1vvedenie_v_ekologicheskoe_modelirovanie

99

100

101

Рисунок 4.5 - Пигментные характеристики фитопланктона р.Барнаулки 10 ию ля 1998 г.

2.2 Биоиндикационные характеристики зообентоса

Зообентос (совокупность животных - обитателей дна во дных объектов) является одним из самых консервативных э лементов во дной биоты, ч то обусловлено длительностью жизненных циклов его представителей. Поэтому он является показателем ― хронического‖ загрязнения, характеризуя состояние экосистемы за длительный период вр е- мени. По мнению многих авторов, зообентос наиболее четко отражает степень загрязнения во доема (Абакумов, Качалов, 1981).

Материалы исследования собирали в 1996, 1997 и 1998 го ду. Ведущую роль в зообентосе бассейна р. Барнаулки играют хироном и- ды, олиго хеты и моллюски (Мисейко, Безматерных, 1998). Всего было обнаружено 103 вида зообентоса. Для выявления видов -индикаторов использовались списки видов, составленные А.В. Макрушиным (Библиографический указатель..., 1974), В.И. Жадина, А.Г. Ро диной (1950), с дополнениями Э.И. Извековой, А.В. Кузьминых, С.Г. Николаева

102

(1996), И.К. Тодераша (1984) и А.Т. Недоступа (1988), Д.М. Безматерных и Г.Н. Мисейко (1998).

В целях биоиндикации нами были использованы все основные подхо ды в биоиндикационных исследованиях: использование видов - биоиндикаторов (метод Пантле и Букка ), индикация по соо тношению крупных таксонов (олиго хетный индекс Гуднайта и Уитлея), информационный индекс (индекс видового разнообразия Маргалефа) и интегральный по дхо д, совмещающий в себе все достижения пр едыдущих методов, биотический индекс реки Трент (система Вудивисса) (Ма к- рушин, 1974). Также был определен индекс схо дства населения по А. С. Константинову (1969).

Таблица 4.1 - Классификация качества вод по различным индексам (О. Г. Кафтанникова, Е. Г. Мартынова (1980) с изменениями)

В таблице 4.1 представлена классификация качества во д по ра з- личным индексам предложенная О.Г. Кафтанниковой и Е.Г. Мартыновой (1980) с допо лнением индекса Ву дивисса.

Индекс Вудивисса определяется с помощью специальной таблицы. Его величина зависит от видового разнообразия (числа присутс т- вующих ― групп‖) и о т присутствия ключевых индикаторных видов в пробе. Индекс Ву дивисса может принимать значения от 0 до 10. На обследованном участке Барнаулки наименьшее значение он принимал

103

Метод Пантле и Букка характеризует степень загрязненности водоема по индексу сапробности (S). Авторы приняли индикаторную значимость (s) для о лигосапробов за 1, β-мезосапробов - 2, α- мезосапробов - 3 и полисапробов - 4. Относительное количество особей (h) рассчитывается так: случайные находки - 1, частая встречаемость - 3 и массовое развитие - 5 баллов. Индекс сапробности рассчитывается по формуле: S=Δs*h/Δ h. Полученные результаты по р. Ба р- наулке представлены на рисунке 4.7.

104

Рисунок 4.7 - Индексы сапробности р. Барнаулки по станция взятия проб

Олигохетный индекс Гуднайта и Уитлея позволяет су дить о са - нитарном состоянии водоема по соотношению олиго хет и других об и- тателей дна :

Ng=N(oligochaeta) / N(общая)*100%,

где Ng - индекс Гуднайта и Уитлея , N(oligochaeta) - численность олиго хет, а N(общая) - численность всех организмов. Замечено, что олиго хеты , обычно немногочисленные в донных биоценозах, в местах выпуска сточных вод часто развиваю тся в огромных ко личес т- вах, поэтому массовое развитие олиго хет расценивается как показатель органического загрязнения водоема. Для р. Барнаулки это т индекс колебался в широких пределах. Наибольшим он был ниже впадения р. Пивоварки, что характеризует высокое загрязнение реки.

Индекс видового разнообразия Маргалефа выведен исхо дя из положения, ч то с увеличением уровня загрязнения во доема видовое разнообразие как правило падает. Оценка степени загрязнения по видовому разнообразию применима к любым видам загрязнения. Поскольку число видов пропорционально логарифму изученной площади, а общее число особей пропорционально площади, принят в качес т- ве меры разнообразия индекс: d=(S-1)/ln n, где S - число видов, ln n - натуральный логарифм числа особей. Индекс d принимает максимальное значение, если все особи принадлежат к разным видам (S=n) и р а-

105

Коэффициенты корреляции био логических индексов с различ - ными факторами окружающей среды на р. Барнаулке представлены в таблице 4.2. Небольшую корреляцию большинства биологических индексов с трофностью (ко торую показывает концентрация хлорофилла ―а‖) можно объяснить различием в сущности понятий сапро бности и трофности и тем, ч то зообентос и фитопланктон по разному реагирует на изменения окружающей среды. Зообентос, наиболее консервативный элемент био ты, отражает изменения сравнительно долгого пре д- шествующего периода и интегральные условия как в воде, так и в грунте, в о тличии от фитопланктона (Слепу хина, Петрова, 1981).

106

Таблица 4.2 - Коэффициенты корреляции био логических индексов с различными факторами окружающей среды на р. Барнаулке

Для оценки качества во д, кроме выше указанных индексов, применялись также биологический разрез по Кнеппу, индекс Кинга и Балла (Макрушин, 1974) и хирономидный индекс Е. В. Балушкиной (1989). Анализ наших результатов (Безматерных, Мисейко, 1997) показал принципиальную тождественность индекса сапробности Пантле и Бука и биологического разреза по Кнеппу (разница лишь в наглядности результатов, ч то не мешает их совместному применению), а также большую схожесть индекса Кинга и Балла и индекса Гуднайта и Уи т- лея. Индекс Гуднайта и Уитлея является более предпочтительным в силу его большей простоты применения. Метод Балушкиной показал себя малопригодным для применения на малой реке, т. к. доля орто к- ладиин и таниподин по сравнению с хирономинами оказалась ничто ж- ной. Наиболее подхо дящим методом для биологическо го мониторинга малых и средних рек бассейна верхней Оби мы считаем систему Вудивисса, так как она отвечает таким основным критериям мониторинга, как достоверность, простота применения и высокая чувствительность.

107

2.3 Гидро химические показатели

Температура воды - важнейший фактор, влияющий на проте - кающие в водоеме физические, химические, био химические и биологические процессы, от которого в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самооч ищения.

В водоемах рыбохозяйственного назначения допускается повышение температуры во ды в результате спуска сточных вод не бо льше, чем на 5 °С по сравнению с естественной температурой.

Проведенные исследования показали, что по сравнению с ко н- трольной точкой температура в устье р. Барнаулки выше в среднем на 3-5 0С. Значительное тепловое загрязнение дает сток АЗА, повышение температуры воды в районе которого составляет 1-6 °С по сравнению с температурой воды в контрольной точке.

PH воды - о дин из важнейших по казателей качества во д. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происхо дящих в природных водах.

Данные, полученные в резу льтате исследований, показали, ч то среда в р.Барнаулке слабощелочная, в пределах нормы. Значение рН воды в пробах, отобранных ниже стока Ротора, несколько повышается, а в районе АЗА резко понижается по сравнению с контрольной точкой, что может быть связано с характером их стоков.

Концентрация растворенного кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и б иохимического окисления органических и неорганических соединений. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема, его самоочищение и на условия обитания гидробионтов. Минимальное содержание растворенного кислорода обеспечивающее нормальное р азвитие рыб, составляет око ло 5 мг/л. Понижение его до 2 мг/ л вызывает массовую гибель рыб. Во всех пунктах пробоотбора содержание растворенного кислорода в пределах нормы, кроме АЗА 8.06.98 и Лесно го пруда

14.08.98 г. (рисунок 4.10).

108