Биоиндикация реки Пироговка Удмуртской Республики по организмам макрозообентоса и видовому составу ихтиофауны

Река Пироговка является правым притоком реки Иж, бассейн реки Камы. Протекает в своем верхнем и среднем течении по селитебной территории, в нижнем течении по г. Ижевску. В среднем течении реки для нужд д. Пирогово и микрорайона «Татарбазар» создан Пироговский пруд. Отсутствие системы центральной канализации в частном секторе, попадание стоков с сельхозугодий, а также загрязнение реки ливневыми стоками с автотранспортных магистралей и промышленной части г. Ижевска, может привести к возникновению ситуации экологического риска, связанной с загрязнением и деградацией водной экосистемы, снижению видового богатства макрозообентоса и ихтиофауны. Целью нашей работы является оценка экологического состояния р. Пироговка по организмам макрозообентоса и видовому составу ихтиофауны. Задачи: 1. Определить абиотические показатели в точках отбора проб макрозообентоса: глубину, температуру воды, тип грунта, кислотность воды, минерализацию; 2. Определить видовой состав ихтиофауны реки Пироговка; 3. Выявить видовой состав макрозообентоса реки; 4. Определить доминирующие по плотности виды макрозообентоса на разных типах грунта; 5. Оценить экологическое состояние реки по организмам макрозообентоса и видовому составу рыб.

Методика. Исследования проводились в июне и в августе 2018 г. на 10 станциях реки Пироговка. Точки изучения представлены на рис. 1. Сборы проб бентоса проводили с помощью гидробиологического скребка по стандартным методам гидробиологического исследования [1]. Макрозообентос фиксировался 96% спиртом (рис. 2). При изучении бентоса отмечались следующие гидрологические параметры: скорость течения воды измеряли поплавковым способом [1]. Температуру воды измеряли водным поверхностным термометром; прозрачность с помощью диска Секки; глубину; тип грунта определялся визуально. Также измеряли электропроводность при помощи «TDS-метр» и кислотность воды pH тестом. Идентификация беспозвоночных проводилась по определителям пресноводных беспозвоночных [2-7]. Сбор ихтиологического материала осуществлялся крючковыми рыболовными снастями, а также с помощью метода учета осмотра уловов рыболовов любителей. Всего за время исследования было отловлено самостоятельно и осмотрено у рыболовов любителей 146 экземпляр рыб. Если идентификация рыб была возможна в полевых условиях, выпускалась обратно в водоток. Для каждого из отловленных экземпляров рыб устанавливали его видовую принадлежность в соответствии с современными сводками по систематике пресноводных рыб [8-9] (рис. 3). Для определения загрязнения воды по макрозообентосу нами были использованы следующие индексы: Индекс Вудивисса и индекс Майера. При оценке качества воды по видовому составу ихтиофауны использовался метод биоиндикации с использованием Атласа сапробных организмов [10-11].

Результаты. В ходе исследования в реке Пироговка отмечено 145 видов и таксонов более высокого ранга, принадлежащих к 63 семействам, 17 отрядам, 5 классам, 3 типам. Наибольшее видовое разнообразие было отмечено среди личинок двукрылых (32), жуков (21), брюхоногих (22) и двустворчатых моллюсков (13), поденок (13), клопов (12) и личинок ручейников (12). Остальные группы были представлены менее разнообразно. Наибольшим видовым разнообразием отличается станция 7. Здесь отмечено 47 видов и таксонов более высокого ранга макрозообентоса. Наиболее широко представлены моллюски, как брюхоногие (7 видов), так и двустворчатые (6 видов). Олигохеты, пиявки, жуки, ручейники, поденки, двукрылые, клопы представлены более- менее равномерно, в среднем по 4 – 5 видов. Минимальное количество видов обнаружено на станции 10 – 8видов (рис. 10). Такой резкий спад разнообразия видов может быть следствием высокого антропогенного прессинга. На данной станции река загрязняется стоками с автомагистрали, промышленных районов города, д. Пирогово, частного сектора г. Ижевска.

На реке были выделены следующие типы донных отложений: песчаные, песчано-илистые, глинистые, илистые. Илистые грунты встречаются на станциях 4, 5, 10. Станции характеризуются замедленным течением, высоким содержанием органических веществ в донных отложениях (1,76 – 3,73%). Илистые отложения способствуют развитию полисапробных организмов: хирономид (55% численности) (п/с Tanypodinae, Chironominae, Prodiamesinae) и олигохет (21%) (преимущественно Limnodrilus sp., Limnodrilus hoffmeisteri, Tubifex tubifex, Lumbriculus variegatus). Двустворчатые моллюски составляют 6% (Nucleocyclas nucleus, Pisidium inflatum, Pisidium amnicum, Musculium sp., Sphaerium westerlundi, Sphaerium mamilanum, Sphaerium sp.), пиявки 5% (Erpobdella octoculata, Helobdella stagnalis, Glossiphonia complanata, Protoclepsis tessulata, Нaemopis sanguisuga), брюхоногие моллюски 4% (Lymnaea sp., L. baltica, L. tumida, L. fontinalis, , L. ampullaceae, L. fragilis, L.auricularia, Cincinna depressa, Cincina sp., Valvata sp., Physa adversa, Anisus contortus, A. acronicus), ручейники 3% (Hydropsyche angustipennis, Anabolia furcata, Limnophilus sp.), прочие группы составляют 6% численности.

Песчаные донные отложения встречаются на следующих станциях отбора проб: 1, 2, 3. Биотопы с песчаными грунтами характеризуются скоростью течения 0,18 – 0,25 м/с), низким содержанием органических веществ (0,41

– 1,45%). На данных бентоценозах по численности преобладают личинки хирономид (38%) п/с Tanypodinae, Chironominae, Prodiamesinae, а также олигохеты (27%) Limnodrilus sp., Tubifex tubifex, Lumbriculus variegatus. Субдоминантами являются двустворчатые моллюски (16%). Они представлены такими видами как Pisidium amnicum, P. inflatum, Nucleocyclas sp., N. radiata, N. nucleus, Rivicoliana morini, Sphaerium corneum, Sph. mamillanum. Брюхоногие моллюски составляют 6% почисленности. Среди них встречаются: Lymnaea fragilis, L. balthica, Anisus albus, A. acronicus, Valvata sp., Cincinna sp. Ручейники (Chaetopteryx villosa, Anabolia furcata, Hydropsyche angustipennis) и пиявки (Glossiphonia complanata, Erpobdella octoculata) по 4%, другие группы макрозообентоса представлены в меньшем количестве и составляют в совокупности лишь 5% от всей численности организмов. Песчано-илистые донные отложения встречаются только на станции 7. Станция характеризуется обильным развитием макрофитов (ПП=50%), умеренной скоростью течения – 0,24 м/с, средним содержанием органических веществ в донных отложениях – 1,68 – 1,76%. Доминирующей группой организмов по плотности являются моллюски. Доля двустворчатых моллюсков составляет 25%, брюхоногих – 16,6%. Из двустворчатых присутствовали семейства Sphaeriidae: Sphaerium westerlundi, S. corneum, S. mamilanum, Nucleocyclas nucleus; Сем. Euglesidae: Euglesa sp.; Сем. Pisidiidae: Pisidium inflatum. Брюхоногие представлены семействами Lymnaeidae: Lymnaea stagnalis, L. fragilis; Planorbidae: Anisus vortex, A. соntortus; Valvatidae: Valvata sp., Cincinna sp., Cincinna depressa. Субдоминантами по плотности являются пиявки (22%). Среди них встречаются Helobdella stagnalis, Glossiphonia complanata, Нaemopis sanguisuga, Erpobdella octoculata. На глинистых грунтах (станции 6, 8, 9) доминантами по численности являются хирономиды (94%). Абсолютный доминант – п/с Ortocladiinae – 78% от численности всех видов. Также среди хирономид встречаются п/с Chironominae и Prodiamesinae. Из двукрылых отмечены личинки вида Dicranota sp. (2%), из жуков представители рода Laccophilus sp. (4%). Средняя доля органического вещества 2,08 – 2,31%.

В районе точек исследования ихтиофауны реки Пироговка в 2018 году нами было выявлено 15 видов рыб (см. дополнительные материалы). В составе ихтиофауны по количеству видов доминирует отряд Карпообразные (рис. 4). В него входит 12 видов рыб из семейств карповые и вьюнковые. Из семейства карповые выявлены такие виды рыб как плотва, елец обыкновенный, голавль, язь, уклейка, линь, пескарь обыкновенный, сазан (карп), лещ, карась серебряный, карась золотой. Из семейства вьюнковые выявлен только один вид – вьюн. Отряд окунеобразные представлен одним семейством окуневые, которое включает два вида – окунь речной, ёрш обыкновенный (рис. 4). Отряд щукообразные представлен 1 семейством – щуковые, из которого обнаружена щука обыкновенная. Ихтиофауна реки Пироговка типична для Волго-Камского бассейна [12].

Согласно результатам биоиндикации качества воды в реке Пироговка по организмам макрозообентоса по индексам Майера и Вудивисса, вода в реке практически на всех станциях исследования является умеренно загрязненной, 3 класс вод. На станции 10, ниже ул. Пойма, вода в реке является грязной. Здесь экосистема реки испытывает наибольшее антропогенное воздействие в виде стоков ливневой канализации с автотрасс, промышленного района города, частного сектора.

Из 15 видов выявленных рыб – 5 видов являются видами-биоиндикаторами качества воды. Согласно литературным данным [12], плотва, речной окунь устойчивы к техногенному загрязнению водных объектов. Обыкновенный ёрш отсутствует на истоковых участках малых рек и в сильно эвтрофированных и заросших малых прудах. Обыкновенный елец чувствителен к загрязнению воды (Обыкновенный елец, 2017). Качество воды по видовому составу ихтиофауны относится к β-мезосапробной зоне. Вода в реке Пироговка умеренно загрязненная, что относится к 3 классу вод. Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также рыбоводства и орошения.

Литература: 1. Жадин В.И. Методы гидробиологического исследования. – М.: Высшая школа, 1960. – 327 с. 2. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Планктон и бентос / под ред. Л.А. Кутиловой, Я.И. Скоробогатова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 511 с. 3. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 1. Низшие беспозвоночные/ под ред. С.Я. Цалолихина. – Санкт-Петербург: Наука, 1997. – 394 с. 4. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: Паукообразные Т. 3. низшие насекомые / под ред. С.Я. Цалолихина. – Санкт-Петербург: Наука, 1997.

– 448 с. 5. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 4. Высшие насекомые (Двукрылые) / под ред. С.Я. Цалолихина. – Санкт-Петербург: Наука, 1999. – 1000 с. 6.Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 5. Высшие насекомые / под ред. С.Я. Цалолихина. – Санкт-Петербург: Наука, 2001. – 836 с. 7. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 6. Моллюски, Полихеты, Немертины / под ред. С.Я. Цалолихина. – Санкт- Петербург: Наука, 2004. – 528 с. 8. Аннотированный каталог круглоротых и рыб континентальных вод России / Под ред. Ю.С. Решетникова. М.: Наука, 1998. – 220 с. 9. Атлас пресноводных рыб России. В 2-х т. М.: Наука, 2003. Т. 1. – 379 с. 10. Печерских В.Н. Элементы мониторинга водоемов. Пособие по экологическому практикуму. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 1996. – 43 с. 11. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч.3: Методы биологического анализа вод. Прил. 2. Атлас сапробных организмов. – М.: Секретариат СЭВ, 1977. – 227 с. 12. Котегов Б.Г. Фауна и экология рыб малых рек Удмуртии. – Ижевск: Ассоциация «Научная книга», 2006. С. 17-34.

Таксономический список выявленных рыб

КЛАСС КОСТНЫЕ РЫБЫ – OSTEICHTHYES ОТРЯД ЩУКООБРАЗНЫЕ – ESOCIFORMES Семейство ЩУКОВЫЕ – Esocidae

1. Щука обыкновенная - Esox lucius Linnaeus, 1758 ОТРЯД КАРПООБРАЗНЫЕ – CYPRINIFORMES Семейство КАРПОВЫЕ – Cyprinidae

• Плотва - Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758)
• Елец обыкновенный - Leuciscus leuciscus (Linnaeus, 1758)
• Голавль - Leuciscus cephalus (Linnaeus, 1758)
• Язь - Leuciscus idus (Linnaeus, 1758)
• Уклейка - Alburnus alburnus (Linnaeus, 1758)
• Линь - Tinca tinca (Linnaeus, 1758)

8. Пескарь обыкновенный - Gobio gobio (Linnaeus, 1758)

• Сазан (карп) – Cyprinus carpio L.
• Лещ - Abramis brama (Linnaeus, 1758)
• Карась серебряный - Carassius auratus gibelio (Bloch, 1782)
• Карась золотой - Carassius carassius (Linnaeus, 1758)
• Вьюн - Misgurnus fossilis (Linnaeus, 1758)
• Окунь речной - Perca fluviatilis Linnaeus, 1758
• Ёрш обыкновенный - Gymnocephalus cernuus (Linnaeus, 1758)

Семейство ВЬЮНОВЫЕ – Cobitidae

ОТРЯД ОКУНЕОБРАЗНЫЕ – PERCIFORMES

Семейство ОКУНЕВЫЕ – Percidae

• Цели
• Задачи
• Актуальность
• Результаты
• Применение
• Оборудование