Бентос реки "Терек"

Оглавление

1.      Введение………………………………………………………………….......................3

2.1      Физико-географическая характеристика реки

Терек в районе исследований…………………………………………..............................4

2.2        Материал и методика……………………………………………………........7

2.3       Сезонная динамика состава и плотности бентоса……………………....8

2.4  Влияние антропогенных факторов на состав и плотность бентоса реки

Терек в районе исследований………………………………………………..............9

3.      Выводы…………………………………………………………………..........................11

4.      Литература………………………………………………………………........................13

5.      Приложение………………………………………………………………......................14

Введение

В 2009 году в Правобережном районе был открыт кружок «Юный энтомолог» при школе №1 города Беслана. Группа воспитанников творческого объединения проводила исследовательскую работу по бентосу бассейна реки Терек в течении 2009-2013году.  Исследовательская группа поставила цель изучить влияние антропогенного воздействия на видовой состав, плотность и распределение бентоса в бассейне реки Терек, оценить степень антропогенного воздействия на особенности распределения и состав бентоса.

Данная работа актуальна , оригинальна, полезна и имеет теоретическую и практическую связь. Полученные результаты имеют научное значение.

Цель исследований: изучить состояние воды в реке Терек; показать абиотические условия и видовой состав в родниках селения Брут; оценить степень антропогенного воздействия на особенности распределения и состав бентоса. Для выполнения работы были поставлены следующие задачи.

1.      Изучить абиотические и биотические факторы бассейна реки Терек на нескольких станциях.

2.      Изучить биологические и морфологические особенности бентоса реки Терек и родников селения Брут.

Методы исследований: наблюдение, изучение видов загрязнения, взятия проб бентоса, измерения скорости течения, измерение температуры воды, измерение прозрачности.

Место исследований: река Терек в районе города Беслан и родники селения Брут.

Предмет исследования: состояние воды в бассейне реки Терек.

Бентос – это совокупность организмов, всю жизнь или большую её  часть обитающих на дне водоёма, в её грунте и на грунте. 

Бентос необходимо изучать, так как он является биоиндикатором пресных водоёмов. В бентос входит группа донных животных, таких как бокоплавы, веснянки, подёнки, ручейники. По наличию этой группы животных, их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в пресном водоёме и загрязнению воды. Растения, животные и человек нуждаются в чистой воде. Для получения пресной воды человек использует реки, озёра и подземные воды. Ежедневно каждый человек потребляет и выделяет воду, как и любой организм. Но кроме удовлетворения физиологических потребностей, вода необходима человеку для личной гигиены, приготовления пищи и т. д.  В наши дни 70% населения мира испытывает недостаток в воде, а 1 миллиард людей живёт в условиях острой нехватки воды, так как пресная вода распределена по суше неравномерно. Ограниченное количество чистой воды способствует развитию инфекционных и паразитических заболеваний, которые являются основной причиной смертности населения. Гораздо больше воды требуется для хозяйственной деятельности человека. Для обеспечения всех потребностей промышленности ежегодно забирается из рек, подземных вод, озёр и морей 1000 км3 воды.

            Несмотря на то, что мировая фауна амфибиотических насекомых (отряды Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera) изучена довольно хорошо, кавказская фауна нуждается в более детальном изучении, как в систематическом, так и зоогеографическом плане. Ниже мы приводим краткий обзор истории изучения амфибиотических насекомых на Кавказе.

Наиболее полно изученным отрядом насекомых Кавказа являются ручейники. Первый обзор по ручейникам этой области был проведен Коленати в середине XIX века (Коленати, 1859).    А.В. Мартынов, используя свой богатый материал по ручейникам, указал для Кавказа 150 видов взрослых форм, из них для бассейна реки Терек привел 29 видов (Мартынов, 1926).

Весомый вклад в изучение систематики и экологии  трихоптерофауны и всего сообщества бентосных организмов Кавказа, в частности бассейна реки Терек, внесла И.И. Корноухова.   В результате исследования 500 водоемов Кавказа, ею установлено свыше 180 видов ручейников, из них для фауны Большого Кавказа – 153 вида в составе 50 родов и 18 семейств (Корноухова, 1999).. Преобладающая их часть распространена в ручьях и малых реках с подземным питанием. Горные виды количественно доминируют над равнинными (Корноухова, 1976, 1992). 

Поденки рек бассейна р. Терек остаются малоизученными. В наше время изучением этих насекомых занимались О.А.Чернова и Н.Д. Синиченкова. О.А.    В работе С.К. Черчесовой (2004) для рек бассейна указывается 37 видов поденок. Однако сам автор ставит под сомнение существование ряда видов, для уточнения систематического состава поденок следует провести более тщательный анализ эндемичной эфемерофауны.  Хорошо изучены веснянки Кавказа. Однако большинство форм, указанных для данного региона описаны по имаго, личиночные фазы описаны лишь для некоторых видов. До опубликования работы А.В. Мартынова (1928) с Кавказа было известно 8 видов веснянок.

Крупным этапом в изучении веснянок Кавказа стали исследования Л.А. Жильцовой, которые систематически велись, начиная с 1953 года, и продолжаются по настоящее время.  В 1964 году (Жильцова, 1964б) вышла работа по распределению фауны веснянок на высокогорном Кавказе. Всего для высокогорного Кавказа указано 40 видов, относящихся к 11 родам.   С.К. Черчесова, Л.А. Жильцова (2003) дают обзор фауны веснянок рек бассейна Терека: всего зарегистрировано 34 вида из 7 семейств и 12 родов, то есть около половины из числа видов, установленных для всего Кавказа. Отмечено, что фауна веснянок Кавказа отличается высокой степенью эндемизма.

2.1 Физико-географическая характеристика реки Терек в районе исследований

Территория Северной Осетии за исключением северной части, относится к водонасыщенным районам Северного Кавказа. Наиболее возвышенные части гор покрыты вечными снегами и ледниками, дающими начало основным рекам. Оледенение благоприятствует многоводности рек в летний период и влияет на их водный режим, который весьма разнообразен и отражает закономерности высотной поясности бассейнов. Для высокогорного пояса характерно наличие летнего половодья снеголедникового происхождения. В среднегорье повышается величина дождевого питания при значительной доле сезонно-снегового и грунтового. Таким образом, в питании рек Северной Осетии принимают участие талые воды ледников, снежников, сезонных снегов, атмосферные осадки и подземные воды.

Республика Северная Осетия-Алания, расположена на северных склонах восточной части Центрального Кавказа, наиболее суженной и расчлененной, примыкающей к склонам предгорных равнин. Наибольшая протяженность республики с севера на юг - 130 км, а с запада на восток -122 км. Вся площадь составляет 8 тысяч км². Наиболее крупными орографическими элементами Северной Осетии являются: на севере - равнины Предкавказья, на юге - Большой Кавказ.

Речная сеть республики принадлежит бассейну реки Терек. Для бассейна реки Терек характерно асимметричное строение, которое объясняется особенностями рельефа. Почти все его притоки впадают в него слева. В верховьях реки проходят по узким ущельям под значительным уклоном и обладают большой размывающей силой, в среднем течении их бег замедляется, а при выходе на равнину скорость течения еще меньше. Вследствие общего наклона местности к северу и северо-востоку Терек и его притоки текут в том же направлении и впадают в котловину Каспийского моря.

            Наши исследования реки Терек проводились в пределах селения Михайловское, Алханчурт (9км), г. Беслана, кроме основной водной магистрали РСО-Алания изучены и ручьи сел. Брут.

Первая станция расположена в селении Михайловском. Окружение водоёма: в 200 м проходит трасса Владикавказ  - Беслан. Спуск к реке крутой. В непосредственной близости находится район жилых построек.

Описание наземной флоры береговой зоны: деревья – каштан, липа, ива, ольха; кустарники облепихи; травы – мать-и-мачеха, одуванчик, крапива, лопух, пырей.

Грунт дна каменистый. Цвет воды зеленовато-голубоватый или бурый (это зависит от времени года). Запах без особых примесей. Скорость течения 1,5м/с; температура воды в зимний период составляет +4-+6, весной+9-+11, летом +18-+20, осенью +12- +14.

Выбор второй станции (селение Алханчурт 9 километр) обусловлен тем, что на этом участке река Терек испытывает сильное антропогенное влияние. На берегу устроена свалка. Выше по течению идёт сброс барды со спиртового завода «Престиж» и других спиртовых  заводов расположенных на территории селения Михайловского, а также сбросы с птицефабрики.

Окружение водоёма: в 200-250 метрах от реки Терек проходит дорога на город Беслан. Спуск к реке Терек крутой. Рядом район жилых построек.

Описание наземной флоры береговой зоны: деревья ольха, ива. Кустарники облепихи, бузины. Травы – пырей, лопух,  одуванчик, мать-и-мачеха, клевер, подорожник, крапива, цикорий.

Грунт дна каменистый, камни покрыты налётом, который свисает с камней большой бахромой. Цвет налёта светло-коричневый. Под камнями чёрный налёт. Цвет воды – бежевый. Запах барды и гниения. Скорость течения – 1,5 м/с – 1,7 м/с.  Температура воды в зимний период составляет +4 - +6, весной +9 - +11, летом +18 - +20,осенью +12 - +14.

Личинок насекомых не обнаружено.

          Аналогичная картина прослеживается на станции три (г. Беслан: БМК). Окружение водоёма: в 300м находится завод «Автоспецоборудование», а выше по течению находится спиртовой завод «Салют золотоглавая» и завод «Железобетонных конструкций». Спуск к реке пологий. В 500м от реки находи жилой массив района  БМК.  

 Описание наземной флоры береговой зоны: деревьев и кустарников нет, травянистый покров скудный – в основном преобладает пырей.

Дно каменистое. Камни покрыты бежевым налётом, который свисает с камней большой бахромой. Под камнями чёрный налёт. Цвет воды бежевый. Запах барды и гниения. Скорость течения – 1,5м/с. Температура зимой составляет +2 - +4, весной +8 - +10, летом + 14 - +18, осенью +10 - +7.

Личинок насекомых не обнаружено, но в воздухе были пойманы имаго подёнок.

   Четвёртая станция – родники селения Брут. Родник начинается в небольшом овраге. Он бежит небольшим ручьём, постепенно расширяясь, а через 500 м он образует небольшое озерцо. Скорость течения в ручье варьирует от 0,2 м/с, в среднем течении – 0, 5м/с – 0,7м/с, в устье –1 м/с - 1,2 м/с. Протяженность ручья около 5 км. Родниковый ручей расположен в 10 м от р. Камбилеевка, притоком которой является – оба водоема объединяются после с. Дарг-кох. Жилых построек нет, кроме небольшого кафе на берегу ручья.

Описание наземной флоры береговой зоны: деревья – ива, ольха тополь; кустарники – лещина, бузина, калина; травы – клевер, иван-чай, коровяк, крапива, лопух.

Станция пять – «озерцо», питание – родниковое. Дно мелко-каменистое. Вода чистая, прозрачная, без запаха. 

Описание прибрежно-водной флоры озерца: камыш, осока; много нитчатых водорослей.

Под камнями найдены личинки подёнок, ручейников, веснянок, бокоплавов и бурых планарий.  

Таким образом, выбранные нами для исследования станции, в той или иной мере подвержены антропогенному воздействию, последствия влияния которого на сообщества зообентоса рассматриваются нами ниже.

2.2. Материал и методика

Материалом для написания настоящей работы послужили собственные сборы гидробионтов реки Терек в различных по степени загрязнения зонах, а также притоков реки Терек:  родники с. Брут (2009 – 2013 гг.). Всего нами установлено 5 станций и взято 23 пробы.

Методика сбора фауны в бассейне реки Терек имеет специфические особенности, обусловленные тем, что в горных реках с быстрым течением трудно или невозможно применять методику, разработанную для рек с медленным течением или озер. Поэтому, при выполнении работы, мы придерживались методов, описанных применительно к условиям горных рек (Тарноградский, 1933; Лепнева, 1966; Жадин, 1956; Корноухова, 1976, Черчесова, 1999).

         Личиночный материал собирался нами по всему створу водотока. На мелководье обнаруженная фауна извлекалась вручную прямо со дна. При быстром течении камни, предварительно помещались в сачок во избежание смыва фауны. Помимо минеральных субстратов, обследовались коряги и другие затонувшие предметы.

         Для оценки площади дна при бентических сборах в быстротекущих реках определялась площадь извлеченных со дна камней. При этом учитывались все камни, независимо от наличия на них бентоса. При сборах на мелководье производилось прямое определение площади обследованного дна при помощи рулетки.

         Плотность водных фаз вычислялась по отношению количества наблюдаемых на дне личинок и куколок к площади обследованного участка дна и выражалась в экз/м². При отборе проб описывалась морфология русла, велись замеры глубины, скорости течения, температуры воды, обращалось внимание на строение дна.

         Собранный зоологический материал фиксировался 70%-м раствором спирта или в 40⁰ водке, который меняли по мере необходимости. При камеральной обработке материал разбирался по систематическим группам и пересчитывался. Для водных фаз вычислен показатель встречаемости в процентах (%) от общего числа видов в сборах.

            В результате камеральной обработки собранного материала (562 экземпляр) нами установлено 2 класса, 5 отрядов,  13 семейств, 17 родов и  19 видов представителей зообентоса (таблица 1)Основную массу бентоса по количеству видов в наших сборах составляют насекомые (Insecta) – 95%: из них Ephemeroptera составляют 32% от общего числа видов, Trichoptera – 21%, Plecoptera – 26%,  Diptera – 16%; Amphipoda составляют 5% (диаграмма 1).

2.3 Сезонная динамика состава и плотности бентоса 

   в районе исследований

            Наблюдения за сезонной динамикой плотности и состава бентоса показали, что представители зообентоса являются постоянными обитателями исследуемого водоема. Однако состав и плотность бентоса имеют значительные отличия в зависимости от времени года:

- весной доминируют поденки семейства Heptageniidae (род Epeorus), ручейники семейства Hydropsychidae (род Hydropsyche), часто встречаются поденки семейства Baetidae, реже двукрылые семейства Chironomidae;

- летом доминируют поденки (Heptageniidae), ручейники Glossosomatidae, часто встречаются бокоплавы, веснянки Perlidae;

- осенью в составе бентоса преобладают ручейники, поденки (Baetidae);

- зимой бентосные формы представлены, в основном, ручейниками (Hydropsychidae, Rhyacophiliae) и веснянками (Nemouridae).

Сезонная динамика состава и плотности бентоса представлены на диаграмме 2.

Таким образом, в ходе изучения сезонной динамики состава бентоса исследуемого водоема, следует отметить, что личинки амфибиотических насекомых встречаются на протяжении круглого года.

Динамика лета имаго прослежена нами недостаточно, однако, по результатам исследований, установлены сроки лета для представителей ряда семейств: в весенне-летний период вылетают веснянки семейств Taeniopterigidae, поденки Baetidae, Heptageniidae (Rhithrogena), осенью собраны имаго поденок Baetidae, двукрылые семейства Blepharoceridae.

Как видно из диаграммы 2 наибольшего значения плотность бентоса достигает весной (39%) – 1325 экз/м² и летом (41 %) – 1729 экз/м², осенью (17%) – 533 экз/м² и зимой (3 %) – 121 экз/м² значение плотности снижается, что связано с вылетом имаго, однако, помимо объективных причин, это может быть связано с незначительным количеством сборов в это время года.

2.4 Влияние антропогенных факторов на состав и плотность бентоса реки Терек в районе исследований

Гидрографическая сеть исследованного нами района представлена рекой Терек и его притоками, которые, протекая в различных зонах, в разной степени подвергаются антропогенному воздействию.

Наиболее «чистой» зоной мы считаем участок реки Терек в районе 1-  окраина г. Владикавказ (район ЦКБ), умеренно загрязнена, плотность бентоса на данном отрезке достигает летом 500 экз/м². Дно сложено крупными и средними валунами, вода чистая. Мы объясняем этот факт тем, что пройдя наиболее загрязненный участок (г. Владикавказ), где в Терек сбрасываются отходы ЖКХ и промышленных предприятий, вода в реке частично очищается и происходит восстановление видового состава. Здесь нами отмечены личинки ручейников рода Hydropsyche, поденки Baetis rhodani, двукрылые Chironomidae, незначительно – ручейники Glossosomatidae.

Станции 2 (с. Алханчурт) – является наиболее загрязненной, так как в районе с. Алханчурт берег превращен в место свалки мусора. Выше по течению идёт сброс барды со спиртового завода «Престиж» и других спиртовых  заводов расположенных на территории селения Михайловского. Как уже указывалось выше, камни на этом участке покрыты налётом, который свисает с камней большой бахромой. Цвет налёта светло-коричневый. Под камнями чёрный налёт. Цвет воды – бежевый. Запах барды и гниения. Бентос отсутствует полностью.

Станции 3 (БМК) загрязняется отходами спиртового завода «Салют златоглавая». Камни покрыты бежевым налётом, который свисает с камней большой бахромой. Под камнями чёрный налёт. Цвет воды бежевый. Ощущается запах барды и гниения. Пробы у берега не дали результатов, личинки насекомых не обнаружены, однако были зарегистрированы имаго поденок Baetidae, которые, по нашему мнению, могут обитать на стремнине, где значительная скорость, обуславливает возможность существования литореофильной фауны, в то время как слизистые образования на каменистом субстрате дна у берега препятствуют заселению личинок амфибиотических насекомых.

Станция 4,5 – родниковый ручей  и «озерцо» наиболее чистые водотоки из всех нами обследованных, которые впадают в р. Камбилеевка.

Дно водоемов сложено мелким галечником, вода чистая, прозрачная. Здесь отмечено самое богатое разнообразие бентоса – поденки семейств: Heptageniidae (3), Baetidae (1), ручейники (Hydopsychidae, Rhyacophilidae, Glossosomatidae, Apataniidae), веснянки (Nemouridae, Perlidae), двукрылые (Simulidae), бокоплавы (Gammaridae). Плотность бентоса достигает 1020 экз/м².

Таким образом, проведенные нами исследования являются наглядной иллюстрацией негативного воздействия загрязняющих факторов (бытовой мусор, мойка автотранспорта, сброс отходов спиртового производства) на состав и плотность бентосных организмов, являющихся индикаторами состояния водного бассейна.

Выводы

 В результате проведенных исследований реки Терек, родниковых ручьев (2009 – 2013 гг.) нами установлено 2 класса, 5 отрядов,  13 семейств, 17 родов и  19 видов представителей зообентоса (таблица 1).

В ходе работы было установлено 5 станций в различной степени подверженных воздействию антропогенных факторов. Весь материал представлен  562 экземпляр экземплярами бентосных организмов.

         Было установлено, что в структуре литореофильного биоценоза реки Терек, в исследуемом районе, ведущее место занимают представители класса насекомых (Insecta) – 95%; ракообразные (Crustacea) составляют 5% .

         Доминируют в наших сборах поденки (Ephemeroptera) – 32% от общего числа видов, Trichoptera – 21%, Plecoptera – 26%,  Diptera – 16%, (диаграмма 1).

Существенной особенностью состава фауны амфибиотических насекомых исследуемого участка реки является преобладание олигосапробной, литореофильной биоты, а также достаточно высокая плотность бентоса в районе исследований, несмотря на умеренное бытовое загрязнение.

Следует отметить ряд морфологических адаптаций, позволяющих личинкам амфибиотических насекомых удерживаться на субстрате (уплощенное тело, широко расставленные ноги, снабженные бахромой волосков, и крепкие коготки. Наиболее четко эти особенности развиты у личинок веснянок Perlidae, поденок Heptageniidae, которые (поденки) к тому же снабжены мощные жабрами-присосками.

Рассматривая особенности распределения личинок по микробиотопам (каменисто-песчаный субстрат, погруженный), следует отметить, что большинство личинок насекомых и представители отряда ракообразных (гаммарусы), предпочитали каменистый и погруженный субстраты, используя в качестве укрытия щели в коре деревьев.

В ходе работы нами проведены наблюдения за сезонной динамикой плотности и состава бентоса, что позволило выявить следующее: наибольшего значения плотность бентоса достигает  весной (39%) –  и летом (41 %) , осенью (17%)  и зимой (3 %)  значение плотности снижается, что связано с вылетом имаго, однако, помимо объективных причин, это может быть связано с незначительным количеством сборов в это время года;

Таким образом, в ходе работы установлено негативное воздействие антропогенных факторов на видовой состав и плотность гидробионтов. Изучение бентоса на выделенных нами станциях свидетельствует о неблагоприятной экологической ситуации, которая выражается в отсутствии индикаторных видов – личинок поденок, ручейников и веснянок в местах непосредственного загрязнения (нами зарегистрировано полное отсутствие представителей зообентоса на этих участках, станции 2, 3).

Опасность заключается в том, что отходы спиртового производства (барда) локализуются в прибрежной части, где более низкая скорость течения воды, что способствует заиливанию каменистого субстрата, как следствие изменению гидрологических параметров реки, и усугубляет неблагоприятную ситуацию, которая приводит к уничтожению оксифильной фауны. На подобных участках реки гидробионты полностью отсутствуют.

Выше места загрязнения зарегистрированы личинки поденок, ручейников, бокоплавы, общая плотность которых составляет 900 экз/м², зона загрязнения – безжизненна. Ниже зоны угнетения идет частичное восстановление состава и численности зообентоса: отмечены единичные представители поденок.

Таким образом, можно сделать вывод, что представители зообентоса являются достоверными маркерами в природоохранном мониторинге водного бассейна.

Литература

1.      Будун А.С. География Северной Осетии. Владикавказ: ИР, 1989. 235 с.

2.      Болов А.А., Хатухов А.М., Якимов А.В. О водных огневках (Lepidoptera: Pyraloidea) Кабардино-Балкарии // Проблемы водной энтомологии России и сопредельных стран: Материалы IV Всероссийского и Х трихоптерологического симпозиума. Владикавказ, 2010. С. 11-14.

3.      Гвоздецкий Н.А. Физическая география Кавказа. М., 1954. Вып. 1. 207 с.

4.      Жадин В.И. Жизнь пресных вод СССР. М.-Л. 1959. Т.4. С. 1-320.

5.      Жадин В.И., Герд С.В. Реки, озера, водохранилища СССР, их фауна и флора. М., 1961. 599 с.

6.      Жильцова Л. А. К познанию веснянок (Plecoptera) Кавказа. 1. Новые виды Taeniopterygidae и Chloroperlidae фауны Триалетского хребта // Энтомол. обозрение. 1956. Т. 35, вып. 3. С. 659-670.

7.      Корноухова И. И. Влияние абиотических факторов на распространение ручейников в бассейне р. Терек // Сб. зоол. работ. Орджоникидзе, 1976б. С. 74-83.

8.      Корнаухова И.И., Черчесова С.К. Бентос р. Цраудон// В сб. 6 Фауна и экология животных Кавказа. Орджоникидзе. 1987. С. 41-45.

9.      Черчесова С.К.Вопросы охраны горных рек// Тез. Доклада. «Горы Северной осетии: природопользование и проблемы экологии». Владикавказ. 1996. С.337-338.

10.  Черчесова С.К., Тедеева Л.И. Влияние загрязнения на состав и плотность бентоса в бассейне реки Цраудон // Тез. докл. Владикавказ. 1999. с. 125-127

11.  Черчесова С.К., Жильцова Л.А. Фауна веснянок (Plecoptera) Северной Осетии и ее зоогеографические особеннсти // Энтомол. обозрение. 2003, вып. 3. Т. 82. С. 566-570.

12.  Черчесова С.К., Жильцова Л.А. Определитель веснянок (Plecoptera) Кавказа. М., 2006. 101 с.

Приложение

Таблица 1

Видовой состав бентоса реки Терек