правобережье – глинисто-песчаный.

Створ 7 расположен ниже п. Горнослинкино в Уватском районе на 520 км реки, всего на 11 км ниже створа 6. Выше створа, на правобережной части реки расположена зона отстоя речного флота, на стрежне – Горнослинкинская русловая зимовальная яма, глубиной более 40 м. В прибрежьях грунт илисто-песчаный, на стрежне – песчано-илистый.

Олигохеты семейства Tubificidae – одни из самых устойчивых животных макрозообентоса к нефтяному загрязнению, при этом эти они играют ведущую роль в минерализации органики донных отложений [5, 6, 9]. Одной из причин их устойчивости является обильная нефтеокисляющая микрофлора в их кишечнике. Установлена устойчивость к нефтяному загрязнению некоторых видов личинок хирономид и моллюсков [11], вместе с тем установлено, что фенолы, сопутствующие нефтяному загрязнению, вызывают деградацию половой системы олигохет [12].

По-разному реагируют бионты на нефть в различных грунтах. Так, на глинистых грунтах происходит уменьшение доли хирономид, увеличение представителей Bivalvia, малощетинковых червей семейства Tubificidae. На песчано-илистых грунтах снижается численность всех основных групп макрозообентоса: хирономид, олигохет, двустворчатых моллюсков, поденок и др. [13], на каменистом грунте дна снижается доля всех групп макрозообентоса, кроме поденок семейства Baetidae, доля которых увеличивалась [14,15]. Вместе с тем снижение видового разнообразия и биомассы зообентоса при загрязнении нефтепродуктами происходит на всех типах грунтов. При экстремальном загрязнении ДО нефтепродуктами (выше 5г/кг) наблюдается угнетение даже устойчивых видов [10,4]. Однако не обнаружено концентрации нефти, при которой гибель Limnodrilus hoffmeisteri была бы 100 % [7,8].

Из олигохет в составе макрозообентоса нами были определены 2 вида из 2 родов: Limnodrilus hoffmeisteri Claparède, TubifextubifexO. F. Müller, которые считаются наиболее устойчивыми бентонтами к нефтяному загрязнению донных отложений. Исследования показали, что численность олигохет в донных отложениях Нижнего Иртыша значительно варьирует.

Широко известно, что обитание малощетинковых червей на дне водоемов, в том числе и водотоков, поддерживается в основном за счет потока энергии детрита, поступающего из зоны фотосинтеза и от останков водных беспозвоночных. При неблагоприятных условиях обитания олигохеты изменяют плотность своих популяций и особенности пространственного расположения, путем вертикальных и горизонтальных перемещений своего тела, занимая определенное пространственное положение на бентали водоема. Наши исследования пространственного горизонтального распределения малощетинковых червей в донных отложениях с различным типом грунта показали, что данный фактор оказывает значительное влияние на численные показатели этих водных беспозвоночных (рисунки 1–3).

 А Б В

Рис.1. Средняя численность олигохет (тыс. шт./м2) в донных отложениях Нижнего Иртыша в весенний период, 2015–2016 гг. (А – левый берег, Б – стрежень, В – правый берег; типы грунтов: 1 – глинистый, 2 – илисто-песчаный, 3 – илистый, 4 – илистый, 5 – илисто-песчаный, 6 – песчаный, 7 – илисто-песчаный)

Так, например, согласно полученным данным в период весеннего половодья 2015–2016 гг. средние значения численности олигохет находились в пределах 0,016-0,4 тыс. шт./м2. (рисунок 1). Максимальные значения были отмечены на створе 4 – в левобережье: 0,45; в правобережье 0,35; и на стрежне 0,4 тыс. шт./м2, тип грунта соответственно был: илистый, илисто-песчаный и песчано-илистый. Отсутствовали олигохеты на стрежне створов 1–3, характер грунта соответственно: песчаный, песчано-илистый, песчано-илистый, а также в левобережье створов 1 и 5, тип грунта: песчаный, песчано-илистый.

В период летнего сезона максимальный показатель численности был отмечен в левобережье и правобережье створа 4 – 3,1 тыс. шт./м2, тип грунта: илистый (рисунок 2).

 А Б В

Рис. 2. Средняя численность олигохет (тыс. шт./м2) в донных отложениях Нижнего Иртыша в летний период, 2015–2016 гг. (А – левый берег, Б – стрежень, В – правый берег; типы грунтов: 1 – глинистый, 2 – илисто-песчаный, 3 – илистый, 4 – илистый, 5 – илисто-песчаный, 6 – песчаный, 7 – илисто-песчаный)

В осенний период произошло увеличение численности олигохет на исследуемом участке реки практически на всех створах, кроме отдельных станций и створов, что связано с массовым развитием олигохет в осенний период открытой воды (рисунок 3).

 А Б В

Рис. 3. Средняя численность олигохет (тыс. шт./м2) в донных отложениях Нижнего Иртыша в осенний период, 2015–2016 гг. (А – левый берег, Б – стрежень, В – правый берег; типы грунтов: 1 – глинистый, 2 – илисто-песчаный, 3 – илистый, 4 – илистый, 5 – илисто-песчаный, 6 – песчаный, 7 – илисто-песчаный)

Максимальное развитие олигохет было отмечено на стрежне створа 2 (1,5 тыс. шт./м2), тип грунта: песчано-илистый. Полностью олигохеты отсутствовали в этот период на участках реки с глинистым и песчаным грунтом – створ 1, илисто-песчаным и песчано-илистым грунтом на створах 5 и 6.

Заключение. В заключение стоит отметить, что, по всей видимости, наибольшее развитие исследуемых видов олигохет на участке Нижнего Иртыша зависит в первую очередь от типа грунта, склонного к аккумуляции органического вещества (детрита). Накопление органического вещества происходит на участках реки с замедленным течением, где в наибольшей степени преобладают процессы аккумуляции и оседания взвешенных веществ, в противовес их вымыванию сильным потоком воды. Скорость и направление потока реки в свою очередь зависит от уровня водности – максимального в периоды весеннего и осеннего половодья, минимального в период летней межени.

Работа поддержана программой УрО РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» № 15-12-4-20."


Библиографическая ссылка

Попова Е.И., Чемагин А.А. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОЛИГОХЕТ НА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НИЖНЕГО ИРТЫША В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ГРУНТА // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25388 (дата обращения: 29.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074