Оценка экологического состояния реки Малиновка после проведения мероприятий по ее восстановлению

Малые реки – это основа формирования водных ресурсов страны. От их состояния в значительной степени зависит благополучие средних и крупных водных объектов, условия жизни населения. Вдоль реки Малиновка расположены садовые участки, частные дома, автогаражи, корпуса предприятия ООО «Птицефабрика «Вараксино»». В пойме реки, ближе к её устью, находятся шлакоотвалы предприятия ОАО «Ижсталь», что способствует накоплению в реке тяжелых металлов. Река Малиновка впадает в Ижевское водохранилище, которое служит источником питьевой воды для большого числа жителей нашего города – микрорайонов «Строитель» и «Металлург». В 2015 году были проведены исследования р. Малиновка (Gabdullina, Kargapoltseva, 2016; Габдуллина, Каргапольцева, 2016), также проведены мероприятия по её восстановлению. Цель: оценить экологическое состояние реки Малиновка по организмам макрозообентоса после проведения мероприятий по её восстановлению. Задачи: 1. Определить содержание органических веществ в донных отложениях в 2019 г. и сравнить их с данными за 2015 г; 2. Выявить видовой состав и доминирующие виды макрозообентоса в 2019 г. исследования; 3. Оценить количественные показатели организмов макрозообентоса – численность и биомассу; 4. Рассчитать индекс трофической комплектности сообществ макрозообентоса на разных станциях исследования в 2015 и 2019 гг. исследования; 5. Дать оценку экологического состояния р. Малиновка методами биоиндикации в 2019 г. исследования и сравнить с данными за 2015 год. Гипотеза работы: После проведения мероприятий по восстановлению реки в 2015 году качество воды в водотоке улучшилось. Методика исследования. В 2015 году исследования реки Малиновка проводили Габдуллина Р.И. и Каргапольцева И.А (2016). В 2019 г. было отобрано 5-качественных, 5-количественных проб макрозообентоса, 4 пробы донных отложений на тех же станциях исследования, которые были заложены в 2015 году. При изучении бентоса отмечались следующие параметры: скорость течения воды измеряли поплавковым способом (Жадин,1960); температуру воды – водным термометром; прозрачность – диском Секки; глубину – лотом; тип грунта – визуально. Идентификация беспозвоночных проводилась по определителям пресноводных беспозвоночных (Определитель…, 1977, 1997, 1999, 2001,2004) с помощью бинокуляра, микроскопа и консультаций научного руководителя. Общую численность рассчитывали – экз/м2 , биомассу – в г/м2 . При оценке состояния донных сообществ реки Малиновка использовали биотический индекс Вудивисса, Майера и индекс сапробности по Р. Пантле и Г. Буку в модификации Сладечека (Печерских, 1996). Индивидуальные сапробности для индикаторных видов взяты из справочников (Унифицированные…, 1977; Щербина, 2010). Индекс Трофической Комплектности рассчитывался в программе http://www.macro.nemi-ekb.ru. Также рассчитывался информационностатистический индекс Шеннона-Уивера и мера выравненности по Пиелу (Мэгарран, 1992). Содержание органических веществ в донных отложениях определяли путем их сжигания в муфельной. Выводы: 1. В июне 2019 г. процент органических веществ в грунте изменялся от 1,5 до 5,3%, в июне 2015 г. – от 1,4 до 8,1%. Таким образом, после проведений мероприятий по восстановлению реки в 2015 году в реке Малиновка выявлено снижение содержания органического вещества в донных отложения (2019 год исследования). 2. За период исследования было выявлено 88 видов и таксонов надвидового ранга макрозообентоса из 44 семейств, 14 отрядов, 6 классов, 3 типов. По числу видов и таксонов более высоко ранга доминирующими группами на реке Малиновка являются: двукрылые, брюхоногие моллюски, жуки, ручейники и олигохеты. С 2015 года по 2019 год на станциях исследования выявлено незначительное увеличение количества видов макрозообентоса. На станции 4 произошло снижение видового богатства, так в 2019 году выявлено 20 видов макрозообентоса, в 2015 году – 29 видов. 3. Численность беспозвоночных спустя 4 года после проведений мероприятий по восстановлению реки выше, чем в июне 2015 г. Минимальная численность донных макробеспозвоночных зафиксирована в 2019 г. и в 2015 г. на станции 1 – 666,7 экз/м2 и 266,7 экз/ м2 соответственно. Наибольшая численность бентоса зарегистрирована на станции № 5 – 3066 экз/м2 и 3000 экз/м2 в 2019 г. и в 2015 г. соответственно. 4. Средняя общая биомасса в июне 2015 г., до произведения работ по восстановлению реки, составила 24,7 г/ м 2 , спустя 4 года после восстановления (в июне 2019 г.) – 19,4 г/ м2 . Наибольшая биомасса организмов макрозообентоса в 2019 г. отмечалась на станции № 4 – 40,8 г/ м2 . Здесь развивались брюхоногие моллюски Cincinna frigida, двустворчатые моллюски Pisidium inflatum, Nucleocyclas sp., а также пиявки, личинки ручейников, которые в основном и составили основную биомассу. Наименьшая биомасса бентоса в 2019 г. зафиксирована на станции № 1 – 2,57 г/ м2 . В данной точке в истоке реки сообщества бентоса представлено личинками хирономид и нимфами веснянок. В июне 2015 г. наибольшая общая биомасса зафиксирована на станции № 5 – 78,06 г/ м2 . Наименьшая биомасса в 2015 г. также как и в июне зарегистрирована на станции № 1 – 1,98г/ м2 . 5. В зависимости от количества обнаруженных трофических групп в донном биоценозе меняется класс экологического качества водного объекта и состояние экосистемы. Согласно значениям индекса трофической комплектности сообществ макрозообентоса произошло улучшение в бентоценозах с 2015 по 2019 года на станциях № 2, 3, но ухудшение на станциях № № 1, 4, 5. 6. По биотическому индексу Вудивисса в 2019 году река Малиновка характеризуется как незначительно загрязненная – средний индекс – 6,6. По индексу Майера вода в р. Малиновка относится к загрязненной и умеренно загрязненной. Согласно индексу сапробности, р. Малиновка относится к умеренно загрязненным, 3 класс вод, β-мезосапробная зона. 7. До проведения работ по восстановлению водотока (в июне 2015 года) индекс Шеннона изменялся от 0,9 бит/экз (станция № 2) до 1,96 бит/экз (станция № 4). Согласно градации В.А. Яковлева (1988) вода в реке на станции № 2 по индексу Шеннона относится к грязной; на остальных станциях – к загрязненной. Выравненность в июне 2015 года изменялась от 0,5 (станция № 2) и 0,55 (станция № 5) до 0,7 (станции № 1 и № 4). Чем ближе значение индекса выравненности к 1, тем более однородно представлено обилие особей в сообществе, что является хорошим показателем (Мэгарран, 1992). Спустя 4 года после проведения работ по восстановлению реки (в июне 2019 года) индекс Шеннона изменялся от 0,7 бит/экз (станция № 3) до 2,4 бит/экз (станция № 5). В целом, показатели индекса Шеннона в июне 2019 выше, чем в июне 2015 года. По градации В.А. Яковлева (1988) вода в реке на станции № 3 по индексу Шеннона относится к грязным; на остальных станциях – к умеренно загрязненной. Индекс выравненности по Пиелу в июне 2019 варьировал от 0,33 (станция № 3) до 0,86 (станция № 5) и 0,87 (станции № 2 и № 4). 8. Согласно полученным данным методами биоиндикации река Малиновка является умеренно загрязненной, 3 класс вод. Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питьевого водоснабжения с предварительной очисткой, а также для рыбоводства и орошения. Таким образом, спустя 4 года после проведения работ по восстановлению реки Малиновка улучшились такие показатели как – содержание органического вещества в донных отложениях, увеличилось количество видов и численность макрозообентоса. Увеличилось количество трофических групп макрозообентоса на станциях №№ 2 и 3. Информационно-статистический индекс Шеннона после восстановления реки увеличился на станциях №№ 1, 2, 4, 5. Мера выравненности также как и индекс Шеннона увеличилась на всех станциях отбора проб, кроме станции № 3. Уменьшились такие показатели как средняя биомасса макрозообентоса со станций исследования, но на станциях №№ 3 и 4 биомасса макрозообентоса выше по сравнению с 2015 годом. Индекса трофической комплектности сообществ макрозообентоса в 2019 году ниже по сравнению с 2015 годом на станциях № № 1, 4, 5. Индекс Шеннона и выравненность в 2019 году на станции № 3 почти в 2 раза ниже по сравнению с 2015 годом. Качество воды, определяемое с помощью биоиндикационных индексов Майера и Вудивисса, за оба года исследования остается на одном уровне. Река Малиновка является умеренно загрязненной, 3 класс вод. Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питьевого водоснабжения с предварительной очисткой, а также для рыбоводства и орошения. Однако отмечается увеличение индекса сапробности на станциях исследования водотока, ввиду того что сброс сточных вод в водоток не прекратился, нет организованной центральной канализации в частном секторе вдоль реки, также отсутствует ливневая канализация в городе Ижевске. Литература: 1. Габдуллина Р. И., Каргапольцева И. А. Макрозообентос реки Малиновка, г. Ижевск, Удмуртская Республика [Электронный ресурс] / Р. И. Габдуллина, И. А. Каргапольцева // Материалы Всероссийской молодежной гидробиологической конференции "Перспективы и проблемы современной гидробиологии": пос. Борок, Ярославская обл., 10-13 ноября 2016 г. / под ред.: И. С. Турбанова, Я. С. Климовой, С. Ю. Синельникова. - Ярославль: Филигрань, 2016. - С. 2. Жадин В.И. Методы гидробиологического исследования. – М.: Высшая школа, 1960. – 327 с. 3. Мэгарран, Э. Экологическое разнообразие и его изменение: Пер. с англ. / Э. Мэгарран. – М.: Мир, 1992. – 184 с. 4.Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Планктон и бентос / под ред. Л.А. Кутиловой, Я.И. Скоробогатова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 511 с. 5. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: Паукообразные Т.3. Низшие насекомые / под ред. С.Я. Цалолихина. – СПб.: Наука, 1997. – 448 с. 6. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т.4. Высшие насекомые (Двукрылые) / под ред. С.Я. Цалолихина. – СПб.: Наука, 1999. – 1000 с. 7. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т5. Высшие насекомые / под ред. С.Я. Цалолихина. – СПб.: Наука, 2001. – 836 с. 8. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т6. Моллюски, Полихеты, Немертины / под ред. С.Я. Цалолихина. – СПб.: Наука, 2004. – 528 с. 9. Печерских В.Н. Элементы мониторинга водоемов. Пособие по экологическому практикуму. – Ижевск: Издательство ИжГТУ, 1996. – 43 с. 10. Щербина Г.Х. Таксономический состав и сапробиологическая значимость донных макробеспозвоночных пресноводных экосистем северо-запада России // Экология и морфология беспозвоночных континентальных вод. – Махачкала: Издательство «Наука ДНЦ», 2010. - С. 426-466. 11. Яковлев В.А. Оценка качества поверхностных вод Кольского Севера по гидробиологическим показателям и данным биотестирования (практические рекомендации). – Апатиты: изд. Кольского филиала АН СССР, 1988. – 28 с. 12. The assessing of the river Malinovka’s environmental status on macrozoobenthos organisms and heavy metals in the sediments in Izhevsk [Электронный ресурс] / R. I. Gabdullina, I. A. Kargapoltseva // Биодиагностика и оценка качества природной среды: подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии : материалы междунар. симпозиума и школы, МГУ, 25-28 окт. 2016 г. / отв. ред.: В. А. Терехова, О. Ф. Филенко, С. А. Шоба. - Москва: ГЕОС, 2016. - P. 331-332. 13. Pavluk T.I., A. bij de Vaate, H.A.Leslie. Development of an index of trophic completeness for benthic macroinvertebrate communities in flowing waters. Hydrobiologia 427: 135-141, 2000

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