Макрозообентос, его продукция и биоиндикация воды р. Инсарка

Обзор исследований макрозообентоса водотоков бассейна р. Мокша.

Бассейн Мокши и её притоков расположен в правобережье Средней Волги и имеет площадь водосбора 52500 кв. км (Душин, 1979). Своё начало Мокша берёт в системе родников в овраге у с. Елизаветино Мокшанского района Пензенской области, её протяжённость - 656 км, из которых около 156 км приходятся на Пензенскую область, 360 - на Мордовию и 140 - на Рязанскую область. (Душин, 1967; Каменев, 1982)

Мокша - типичная равнинная река со спокойным течением, которое обусловлено, видимо, небольшим уклоном ложа - 1-3 см/км (Душин, 1979). Средняя скорость течения - в пределах 0,25-0,60 м/с, хотя на отдельных участках скорость потока может быть значительной: 0,69-076 м/с (ниже впадения р. Иссы, лето 1990 г.), 0,79-0,92 м/с (пурдошанский участок, лето 1990 г.)

Среди грунтов ложа Мокши преобладают песчаные с разной степенью заиления. Однако в ряде мест имеются выходы каменистых субстратов (с. Каменный брод, Пурдошки), а также галечно-плитняковые и глинистые грунты.

Заросли водной и полуводной растительности весьма характерны для средней Мокши. Они имеют большое развитие на кочелаевском, ковылкинском участках, в районе г. Краснослободска, у д. Мордовское Маскино, с. Стародевичье, д. Большие Мордовские Палаты, в районе с. Пурдошки, Теньгушево, г. Темниково и др. Отрицательно влияют на формирование гидробиологического режима Мокши сбросы бытовых и промышленных вод (район д/о "Мокша", г. Ковылкино, Краснослободска, с. Жегалово, г. Темниково, с. Теньгушево и др.) (Каменев, 1993 г.)

Изучение макробентофауны Мокши осуществлялось в 1986, 1987, и 1990гг. Исследованиями в указанные годы был охвачен кочелаевский участок и только в 1990г. - пурдошанский.

Количественное развитие макрозообентоса на кочелаевском участке в летне-осенний период 1986г. характеризовалось динамикой численности в пределах 1147-2016 экз/кв. м (средний показатель 1541 экз/кв. м), биомассы 15,24-35,00 г/кв. м (29,81 г/кв. м) в мелководной зоне диапазоне 1174-1730 экз/кв. м (1410 экз/кв. м) и 27,64-43,68 г/кв. м (35,58 г/кв. м) - на плёсовом участке. Основу биомассы макрозообентоса в обеих зонах обуславливали малощетинковые черви. Так, на мелководьях в разные месяцы они составляли 27,3-50,7% (в среднем 45,52%) от общей биомассы, ещё более существенной была роль олигохет в создании биомассы на плесовом участке: 58,0-76,5 (67,56%). На последнем участке заметнее стало значение и мягкотелых в общей биомассе макрозообентоса -22,20% (просев 15,73% на мелководьях). Примечательно что в развитии макрозообентоса мелководной зоны возросла роль личинок Tipula в создании весового показателя по сравнению с прошлыми сезонами (Каменев 1987г.). Здесь их доля в общей биомассе составляла в среднем 26%. Что касается личинок хирономид, то хотя они играли заметную роль в динамике численности, оставаясь всё-таки в этом отношении на втором месте после олигохет, тем не менее занимали весьма скромное место в создании биомассы (5,50% на мелководьях и 2,77% на плёсовом участке). (Каменев, Гунин, 1989)

Таким образом, основу биомассы макрозообентоса на мелководном участке определяли олигохеты, типулины и моллюски (87,25%), а на плёсовом - олигохеты и моллюски (89,76%).

В 1987г. среднесезонные величины численности и биомассы макрозообентоса в целом были меньше, чем в 1986г., в мелководной зоне в 1,39 и 2,70 и на плёсовом участке в 1,12 и 3,12 раза. Это в полной мере относится и к динамике среднемесячных значений численности и биомассы бентонтов.

Снижение уровня развития данной макрофауны в 1987г. - следствие изменения гидрологического режима реки на её участке ниже плотины. Зарегулирование Мокши бетонной плотиной у д. Андреевка (осень 1986г.) резко уменьшило сток реки, в результате которого 2/3 ложа мелководного участка оказались осушенными.

Наблюдения показали, что изменение экологической обстановки на участке реки ниже плотины Андреевского водохранилища привело к резкому снижению уровня развития макрозообентоса. (Каменев, Гунин, 1989)

Средняя численность макрозообентоса Андреевского водохранилища в 1987 и 1990гг. изменялась в широком диапазоне - 620-4520 и 749-1352 экз/кв. м. Аналогичная картина отмечалась и в динамике биомассы: 6,03-50,19 и 8,15-66,48 г/кв. м.

Анализ степени развития макрозообентоса в характерных зонах водохранилища показал, что количество бектонтов на 1 кв. м в районе с. Кочелаево за весенне-летний период в 1987г. колебалось в более широком диапазоне (667-1799 экз/кв. м и 14,68-50,19г/кв. м) по сравнению с 1990г. (994-1273 экз/кв. м и 10,28-21,62г.кв./м). Уровень развития макробентофауны в сезоне 1987г. обуславливали олигохеты (69,9% от общей численности и 69,8% биомассы). Резкий подъём численности и биомассы данных животных за счёт малощетинковых червей (1613 экз./кв. м и 41,40 г/кв. м) был отмечен в июне.

Другие группы гидробионтов в этом районе играли второстепенную роль. Так личинки хирономид по удельному весу в численности (22,0%) следовали после олигохет, а в создании биомассы (8,90%) - после мягкотелых. Последние при численности в 5 раз меньшей, чем у хирономид, почти в 2 раза (16,9%) большую биомассу. Остальные группы беспозвоночных животных в макрозообентосе этого района водохранилища существенной роли не играли. (Каменев, Храмцовский 1983)

Если оценивать уровень развития макрозообентоса водохранилища в районе дома отдыха "Мокша" по средним показателям численности и биомассы, то окажется, что величина последней в 1990г. (28,87 г/кв. м) была больше аналогичной в 1987, (16,96 г/кв. м) в 1,64 раза при меньшей численности (в 2,12 раза).

В 1990г. личинки хирономид уступали, причём по обоим показателям (16,13% - численность и 1,62% - биомасса), и олигохетам, и моллюскам. Последние отмечались здесь ярко выраженным доминированием по биомассе (77,9%) которое обеспечивала высокая степень развития видов родов Amesoda, Euglesa, Bithynia, Valvata.

Таким образом, макрозообентос водохранилища в районе дома отдыха "Мокша" определялся как хирономидно-олигохетный (82,0 биомассы и 96,20% численности) в 1987г. и олигохетно-моллюсковый (91,50-74,86%) в 1990г.

Макрозообентос плотинного участка водохранилища (район насосной станции) отмечался самыми низкими средними значениями численности (1134 экз./кв. м) и биомассы (8,15 г/кв. м) по сравнению с рассмотренными выше районами в 1987г. В 1990г. эта тенденция прослеживается лишь в показателе численности. Что касается биомассы, то величина последней была в 1,5 раза меньше аналогичного показателя в районе дома отдыха "Мокша" и, наоборот, выше (на 2,67 г/кв. м) по сравнению с районом с. Кочелаево.

Если рассматривать развитие макробентофауны в этой зоне водоёма по группам в годы наблюдений, то обращает на себя внимание сходство с аналогичным прессом в районе дома отдыха "Мокша": доминирование личинок хирономид по обоим показателям (71% всей численности и 60% общей биомассы) в 1987г. и их подчинённое положение в создании биомассы (9,11%) в 1990г.; полное отсутствие мягкотелых в 1987г. и превалирование последних по биомассе (68,95%) в 1990г.; второе место олигохет в определении общей численности и биомассы данных бионтов. (Каменев, Аникин, 1993)

Итак, приплотинной зоны водохранилища, как и в районе дома отдыха "Мокша", оказался хирономидно-олигохетным (93,40% от численности и 91,0% биомассы) в 1987г. и молюссково-олигохетным (51,23 и 81,65%) в 1990г.

Сходная картина наблюдалась и в развитии личинок хирономид в районе реки от с. Пурдошки к с. Жегалово. При этом отмечено различие в комплексе видов-доминантов хирономид. В районе с. Пурдошки превалировали виды р. Polypedilum и Cryptochironomus, а в районе с. Жегалово - крупные личинки полисапробных видов р. Chironomus. В динамике численности личинок хирономид в исследованных районах в течение лета зарегестрировано два тека - в июне и в августе, что обусловлено биологическими особенностями массовых видов этой группы. Что касается моллюсков, то их среднее количество на 1 кв. м и биомасса возрастают с июня по июль, оставаясь на одном уровне до конца лета.

Роль остальных групп бентонтов в общей биомассе макрозообентоса небольшая (12,66%), однако следует отметить, что личинки стрекоз, вислокрылок в отдельные периоды обеспечивают довольно заметную биомассу: 1,06-1,24 г/кв. м (июль-Август, с. Пурдошки).

Таким образом, основную роль в количественном развитии макрозообентоса р. Мокши на участке с. Пурдошки - с. Жегалово играют олигохеты, хирономиды, моллюски, в суммарном отношении составляющие 86,37% от общей численности и 87,34% биомассы данных гидробионтов.

Р. Исса (устьевой участок). Ядро макрозообентоса устьевого участка Иссы составляют немногие группы гидробионтов, в частности личинки хирономид, олигохеты и моллюски. При этом хирономиды, как правило, обуславливают динамику численности макробентических животных. Так, в 1975г. в разныен месяцы их доля равнялась 27-75% от общей численности макрозообентоса. Хирономиды по численности (33,8%) доминировали и в 1984г., хотя удельный вес их по сравнению с 1975г. уменьшился почти в полтора раза.

Макробентофауна устьевого участка Иссы в 1989г. характеризовалась более высоким уровнем развития, чем в 1975 и1984г. Среднемесячная численность бентонтов и их биомасса в летний период изменились в пределах соответственно 1655-2550 экз./кв. м и 43,34-70,52г/кв. м. Олигохеты и хирономиды определяли в основном динамику численности гидробионтов дна, в сумме составляя 71,11% их среднего количества. При этом удельный вес малощетинковых червей (37,15%) оказался немного выше, чем хирономид (33,96%). Основу же биомассы макрозообентоса обуславливали мягкотелые (33,96%).

Итак, ядро макробентофауны устьевого участка Иссы, как и в предыдущие годы (1975 и 1984г.), составляли омиохеты, личинки хирономид и моллюски, в суммарное отношение определяющее 94,49% её общей численности и 95,13% биомассы.

Р.Сивинь. Количественное развитие макрозообентоса в 1975г. на верхнем участке реки (с. Старое Шайгово) характеризовалось колебаниями численности в небольших пределах (453-567 экз./кв. м), а биомассы более чем в 2 раза (4,02-9,53г./кв. м). В последующие годы наблюдений (1984-1989г.) и численность и биомасса изменялись здесь в более широком диапазоне: 870-1225экз./кв. м и 11,31-15,65г./кв. м, 253-2690экз./кв. м и 2,12-25,73г./кв. м.

По уровню развития макрозообентос устьевого участка реки (1975г) и в районе с. Сивинь (1989г) характеризовался в целом сходной тенденцией, но более выраженным преобладанием в нём олигохет, моллюсков и личинок хирономид, в сумме насчитывавших 84,40 в 1975г и 88,45% в 1989г. Кроме того, в 1989г произошел сдвиг в соотношении ведущих групп, составляющих основу биомассы. Так, доля олигохет возросла с20,70% (1975г) до 53,38% (1989г) и они в этом отношении оказались превалирующей группой. В то же время заметно снизилось значение в общей биомассе личинок хирономид (44.88% в 1975г и 20,47% в 1989г). Что касается мягкотелых, то они в разные годы наблюдений создавали примерно одинаковую средне сезонную биомассу (1,40 в 1975г и 1,62г/кв. м в 1969г). Остальные группы животных в бентосе рассматриваемых районов играли небольшую роль.

Основу количественных показателей макрозообентоса на нижнем участке реки в годы наблюдений составляли так же олигохеты, личинки хирономид и моллюски. При этом олигохеты и личинки хирономид определяли динамику его численности (89,43% в 1984г и 73,71 в 1989г) удельный вес малощетинковых червей, хирономид и мягкотелых в создании общей биомассы макробентонтов в 1984 и 1989гг оценивается соответственно 33,17 и 24,15; 19,08 и 14,72; 40,46 и 48,17%.

Следовательно, можно констатировать, что ядро макрозообентоса на всех участках р.Сивинь составляют олигохеты, личинки хирономид и моллюски.

Р.Уркат. Средняя численность и биомасса макрозообентоса р. Уркат изменялись в следующих диапазонах: 793-2353 экз./кв. м и 3,87-14,66 г/кв. м. На всех участках верхнего и среднего течения реки общая численность макробентофауны находилась в зависимости от развития личинок хирономид, которые в среднем составляли 42,80% от всего числа донных беспозвоночных. Среди хирономид определяющую роль в показателе численности играли Pentapeolilum exsechem, chironomus thummi, procladius, личинки рода Criptochironomus.

Таким образом, приведённый образ публикаций состояния изученности макрозообентоса водоёмов бассейна р. Мокша показывает, что р. Инсарка в этом отношении не затронута гидробиологическими исследованиями. По этому нам представилось важным провести гидробиологические исследования малого притока Мокши - р. Инсарка с целью выявления видового состава, определения уровня развития макрозообентоса и оценки продукционных характеристик последней.

2. Физико-географическая характеристика р. Инсарка. Материалы и методы.

2.1 Физико-географическая характеристика р. Инсарка.

Общеизвестно, что видовой состав, распределение, динамика количественных показателей (численности и биомассы), продукционные характеристики и другие стороны жизнедеятельности гидробионтов теснейшим образом связаны с естественно-географическими, гидрогеологическими (динамика уровня, течения, характер грунтов), гидрохимическими и даже геологическими особенностями среды обитания (Винберг, 1975; Жадин, 1940; Зверева, 1969; Каменев, 1995; Шубина, 1986).

Река Инсарка берёт начало из родников в лесу южнее села Морд.Паевка и впадает в реку Исса в районе города Инсар.

У села Морд.Паевка ширина реки достигает 1,5-2 м, наибольшая глубина -0,55 м, течение медленное, незаметное. Дно медиальной зоны и в регионе обоих берегов илистое. Высшая водная растительность развита не только в береговых зонах (осоки, стрелолист, рогоз).

У с. Кочетовка ширина русла достигает 2 м, глубина - 0,30-0,50 м, течение быстрое. В донных отложениях преобладают илистые биотопы: посередине - заиленные пески, в застойных местах - илы. Береговые зоны зарастают осоками, сусаком зонтичным, дали идут камыш, сменяемый в более глубоких местах зарослями кубышки желтой.

Ниже села Арбузовка ширина русла реки, которое врезано в пойму, достигает 3 м, глубина от 0,2 до 0,3м (на перекатах) до 1,0 м (в небольших ямах), течение умеренное, ровное. Дно реки в медиальной зоне илистое, в береговых зонах - песчаное с небольшим заилением.

Водная растительность развита. Береговые зоны зарастают осоками, сусаком зонтичным, рогозом.

В устье ширина реки 2,5-3 м, течение умеренное. Посередине реки и в левобережной зоне (среди макрофитов) доминируют заилённые пески с отложением детрита, вдоль правого берега местами обнажается глинистая рипаль, чаще всего с налётом ила. Высшие водные растения развиты по берегам (осоки, рогоз, стрелолист).

Берега р. Инсарка не высокие, но правый несколько выше, чем левый, по берегам тянутся луга, на которых по одиночке и группами растут деревья - дуб, липа, черёмуха, ива.

При оценке состояния биоресурсов любого водоёма важным являются сведения о качестве и химическом составе воды, так как они дополняют картину, характеризующую условия обитания гидробионтов на исследуемых участках р. Инсарка.

В данной работе приведены результаты химических анализов воды р. Инсарка, выполненных в химической лаборатории Инсарской санэпидстанцией (табл. 2. 1. 1.)

Таблица 2. 1. 1.

ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ р. ИНСАРКА (2000 Г.)

Все химические показатели не превышают ПДК, это свидетельствует о том, что воды не подвержены химическому загрязнению, и они не оказывают угнетающего воздействия на гидробионты.

2.2 Материалы и методы.

Материалом для данной работы послужили сборы на четырёх участках р. Инсарка:

с. М. Паёвка

с. Кочетовка

с. Арбузовка

г. Инсар

Сбор материала проводился в июне - августе(1999-2000г.). Отбор проб производился с помощью дночерпателя Эркмана-Берджа, площадью захвата 1/40 кв. м. Всего за период исследования было получено 88 проб.

Фиксация и обработка материала по общепринятой методике (Жадин, 1960; Митропольский, Мордухай-Болтовской, 1975; методические рекомендации, 1984 г.).

Встречаемость видов животных вычислялась по формуле: P=(m/n)*100%

Где P-частота встречаемости;

m-число проб в которых найден данный вид;

n-общее количество проб.

Продукция различных групп макрозообентоса определялась с использованием величин удельной продукции за сутки (Заика. 1972, 1983).

Продукцию популяций наиболее массовых и распространенных видов хирономид и олигохет расчитали с использованием Р/В - коэффициент, полученных для этих видов раньше (Каменев, 1987) всех других групп макрозообентоса - с использованием величин удельной продукции за сутки была принята равной 0,03, личинок хирономид - 0,033, личинок подёнок, ручейников, стрекоз - 0,027, пиявок - 0,02, моллюсков сферид - 0,004, гастопод - 0,02. Приняты следующие показатели энергоёмкости групп бентоса: хирономиды - 2,10 кДж/ч сырой массы, подёнки -3,86, стрекозы - 3,77, олигохеты - 4,19, моллюски (с раковиной) - 1,47 кДж/ч. энергоёмкость личинок ручейников, вислокрылок, табанид такая же, как у подёнок, а у клопов и жуков - как у личинок хирономид (Каменев 1992). Усвояемость пищи (1/И) мирным бентосом принята равной 0,06, хищным - 0,8.

В каждом биоценозе различались два трофических уровня - нехищные и хищные животные. К последним отнесены пиявки, стрекозы, вислокрылки, жуки, некоторые хирономиды (p. Cryptochironomus, p. Procladius, p. Tanypus).

Продукцию биоценоза (Рb) рассчитывали как сумму продукции нехищных (Pf) и хищных (Pp) животных за вычетом рациона хищников (Ср) по формуле (Алимов, 1989):

Pb=Pf+Pp-Cp

Температурные поправки на изменение скорости обмена у животных в зависимости от температуры находили пользуясь коэффициентом Q = 2.25 (Винберг).

При расчёте рациона хищных беспозвоночных (пиявки, стрекозы, вислокрылые, жуки, клопы, хирономиды) исходили из того, что их суточный рацион ориентировочно принимается за 10-25% от веса тела (Гаврилов, 1969-70, Голубков и др. 1987, Извекова 1975, Лапкина 1983, Соколова 1980).

Оценка качества воды исследованных водотоков рассчитывалась по биологическим индексам, рекомендованным для биоиндикации рек европейской части Российской Федерации (Балушкина, 1976; Финогенова, Алимов, 1976, Винберг и др. 1977).

Соотношение численности олигохет (Nол) к общей численности бентоса (Nобщ) (Gooclight, Uhitly, 1962):

I = (Nол/Nобщ)*100%

При J=60% - хорошее состояние реки, J=60-80% - сомнительное, J>80%-тяжёлое.

Соотношение численности олигохет тубифицидного комплекса (Nтуб) к численности всего бентоса (Nобщ)(Пареле, 1975, 1981):

Д1=(Nтуб/Nобщ)*100%,

При Д1=0,01-0,16 - очень чистая вода; 0,17-0,33 - чистая; 0,34-0,50 - слабозагрязнённая; 0,51-0,67 - загрязнённая; 0,68-0,84 - грязная; 0,85-1,0 - очень грязная.

Соотношение численности омиохет - тубифицид (Nтуб) к суммарной численности всех олигохет (Nол) (Пареле, 1975, 1981):

Д2=(Nтуб/Nол)*100%,

При Д2=0,30 - относительно чистая вода (река); 0,3-0,54 - слабозагрязнённая; 0,55-0,79 - загрязнённая; 0,80-1,0 - сильно загрязнённая.

Показатель Д1 применяется для малых рек с быстрым течением и разнообразной фауной, Д2 для рек и водоемов с неблагоприятным кислородным режимом и бедным составом бентофауны, преимущественно олигохетной. Величина показателей возрастает по мере ухудшения качества воды.

Соотношение биомассы насекомых (Внас) и биомассы олигохет (Вол)(King,Ball,1964):

J=Внас/Вол,

Уменьшение значения J свидетельствует об ухудшении состояния реки.

соотношение относительной численности (%) личинок хирономид подсемейств Tanypodinae (at), Chironominae (ach), Orthocladiinae (ao) (Балушкина, 1976, 1987):

K=(at+0.5ach)/ao,

Где N - относительная численность особей всех видов конкретного подсемейства от общей численности особей всех хирономид, %: a=N+10

K=0.136-1.08 - чистые воды; 1,08-6,50 - умеренно загрязнённые; 6,50-9,00 загрязнённые; 9,00-11,00 - грязные.

Биотический индекс Вудевиса –БИВ (Woodiviss, 1964 г.).

Биотический индекс Грехема (Арабина и др., 1988 г.).

Биотический индекс сапробности Чендлера (Арабина и др., 1988).

При определении представителей макрозообентоса различных систематических групп были использованы определители Б. Ф. Белышева (1969), М. П. Ботвиновой и др. (1967); В. И. Жадина(1952); С. Г. Лепневой (1964, 1966); Б. М. Мамаева (1972); Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части Российской Федерации (1977); В. Я. Панкратовой (1970, 1977, 1983); О. В. Чекановской (1962; Л. А. Черновского (1949); А. И. Шиловой (1976); Хейсин (1952); Яшков(1968).

3. Макрозообентос р.Инсарка.

3.1. Видовой состав Макрозообентоса и его встречаемость.

Данные по экологии и распространению данных беспозвоночных из монографических работ А.Г. Каменева (1993).

Макрозообентос р. Инсарка насчитывает 66 различных групп гидробластов, относящихся к пяти типам животных. В таблице 3.1.1 приняты следующие обозначения: экология: bt - бентосный; ph - фитофил; ph-r - фитореофил; pf - реофил; ph-pf - фитопелофил; pf-ph - пелофитофил; r - реофил; pf-r - пелореофил; ps - псалемофил; ps-r - псалемореофил; ps-pf-r - псалемопелореофил; pf-ps - пелопсалемофил; ph-bt - фитобентосный; lt - литофил; lt-r - литореофил; ph-lt - фитолитофил; eb -эврибионт; et - эвритермный; eb-et - эврибионтно-эвритермный; am - амфиольный; распространение: k - космополит; pl - плюрезональный; g - голарктический; p - палиарктический; b - бореальный; e - европейский; e-b - европейско-бореальный; z - циркумполярный; wp - западнопалиарктический; np - севернопалиарктический; p-b - палеарктический-бореальный; e-s - европейско-сибирский; e-as - европейско-арктосибирский; ne - североевропейский.

Тип Круглые черви - Nemathelmintes.

Единственный представитель волосатиков - Gordius aguaticus (Gordiaceu) - отличен на всех участках реки (10-90%).

Тип Кольчатые черви - Annelides.

В реке Инсарка обитают представители двух классов кольчатых червей: малощетинковые и пиявки.

Малощетинковые черви (Oligochaeta). Встречаемость олигохет составляет 10% у с. Морд.Паёвка (1999-2000 г.) в реке они заселяют

таб. 3.1.1

Видовой состав и встречаемость макрозообентоса

р. Инсарка(1999-2000 г.).

в основном иловитые (заиленные пески, песчано-илестые и илистые субстраты), биотопы которые формируются на плесовых участках и в береговых зонах, часто зарастающих высшими водяными растениями. В результате обитания в таких местах более крупных форм олигохет биомасса их достигает здесь значительных величин, по сравнению с мелководными перекатными участками, занятыми, как правило, перемытыми песками или песками с малым заилением.

В р. Инсарка отличен один вид Jsochaetides newaensis. Встречаемость олигохет составляет 10-20% (1999-2000 г.).

Пиявки (Hirudinea). В бентосе пиявки попадаются (3 вида), частота встречаемости не превышает 30% (1999 г.), 40% (2000 г.). В бентосе р. Инсарка пиявки присутствуют чаще в районе с. Морд. Паевка 30% (1999 г.) и 40% (2000 г.) и в районе с. Арбузовка 30% (1999 г.) и 20% (2000 г.).

На всех исследованных участках присутствуют Herpobdella atoculata 20% (1999-2000 г.), Glossiphonia complanata 40% у села Морд. Паевка (2000г). Эти виды отнесены А. Л. Беннингом (1924 г.) к "стандартным видам". Эти виды довольно устойчивы к загрязнению, что позволяет им преобладать в распределении и количественном развитии. В районе с. Арбузовка присутствует Pescicola geometra. 10% (1999-2000 г.).

Тип Моллюски - Mollusca.

В составе типа мягкотелых в водотоках р. Мокша установленны 2 класса: Gastropoda - брюхоноше и Bivalera - двустворчатые моллюски. Общую характеристику типа моллюсков мы даём, не подразделяя её на классы.

Моллюски в текучих водах являются важным компонентом их биофауны.

Частота встречаемости мягкотелых в р. Инсарка характеризуется следующими показателями: наиболее часто встречается Limnaea ovata в районе с. Кочетовка (60%) и с. Арбузовка (90%) (1999 г.) и Pi-sidium hensnovana 50% на всех участках (1999 г.). В составе моллюсков было найдено 16 видов и форм. Во всех исследованных районах обнаружена Limnaea ovata, L. truncatula, L. stagnalis, L. auricularia, L. pereger (10-20%), V. pulchella, Pisidium hensnovana (30-50%) (1999-2000 г.).

Тип членистоногие - Arthropoda.

Водные членистоногие входят в состав трёх классов: ракообразных, паукообразных и насекомых.

Ракообразные (Crustacea) в бентосе р. Инсарка представлены одним видом: Asillus aguaticus. Встречаемость составляет 10% у с. Морд. Паевка (1999-2000 г.).

Личинки стрекоз (Odonata) - редкие гидробионты, частота встречаемости 40% в районе г. Инсара (1999 г.) и 20% в районе с. Арбузовка (2000 г.). Личинки стрекоз в исследованном водотоке заселяют, как правило прибрежные зоны с песчано-илистым, илистым, глинистым с заилением а часто и с растительными останками биотопами.

Состав одонатифауны р. Инсарка насчитывает 6 видов.

Наиболее распространёнными оказались Aeschna juncea 10-40%, Aeschna grandis 10%, Platicnemus pennipes 20% (1999-2000 г.). Остальные виды личинок стрекоз, отмеченные в исследованном водотоке имели в них ограниченное распространение.

Поденки (Ephemeroptera) - являются довольно распространёнными гидробионтами. Наиболее часто в пробах встречается Cloeon dipterun 20-40% (1999 г.) на всех участках реки и редко Baetis phodani 20% у с. Арбузовка (1999 г.), 20-40% в районе г. Инсар (1999-2000 г.). Так же в пробах отмечены Caenis macrura (10%), Ephemerella ignita (10%).

Водяные клопы (Hemiptera) - часто встречающиеся беспозвоночные в исследованном водотоке. Так частота встречаемости клопов имеет следующие величины от 10-70% (1999-2000 г.). В р. Инсарка отмечено 6 видов клопов. Наиболее распространёнными из них оказались Nepa cinerea 60% у с. Морд. Паевка (2000 г.), Notonecta glauca - 80% у с. Кочетовка (2000 г.), Sigara falleni - 70% у с. Кочетовка (1999 г.), остальные виды имеют ограниченное распространение. В бентосе клопы обнаружены в прибрежье на песчано-илистых грунтах.

Водяные жуки (coleoptera), как и клопы, имеют широкое распространение. Частота их встречаемости в пробах бентоса колеблется от 10 до 60% (1999-2000 г.). Водяные жуки наиболее заметную плотность имеют в прибрежных зонах на песчано-илистых грунтах с растительными остатками, среди зарослей высших водных растений (осоки, сусак зонтичный, рдеста).

Наиболее часто в пробах встречаются: Gyrinus sp (60%), Haliplus sp (60%) в районе с. Морд. Паёвка (1999г), Jlybius ater (60%) в районе г. Инсар (2000г), Hidrophilus 30-50% (2000 г.).

Вислокрылые (Megaloptera) характеризуются невысокими значениями. Установлен один вид - Sialis lutaria. Наибольшая встречаемость этого вида установлена в районе с. Арбузовка 60% (2000г) и с. Морд. Паевка 60% (2000 г.).

Ручейники (Trichoptera) редкий компанент гидрофауны Р. Инсарка. Было отмечено 4 вида. Наиболее распространён Himnophiles rhomlicus (40%) в районе с.Кочетовка и с. Арбузовка (1999 г.).

Личинки ручейников в исследованном водотоке отмечались в разных эколого-биотических условиях: на разных глубинах (от рипали до медиали), на песчано-илистых, песчано-глинистых с растительными остатками грунтах.

Хирономиды (Chironomidae), не являются распространенными гидробионтами в бентосе р. Инсарка. Их встречаемость не превышает 10-20% (1999-2000 г.).

В бентосе р. Инсарка зарегистрировано 10 видов и форм личинок хирономид. Наиболее часто встречаются виды: Prodiamesa olivacea (10%), Cliptochironomus defectus (10-20%), Procladius choreus (10-20%).

Двухкрылые (Diptera). Кроме хирономид в бентосе р. Инсарка обнаружено ещё 5 личиночных форм этого отряда. Однако все они редки и малочисленны (см. табл. 3.1.1).

Таким образом, в результате проведённых исследований в составе макрозообентоса р. Инсарка зарегистрировано 66 видов и форм беспозвоночных. Наибольшим разнообразием характеризовалась инсектофауна (23 вида, или 35% от всего состава) и мягкотелые (12 видов, или 18% от всего состава).

3.2 Количественная характеристика

макрозообентоса.

Количественное развитие макрозообентоса р. Инсарка на участке с. Морд. Паевка - г. Инсар характеризовалось динамикой численности в пределах 330-1280 экз/м2 (среднесезонная 960 экз/м2, 1999 г.) и 320-900 экз/м2 (средний показатель 610 экз/м2, 2000 г.), биомассы 16,24-71,57 г/м2 (43,9 г/м2, 1999 г.) и 16,26-74,03 г/м2 (45,1 г/м2, 2000 г.)

Уровень развития биомассы в 2000 г. оказался немного выше, чем в 1999 г. Основу биомассы макрозообентоса составили моллюски, жуки, клопы, поденки (1999 г.) и в 2000 г. к ним присоединились вислокрылые. Так в разные месяцы они составили: моллюски 10-57,8%, жуки 4,6-81,9%, клопы 27,6-43,3%, поденки 20-38,7%, вислокрылые 31-47% от общей биомассы.

В течении периода наблюдений развитие макрозообентоса характеризовалось двумя подъемами численности (в июне и августе). Та же закономерность прослеживается и в развитии биомассы. (Табл. 3.2.1-3.2.2)

Если рассматривать развитие макробентофауны по основным группам за период наблюдений, то обращает на себя внимание увеличение средней биомассы малощетинковых червей с мая по июль при уменьшении их абсолютной численности 40;20 экз/м2

и, соответственно, 0,18, 0,36 г/м2 (1999 г.) и увеличение численности и биомассы 60;80 экз/м2 и, соответственно, 0,27 и 0,48 г/м2 (2000 г.)

Самой высокой средней численностью (740 экз/м2) и наибольшей средней биомассой (106,75 г/м2) отличались моллюски (1999 г.) Существенный вклад в эти показатели вносил вид Limnaea ovata. Моллюски составляют 67-74% от общей численности и 47,24-52% от общей биомассы макрозообентоса (1999, 2000 г.)

Р. Инсарка, 1999 г.

Р. Инсарка, 2000 г.

Максимального уровня развития моллюски достигли в мае-240 экз/м2 и 107,7 г/м2 (1999 г.) и 220 экз/м2 и 36, 9 г/м2 (июнь, 2000 г.)

Вторая преобладающая группа – жуки. Средняя численность их была в пределах 80-300 экз/м2, их средняя биомасса соответственно 2,75 г/м2 – 5,87 г/м2 (1999, 2000 г.). В суммарном отношении средняя численность составляет 7,2 и 1,9% от общей массы.

Что касается третьей преобладающей группы бентонтов (клопов), то пик их развития пришелся на вторую половину июля (200 экз/м2 и 8,55 г/м2 - 2000 г.) и 420 экз/м2 и 33,14 г/м2 (1999 г.)

Роль остальных групп бентонтов в общей биомассе мактрозообентоса невелика, однако следует отметить, что личинки стрекоз и поденки в отдельные периоды обеспечивают довольно значительную биомассу (1,92-2,4 г/м2).

Таким образом, основную роль в количественном развитии макрозообентоса р. Инсарка на участке с. Морд. Паевка- г. Инсар играют моллюски, жуки и клопы.

3.3 Продукция макрозообентоса

В гидроэкосистемах в процессе жизнедеятельности организмов, их размножения и роста непрерывно создается органическое вещество. Такое свойство водных экосистем, как непрерывное образование биомассы, называют биологической продуктивностью, процесс новообразования органического вещества (биомассы) – биологическим продуцированием, новообразованную биомассу – биологической продукцией, отнесенной к единице площади или объема (Каменев, 1993 г.) Ее выражают в единицах массы, энергии или в эквивалентных единицах за единицу времени. В свете концепции трофических уровней различают первичную продукцию, создаваемую автотрофными организмами (продуцентами), и вторичную продукцию. Последняя образуется в процессе утилизации первичной продукции организмами – гетеротрофами (Константинов, 1986 г.; Алимов, 1989 г.)

Результаты расчетов величин продукции в сообществах донных животных р. Инсарка приведены в таблицах 3.3.1

Из таблицы 3.3.1 видно, что наиболее высокие величины продукции мирных животных были отмечены в мае – июне на всех участках реки (0,049-2,080 кДж/кв. м), а хищных животных в июле – августе на участке с. Морд. Паевка, с. Кочетовка (0,306–2,608 кДж/кв. м).

Продукция трофического звена второго порядка в обоих случаях характеризовались довольно сходными значениями (см. табл. 3.3.1.)

Продукция макрозообентоса р. Инсарка, 1999, 2000 гг

Примечание: Pf, Pp-соответственно продукция нехищных и хищных животных, Сp-рацион хищников, Pb-продукция биоценоза, ППР-потенциальный прирост рыбопродукции.

При этом самый высокий показатель продукции был на участке с. Арбузовка.(2,080 кДж/кв. м).

Продукция мирных животных в районе с. Морд. Паевка в 2000г. оказалась в 1,18 раз больше по сравнению с аналогичной в 1999г., в районе с. Кочетовка в 1,87 раз больше , чем в 1999г.

Что касается продукции третьего трофического уровня (Рр), то ее величины также существенно не различаются (см. табл. 3.3.1.)

При этом самый высокий показатель продукции хищных животных (Рр) был обнаружен на участке с. Морд. Паевка (2,608 кДж/кв. м).

Оценка продукционных характеристик (Pf и Рр) на одних и тех же створах в разные годы наблюдений показывает, что более высокую продукцию мирные и хищные гидробионты определяли в 1999 году (мирные 2,080 кДж/кв. м , а хищные 2,608 кДж/кв. м).

Суммарные показатели реальной продукции (Рb) на всех участках реки характеризовались тенденцией, отмеченной для значений продукции второго трофического уровня т.е. они (суммарно за период наблюдений) были очень близкими. Естественная кормовая база обеспечивала прирост ихтиомассы бентосоядных рыб в разных зонах 0,017-0,070 кДж/кв. м в 1999 г. и 0,019-0,051 кДж/кв. м в 2000 г

3.4 Оценка качества воды р. Инсарка

по гидробионтам.

Среди антропогенных воздействий на экосистемы водоемов одним из важнейших является загрязнение их сточными водами промышленных предприятий, содержащих большое количество различных химических веществ (сульфаты и хлориды щелочных, тяжелых и других металлов, соединения фтора, азота, нефтепродукты, фенолы, синтетические поверхостно-активные вещества и другие отходы производства). Часто вместе с промышленными сточными водами в водоемы поступают коммунально-бытовые стоки, в которых содержатся органические и биогенные вещества. Такое многокомпонентное загрязнение водоемов и водотоков ведет к сложным перестройкам в экосистемах. Обогащению органическими веществами водоемов способствует поступление в них животноводческих и сельскохозяйственных (вынос удобрений) стоков, приводящее к повышению уровня трофности водоемов. При этом новые трофические условия закладывают фундамент возникновения новой, не похожей на прежнюю, экосистемы с нарушенными трофными и структурно-функциональными связями в сообществах.

Проведение на реках или в бассейнах мелиоративных мероприятий (изменение режима рек, спрямление русел, осушение пойм и болот и др.) приводит к нарушениям в экосистеме рек и почти всегда необратимым последствиям.

Горные разработки в русле рек (забор песка и гравия) вызывают перенесение взвешенных веществ по продольному профилю реки, перемещение наносов в устьевые участки реки нарушают эволюционно сложившиеся биоценозы дна, экологическое равновесие в системе, что приводит к снижению интенсивности самоочищения водотоков. Антропогенному привнесению в водоемы огромных количеств минеральных и органических веществ способствует естественное поступление пестицидов, радиоактивных веществ и тяжелых металлов с атмосферными осадками.

Таким образом, только что приведенный перечень наиболее важных антропогенных воздействий на водоемы и водотоки гидросферы, вызывающих многогранные, часто необратимые перестройки в их экосистемах, определяет необходимость и важность разработки надежных, объективных и эффективных методов биоиндикации поверхостных вод, служащих основой для принятия природоохранных мер.

Наряду с определением гидрохимическими и гидрофизическими методами уровня загрязнения водоема или его части, а также биологической полноценности воды как среды обитания организмов и продукта в системе контроля водных объектов важнейшую роль играет оценка по гидробиологическим показателям. В этой связи в практику экологического мониторинга все шире внедряются гидробиологические методы оценки качества воды и состояния водных экосистем. Методом биологической индикации качества поверхностных вод отводится важнейшее место среди известных методов оценки состояния водных объектов и их экосистем.

Итак, гидробиологические методы анализа призваны служить для выработки общей интегральной оценки водоемов и водотоков и их экосистем, определяющей количество формирующихся в них вод.

В настоящее время отечественной и зарубежной гидробиологической литературе для оценки качества воды водоемов и водотоков, подверженных антропогенному воздействию, разработано много методов.

Это различные системы показательных (индикаторных) организмов, индексы (индекс разнообразия Вильямса, индекс разнообразия Симпсона, индекс разнообразия Маргалефа, индекс загрязнения Бека, индекс сапробности, информационный индекс Шеннена-Уивера, биотический индекс Вудивисса, индекс Макентоша, индекс последовательного сравнения, индекс Baetidae Чаттера, модификационный индекс видового дефицита Хеллаула), показатели (показатель относительной чистоты Кнеппа, показатель видового дефицита Котке, показатель разнообразия Менкиниса, показатель разнообразия Уильема и Дорриса).

Таким образом, даже такой далеко не полный перечень применяемых приемов и методов оценки качества воды в водоемах и водотоках свидетельствует о большом многообразии вариантов анализа состояния пресноводных экосистем. Многие отечественные и зарубежные гидробиологи дают достаточно достоверную и объективную оценку состояния водоемов и водотоков по одной группе (олигохеты, пиявки, моллюски, личинки хирономид и др.)

Большинство представителей макрозообентоса пресных вод характеризуется длительным жизненым циклом, продолжительность которого от нескольких месяцев до нескольких дней. По этому данные животные и данные биоценозы, благодаря особенностям их биологии и экологии, являются хорошими показателями изменения условий их существования, в том числе происходящих под влиянием антропогенных воздействий.

По мнению большинства специалистов, работающих области биоиндикации поверхностных вод, в преобладающем числе водоемов степень их загрязнения наиболее четко отражают организмы макрозообентоса различных систематических групп и их сообщества, входящие к тому же в качестве основных элементов как в общую, так и в сокращенную программы (СП-1 и СП-2) гидробиологических наблюдений. Общегосударственной службы наблюдений и контроля за уровнем загрязнения водных объектов. Поэтому в практике биоиндикации животные макрозообентоса и их сообщества широко используется для оценки, состояния водоемов и водотоков и их экосистем был на участке с. Арбузовка (2,080 кДж/кв. м)

Продукция мирных животных в районе с. Морд. Паевка в 2000 г. оказалась в 1,18 раз больше по сравнению с аналогичной в 1999 г., в районе с. Кочетовка в 1,09 раза больше, в черте г. Инсар в 1,87 раз больше, чем в 1999 г.

разных географических зон.