Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сообщества донных беспозвоночных малых рек бассейна реки Вятка в условиях хозяйственной деятельности

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Сообщества донных беспозвоночных малых рек бассейна реки Вятка в условиях хозяйственной деятельности"

На правах рукописи

ЦЕПЕЛЕВА Марина Леонидовна

СООБЩЕСТВА ДОННЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ МАЛЫХ РЕК БАССЕЙНА РЕКИ ВЯТКА В УСЛОВИЯХ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.02.08 - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар 2013

005541898

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник Шубина Виолетта Николаевна

Официальные оппоненты:

Яковлев Валерий Анатольевич

доктор биологических наук, профессор Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета, заведующий кафедрой биоресурсов и аквакуль-туры

Шихова Татьяна Геннадьевна

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела экологии животных ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства им. проф. Б. М. Житкова

Ведущая организация -

ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна РАН

Защита состоится 2Л УЮЯБРЗ 2013 г- в di часов на заседании диссертационного совета Д 004.007.01. Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28.

E-mail: dissovet@ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 24.

Автореферат разослан « УУ» OKT5ISP.51 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кудяшева

Алевтина Григорьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение биоценозов малых рек необходимо для создания общей теории функционирования экологических систем, для расширения представлений о видовом разнообразии флоры и фауны водотоков, для принятия практических решений их по охране и рациональному использованию. Впадая в крупную реку, малые водотоки оказывают влияние на качество её вод, структурные и функциональные характеристики сообществ водных беспозвоночных.

Объект наших исследований — зообентос - основополагающий и надежный показатель для оценки качества воды и экологического состояния водотоков, источник информации об интенсивности антропогенной нагрузки на экологическую систему водоёма (Абакумов, 1977; Винберг, 1977; Reis, Wohlenberg, 1992; и др.).

Актуальность наших исследований обусловлена планами хозяйственного освоения Кировской области при недостатке данных по биологическому режиму многочисленных малых рек бассейна р. Вятка, единственного не зарегулированного водотока Волжского бассейна Малые пртоки р. Вятка, главной водной артерии Кировской области, в шггенсивно вовлекаются в промышленное, сельскохозяйственное и бытовое водопользование. Сегодня актуальными становятся проблемы учета и сохранения видового разнообразия, охраны и рационального использования водных и биологических ресурсов малых рек (Концепция..., 1991).

Цель н задачи исследования

Основная цель исследований — выявить общие закономерности формирования сообществ донных беспозвоночных в малых реках бассейна р. Вятка, испытывающих разную степень антропогенного воздействия; по структурным, количественным характеристикам и биоиндикационным показателям зообентоса оценить качество вод и экологическое состояние водотоков.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1. Выявить эколого-систематический состав зообентоса в малых реках бассейна Вятки (рр. Погиблица, Елховка, Ивкина), дать анализ географического распространения донной фауны.

2. Классифицировать сообщества донных беспозвоночных в исследованных реках, испытывающих разную степень антропогенного воздействия, оценить их видовое разнообразие, основные структурные и количественные характеристики.

3. Выяснить характер сезонных изменений доминирующих групп, численности и биомассы зообентоса на фоновых и контрольных станциях малых рек бассейна Вятки.

4. Продолжить биомониторинг зообентоса на р. Погиблица и получить дополнительные биологические материалы для дальнейших наблюдений.

ствия. Полученные биологические материалы могут служить обоснованием при проведении экологических экспертиз, основой при разработке методик по восстановлению загрязнённых биоценозов малых рек, для выявления основных подходов к оценке качества вод, для сохранения видового разнообразия и решения вопросов устойчивого функционирования экосистем малых водотоков. Результаты исследований найдут применение при составлении региональных сводок по фауне Кировской области и могут быть использованы в лекционных курсах по экологии и гидробиологии в высших учебных заведениях.

Работа вносит вклад в изучение видового разнообразия бентосной фауны и закономерностей формирования сообществ донных беспозвоночных малых протоков крупной европейской р. Вятка. Инвентаризация фауны служит основой для общего познания структуры и динамики донных биоценозов, для обсуждения вопросов экологии и зоогеографии водных беспозвоночных на территории Средне-Волжской провинции Европей-ско-Центрапьно-Азиатской подобласти Палеарктики, согласно уточненной схеме районирования континентальных водоёмов (Kruglov, Starobogatov, 1993).

Связь работы с научно-исследовательскими программами и темами. Исследования проводились в рамках НИР ФГБУН Института биологии Коми научного центра УрО РАН. Они были составной частью комплексных работ в рамках федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации». Полученные научные данные используются в многолетнем гидробиологическом мониторинге поверхностных водных объектов в зоне защитных мероприятий комплекса объектов хранения и уничтожения химического оружия «Марадыковский». Результаты гидробиологических исследований в качестве составной части в комплексе с данными гидрологии и гидрохимии использованы для выполнения отраслевой программы по гранту Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук № МК-7588.2010.5. по теме «Миграция и распределение радионуклидов и поллютантов в компонентах природной среды в зоне влияния промышленного предприятия (на примере Кирово-Чепецкого химического комбината)».

Личный вклад автора. Соискатель приняла участие в постановке цели и задач исследования, выполнила сбор, анализ и обобщение собственных и литературных материалов по теме. В 2009-2011 гг. проведены стационарно-экспедиционные работы на малых водотоках бассейна р. Вятка. В целом автором собрано и обработано 222 пробы зоо-бентоса. Таксономической обработке подвергнуто свыше 25 тысяч экземпляров донных беспозвоночных разных систематических групп, причем фауна исследованных рек приведена в свете новых таксономических ревизий. Выполнена оценка качества вод малых рек по биоиндикационным показателям бентосных животных. Проанализированы корре-

ляции структурных характеристик зообентоса с гидрохимическими показателями п с показателями донных отложений.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на I-V областных научно-практических конференциях молодежи «Экология родного края -проблемы и пути их решения» (Киров, 2006-2010); на II экологической Ассамблее в рамках IX Международного научно-промышленного форума «Великие реки» «Экология глазами молодежи» (Нижний Новгород, 2007); на XVI-XIX Всероссийских молодёжных конференциях «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2009-2012); на VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2009); на VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы биомониторинга в бионндика-ции» (Киров, 2010); на Всероссийской конференции с международным участием «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем» (Тольятти, 2011); на IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 2012).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 17 научных работах, из них три статьи - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Объём работы составляет 226 страниц, включая 29 таблиц, 30 рисунков и 36 приложений. Список цитируемой литературы содержит 144 наименования, из них 20 - на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗООБЕНТОСА МАЛЫХ РАВНИННЫХ РЕК ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА

На основе данных литературы проведён анализ исследования зообентоса малых равнинных рек Волжского бассейна, при этом основное внимание обращено на изученность донных беспозвоночных малых водотоков крупного притока второго порядка р. Волга - р. Вятка (Кочурова, 2008). При изучении донных организмов и их сообществ приоткрываются фундаментальные вопросы экологии и гидробиологии, расширяются представления о биоразнообразии и биоресурсном потенциале малых водотоков, накапливается необходимое количество материала для выявления основных подходов к оценке качества вод по зообентосу, который служит надежным биоиндикатором загрязнения донных отложений и воды (Абакумов и др., 1979).

Зообентос р. Елховка в зоне влиянии промышленных стоков Кирово-Чеиецко-го химического комбината резко снижает количественные показатели донных беспозвоночных (рис. 4), сопровождается сокращением числа групп и видового разнообразия, упрощением структуры, массовьсм развитием в зообентосе олнгохет (в основном, полиса-пробов - ТиЫ/ех шЫ/ех, ЫтпоФИив исчезновением видов-индикаторов чис-

тых вод, особенно на участках реки, расположенных непосредственно в зоне влияния сточных вод химического комбината (Цепелева, 2012).

2010 г. 2011г.

904 Ст. 904 Ст.

908 908

Рис. 4. Динамика средних показателей численности (А, тыс.экз./м2) и биомассы (Б, г/м2) зообентоса р. Елховка на станциях отбора проб в 2010-2011 гг.

Полное отсутствие чувствительных к загрязнению личинок веснянок и подёнок -представителей семейства ВаеПёае, малая численность или полное отсутствие на некоторых особенно грязных участках реки хирономид, массовые скопления малощетинковых червей, обнаружение на дне пустых раковин моллюсков (физ, прудовиков, катушек), резкое снижение количественных показателей зообентоса свидетельствуют о значительной трансформации донных сообществ р. Елховка, которые приводят к ослаблению защитных механизмов гидробионтов, к снижению стабильности водной экосистемы этой реки. В зообентосе р. Елховка увеличился пресс хищных беспозвоночных - стрекоз - и полиса-пробных видов олигохет.

Уменьшаются индекс Шеннона и биоиндикационные показатели зообентоса. По биоиндикационной оценке воды р. Елховка в зоне промышленных стоков Кирово-Чепец-кого химического комбината отнесены к классам грязных и умеренно загрязненных, что свидетельствует о негативном влиянии комбината на экологическое состояние р. Елховка (Цепелева, 20116).

Зообентос р. Пекина представлен достаточно высокими качественными и количественными показателями развития донных беспозвоночных, указывающем на норм&чьное состояние экосистемы реки (см. рис. 5). Здесь в донных биоценозах возрастает видовое разнообразие, численность и биомасса многих видов гидробионтов, в биомассе большое зна-

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Цепелева, МЛ. Зообентос р. Погнблица в районе объекта уничтожения химического оружия «Марадыковский» [Текст] / М. Л. Цепелева, В. Н. Шубина, Т. И. Кочуро-ва // Теоретическая к прикладная экология. - 2011. - № 3. - С. 39-46.

2. Олькова, А. С. Оценка состояния поверхностных водных объектов техногенных территорий методами бнотестирования и биоиндикации [Текст] / А. С. Олькова, А. С. Скугорева, Н. В. Вараксина, М. Л. Цепелева, Т. А. Адамович // Вода: химия и экология. -2012. -№ 6. - С. 21-28.

3. Цепелева, М. Л. Оценка качества вод санаторно-курортной реки Ивкина (бассейн р. Вятка) по показателям зообентоса [Текст] / М. Л. Цепелева, В. Н. Шубина // Теоретическая и прикладная экология. -2012. 3. - С. 36-43.

в других изданиях:

4. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Зообентос водоемов в окрестностях пос. Торфяной Оричевского района // Экология родного края: проблемы и пути их решения: материалы первой обл. науч.-практ. конф. молодежи. Киров, 2006. С. 34-35.

5. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Гидробиологическая оценка состояния поверхностных водных объектов в районе Кильмезского могильника ядохимикатов // Экология родного края: проблемы п пути их решения: материалы второй обл. науч.-практ. конф. молодежи. Киров, 2007а. С. 115-117.

6. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Зообентос поверхностных водных объектов в зоне влияния Кильмезского могильника ядохимикатов // Экология глазами молодежи: материалы И детско-юношеской эколог. Ассамблеи в рамках IX Междунар. науч.-промышл. форума «Великие реки». Н. Новгород, 20076. С. 68-70.

7. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Зообентос поверхностных водных объектов в зоне защитных мероприятий комплекса объектов хранения и уничтожения химического оружия // Экология родного края: проблемы и пути их решения: материалы третьей обл. науч.-практ. конф. молодежи. Киров, 2008. С. 167-169.

8. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Оценка экологического состояния рек по зоо-бентосу в зоне защитных мероприятий объекта уничтожения химического оружия «Марадыковский» // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докл. XVI Все-рос. молодеж. науч. конф. Сыктывкар, 2009а. С. 227-229.

9. Цепелева М. Л., Кочурова Т. И. Мониторинг рек в зоне влияния объекта по уничтожению химического оружия «Марадыковский» // Проблемы региональной эколо-

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Цепелева, Марина Леонидовна, Сыктывкар

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

На правах рукописи

04201365116

ЦЕПЕЛЕВА Марина Леонидовна

СООБЩЕСТВА ДОННЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ МАЛЫХ РЕК БАССЕЙНА РЕКИ ВЯТКА В УСЛОВИЯХ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.02.08 - экология (биология)

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -доктор биологических наук ведущий научный сотрудник В.Н. Шубина

Сыктывкар 2013

Оглавление

Стр.

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................3

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗООБЕНТОСА МАЛЫХ РАВНИННЫХ

РЕК ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА (литературный обзор).............9

ГЛАВА 2. БАССЕЙНЫ ИССЛЕДОВАННЫХ РЕК

(ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК)..............................16

2.1. Краткая физико-географическая характеристика района исследований.............................................................16

2.2. Речная сеть бассейна р. Вятка........................................18

2.3. Характеристика исследованных рек.................................20

2.4. Экологическая ситуация в бассейнах исследованных рек

в условиях антропогенного воздействия...........................22

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.....................29

ГЛАВА 4. СИСТЕМАТИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ И

ЗООГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЗОР ДОННОЙ ФАУНЫ..............40

ГЛАВА 5. СООБЩЕСТВА ДОННЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

В МАЛЫХ РЕКАХ БАССЕЙНА ВЯТКИ..............................87

5.1. Сообщества донных беспозвоночных р. Погиблица.............87

5.2. Сообщества донных беспозвоночных р. Елховка................98

5.3. Сообщества донных беспозвоночных р. Ивкина...............106

ГЛАВА 6. СЕЗОННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ЗООБЕНТОСОМ

МАЛЫХ РЕК................................................................119

6.1. Сезонные изменения зообентоса р. Погиблица..................120

6.2. Сезонные изменения зообентоса р. Елховка.....................126

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ЗООБЕНТОС МАЛЫХ РЕК................132

7.1. Гидробиологический мониторинг зообентоса р. Погиблица в районе объекта уничтожения химического оружия «Марадыковский»....................................................132

7.2. Зообентос р. Елховка в зоне влияния промышленных стоков Кирово-Чепецкого химического комбината...........150

7.3. Зообентос р. Ивкина..................................................160

ВЫВОДЫ.................................................................................167

ЛИТЕРАТУРА...........................................................................170

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................185

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Изучение биоценозов малых рек необходимо для практики и для создания общей теории функционирования экологических систем, для расширения представлений о видовом разнообразии флоры и фауны водотоков. Впадая в крупную реку, малые водотоки оказывают влияние на качество её вод, структурные и функциональные характеристики сообществ водных беспозвоночных.

Объект наших исследований - зообентос - основополагающий и надежный источник для оценки качества воды и экологического состояния водотоков, источник информации об интенсивности антропогенной нагрузки на экологическую систему водоёма (Абакумов, 1977; Винберг, 1977; Reis, Wohlenberg, 1992; и др.).

Актуальность наших исследований обусловлена планами хозяйственного освоения Кировской области при недостатке данных по биологическому режиму многочисленных малых рек бассейна р. Вятка, единственного не зарегулированного водотока Волжского бассейна. Малые притоки р. Вятка, главной водной артерии Кировской области, в интенсивно вовлекаются в промышленное, сельскохозяйственное и бытовое водопользование. Сегодня актуальными становятся проблемы учета и сохранения видового разнообразия, охраны и рационального использования водных и биологических ресурсов малых рек (Концепция..., 1991).

Цель и задачи исследования

Основная цель исследований - выявить общие закономерности формирования сообществ донных беспозвоночных в малых реках бассейна р. Вятка, испытывающих разную степень антропогенного воздействия; по структурным, количественным характеристикам и биоиндикационным показателям зообентоса оценить качество вод и экологическое состояние водотоков.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1. Выявить эколого-систематический состав зообентоса в малых реках бассейна Вятки (рр. Погиблица, Елховка, Ивкина), дать анализ географического распространения донной фауны.

2. Классифицировать сообщества донных беспозвоночных в исследованных реках, испытывающих разную степень антропогенного воздействия, оценить их видовое разнообразие, основные структурные и количественные характеристики.

3. Выяснить характер сезонных изменений доминирующих групп, численности и биомассы зообентоса на фоновых и контрольных станциях малых рек бассейна Вятки.

4. Продолжить биомониторинг зообентоса на р. Погиблица и получить дополнительные биологические материалы для дальнейших наблюдений.

5. Дать оценку качества вод исследованных рек по биоиндикационным показателям донных беспозвоночных. Проанализировать корреляции структурных характеристик зообентоса и рассчитанных на их основе биотических индексов с гидрохимическими параметрами и с показателями донных отложений.

Научная новизна. Изложены материалы о видовом разнообразии донных беспозвоночных, дан анализ географического распространения фауны малых притоков р. Вятка. Раскрыты особенности сезонных изменений численности и биомассы зообентоса для фоновых и контрольных станций малых рек. Изучены количественные характеристики и выявлены основные закономерности формирования донных биоценозов в исследованных реках, испытывающих разную степень антропогенного воздействия. В донных биоценозах водотоков, не подверженных промышленному загрязнению, наблюдается наибольшее видовое разнообразие донных беспозвоночных, основные доминирующие группы по численности и биомассе - личинки хирономид и других двукрылых, моллюски. В наиболее подверженных загрязнению участках рек отмечено снижение видового разнообразия

зообентоса, по численности и биомассе доминируют личинки хирономид и олигохеты.

В изучаемых малых равнинных водотоках бассейна Вятки впервые дифференцированы сообщества донных беспозвоночных с доминирующими в них по встречаемости, численности и биомассе группами и видами зообентоса. Дополнен список видов беспозвоночных Вятского бассейна за счёт оригинальных сборов, и за счёт видовой идентификации тех гидробионтов, сведения о которых ранее в литературе были крайне незначительными. В малых реках бассейна Вятки выявлено 241 вид и форма беспозвоночных, из них 91 - указан для бассейна впервые. Максимальное число систематических групп и видов беспозвоночных найдено в реках, испытывающих небольшую степень антропогенной нагрузки. Определение видового состава организмов - важнейшая задача современной экологии, без решения которой любые биологические исследования мало результативны.

Теоретическая значимость: трансформация видового состава и количественных показателей сообществ зообентоса в зоне загрязнения приводит к ослаблению защитных механизмов гидробионтов и снижению стабильности водной экосистемы рек. Полученные в работе сведения могут быть использованы для гидробиологической классификации малых рек бассейна р. Вятка.

Практическая значимость: доказана актуальность применения методов гидробиологического мониторинга по организмам зообентоса. Определена зависимость изменения структурных параметров донных беспозвоночных от гидрохимических показателей. Создан банк гидробиологических данных, который может быть использован как исходный материал для дальнейшего гидробиологического мониторинга в условиях антропогенного воздействия. Полученные биологические материалы могут служить обоснованием при проведении экологических экспертиз, основой при разработке методик по восстановлению загрязнённых биоценозов малых рек, для выявления основных подходов к оценке качества

вод, для сохранения видового разнообразия и решения вопросов устойчивого функционирования экосистем малых водотоков. Результаты исследований найдут применение при составлении региональных сводок по фауне Кировской области и могут быть использованы в лекционных курсах по экологии и гидробиологии в высших учебных заведениях.

Представленная к защите работа вносит вклад в изучение видового разнообразия бентосной фауны и закономерностей формирования сообществ донных беспозвоночных малых притоков крупной европейской р. Вятка. Инвентаризация фауны служит основой для общего познания структуры и динамики донных биоценозов, для обсуждения вопросов экологии и зоогеографии водных беспозвоночных на территории Средне-Волжской провинции Европейско-Центрально-Азиатской подобласти Палеархтики, согласно уточненной схеме районирования континентальных водоёмов (КП^1ОУ, 81аго1^а1;оу, 1993).

Связь работы с научно-исследовательскими программами и темами. Исследования проводились в рамках НИР ФГБУН Института биологии Коми научного центра УрО РАН. Они были составной частью комплексных работ в рамках федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации». Полученные научные данные используются в многолетнем гидробиологическом мониторинге поверхностных водных объектов в зоне защитных мероприятий комплекса объектов хранения и уничтожения химического оружия «Марадыковский». Результаты гидробиологических исследований в качестве составной части в комплексе с данными гидрологии и гидрохимии использованы для выполнения отраслевой программы по гранту Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук № МК-7588.2010.5. по теме: Миграция и распределение радионуклидов и поллютантов в компонентах природной среды в зоне влияния промышленного предприятия (на примере Кирово-Чепецкого химического комбината).

Личный вклад автора. Соискатель приняла участие в постановке цели и задач исследования, выполнила сбор, анализ и обобщение собственных и литературных материалов по теме. В 2009-2011 гг. проведены стационарно-экспедиционные работы на малых водотоках бассейна р. Вятка. В целом автором собрано и обработано 222 пробы зообентоса. Таксономической обработке подвергнуто свыше 25 тысяч экземпляров донных беспозвоночных разных систематических групп, причем фауна исследованных рек приведена в свете новых таксономических ревизий. Выполнена оценка качества вод малых рек по биоиндикационным показателям бентосных животных. Проанализированы корреляции структурных характеристик зообентоса с гидрохимическими показателями и с показателями донных отложений.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на I-V областных научно-практических конференциях молодежи «Экология родного края - проблемы и пути их решения» (Киров, 2006-2010); на II экологической Ассамблее в рамках IX Международного научно-промышленного форума «Великие реки» «Экология глазами молодежи» (Нижний Новгород, 2007); на XVI-XIX Всероссийских молодёжных конференциях «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2009-2012); на VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2009); на VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы биомониторинга в биоиндикации» (Киров, 2010); на Всероссийской конференции с международным участием «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем» (Тольятти, 2011); на IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 2012).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 17 научных работах, из них три статьи - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Объём работы составляет 226 страниц, включая 29 таблиц, 30 рисунков и 36 приложений Список цитируемой литературы содержит 144 наименования, из них 20 - на иностранных языках.

Благодарности. Автор благодарен администрации Института биологии Коми НЦ УрО РАН за создание необходимых условий при выполнении экспедиционных и лабораторных исследований, сотруднику лаборатории биомониторинга и биоиндикации Института биологии, к.т.н. Г .Я. Кантору за подготовку карто-схем района работ. Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам Отдела экологии животных Института биологии за помощь в видовой обработке отдельных групп зообентоса и сотрудникам лабораторий химического анализа Регионального центра государственного экологического контроля и мониторинга по Кировской области, ВятГГУ, Института биологии Коми НЦ УрО РАН и Вятского научно-технического информационного центра мониторинга и природопользования за любезно предоставленные результаты анализов гидрохимических проб. Автор считает приятным долгом выразить глубокую благодарность старшему научному сотруднику лаборатории биомониторинга и биотестирования Регионального центра государственного экологического контроля и мониторинга по Кировской области, к.б.н. Т.И. Кочуровой за помощь при сборе гидробиологического материала, за проверку видовых определений групп беспозвоночных, выполненных автором диссертации, и научному руководителю - ведущему научному сотруднику Института биологии Коми НЦ УрО РАН, д.б.н. В.Н. Шубиной за научное редактирование диссертационной работы, за консультации, ценные советы и замечания при ее подготовке.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗООБЕНТОСА МАЛЫХ РАВНИННЫХ РЕК ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА (литературный обзор)

Термин «малая река» широко используется в научной и популярной литературе, однако до сих пор нет его чёткого определения. Существует несколько классификаций малых рек, большинство из которых опирается на какой-либо из гидрометрических критериев: длину, площадь водосбора и т.д. (ГОСТ 19179-73; Малые..., 1988). Так, например, по одной из классификаций малыми считаются реки с площадью водосбора менее 2 тыс. км (Чеботарёв, 1970), по другой - за основу берут длину реки менее 100 км. Иногда к малым относят реки длиной от 10 до 200 км и площадью водосбора 1-10 тыс. км2 (Черняев и др., 1995; Биоиндикация..., 2007). В.А. Яковлев (2005а) с учётом длины реки и площади водосбора предлагает считать

л

малыми реки длиной до 250 км, с площадью водосбора до 10 тыс. км . Мы придерживаемся мнения A.M. Черняева с соавторами (1995) и исследованные нами реки, имеющие длину 13-104 км и площадь водосбора 26.2-1120.0 км , отнесены к малым водотокам.

Малые реки наиболее многочисленны среди водных объектов Волжского бассейна. Состояние малых рек - важнейший фактор изменения экологической ситуации в пределах крупных территорий, к которым относится и бассейн р. Волга, насчитывающий более 150 тыс. водотоков -рек и речек длиной менее 200 км, что составляет около 99.9 % общего числа водотоков речной сети. Это обусловливает их особую роль в структуре природных ландшафтов и экологическом состоянии крупных территорий, связанную с биоразнообразием речных долин, их высокой продуктивностью, устойчивостью и способностью к автономному существованию (Биоиндикация..., 2007). Изучение экосистем малых водотоков необходимо для практики и для создания общей теории функционирования экологических систем. При изучении малых водотоков приоткрываются фундаментальные вопросы экологии и гидробиологии, расширяются наши представления о биоразнообразии и биоресурсном потенциале водотоков,

накапливается необходимое количество материала для выявления основных подходов к оценке качества их вод. На примере основных биоресурсов рек (водной растительности, зоопланктона, зообентоса и др.) показано влияние естественных ключевых факторов среды (типа грунта, скорости течения, глубины и др.) и антропогенного фактора на химический и биологический режимы малых водотоков, проводятся исследования речных донных сообществ различных регионов и предлагаются методы оценки качества воды (Зинченко, Попченко, 1991; Зинченко, 1994; Розенберг, Краснощеков, 1996; Экологическое..., 1997; Баканов, 1998, 2000; Афанасьев, 2001; Биоиндикация..., 2007; и др.).

Учитывая важное место, которое занимают малые реки в задачах оздоровления экологического состояния крупных рек, в последние годы наиболее последовательно и успешно проводятся их гидробиологические исследования в Волжском бассейне - на территориях Ярославской (Баканов и др., 2001; Жгарева, 2001; Экосистема..., 2007; Воробьева, Семерной, 2011; и др.) и Самарской областей (Головатюк и др., 2001а, 20016; Биоиндикация..., 2007). При биологическом анализе качества вод различных типов водоемов, в том числе и малых рек, степень загрязнения наиболее надежно отражают донные организмы и их сообществ