Мониторинг бентоса предгорной зоны реки Терек в условиях антропогенного воздействия

Катаев, Станислав Вячеславович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Мониторинг бентоса предгорной зоны реки Терек в условиях антропогенного воздействия
ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Мониторинг бентоса предгорной зоны реки Терек в условиях антропогенного воздействия"

На правах рукописи

Катаев Станислав Вячеславович

МОНИТОРИНГ БЕНТОСА ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ РЕКИ ТЕРЕК В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 03.02.14 - биоресурсы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

7 но;! ¿013

Владикавказ-2013

005537099

Работа выполнена на кафедре зоологии ФГБОУ ВПО «Северо-Осе-тинский государственный университет имени К. Л. Хетагурова»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Черчесова Сусанна Константиновна, доктор биологических наук, профессор кафедры зоологии ФГБОУ ВПО «Северо-Осетин-ский государственный университет имени К. Л. Хетагурова»

Дзуев Руслан Исмагилович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой общей биологии, экологии и природопользования ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова»

Синиченкова Нина Дмитриевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Палеонтологический институт имени А. А. Борисяка» РАН

ФГБУН «Институт биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина» РАН

Защита диссертации состоится » ноября 2013 г. в Л Л ч. на заседании диссертационного совета Д 220.023.04 при ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» по адресу: 362040, РСО-Ала-ния, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37, Горский ГАУ, зал заседаний диссертационного совета. Тел./факс: (8672) 53-99-26; E-mail: ggaubiores@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», с авторефератом на официальном сайте www.gorskigau.ru

Текст объявления о защите диссертации и автореферат диссертации отправлены в Минобрнауки РФ по адресу: référât vak@mon.gov.ru «20, » октября 2013 г.

Автореферат диссертации разослан « 2 ^ » октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент 0 —С. А. Гревцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обитатели дна, в частности зообентос, служат уникальным модельным объектом, удовлетворяющим всем требованиям комплексного подхода в биологическом мониторинге водных экосистем. Они широко используются для биологической индикации влияния негативных антропогенных факторов на качество водной среды (Абакумов, 1992). В связи с этим, всестороннее изучение биологических ресурсов водоемов, как в настоящее время, так и в ближайшей перспективе, приобретает огромное значение. Развитие биологического мониторинга, как основного направления контроля водной среды и получения объективных и сравнимых данных, характеризующих состояние водных экосистем в отношении их структуры (видовой состав, численность, биомасса и распространение) и функций (динамика установленных показателей), будет актуальным ближайшие сто лет (Соколов и др., 1983; Соколов и др., 1997). В то же время далеко не равномерно в Российской Федерации собраны какие-либо полноценные данные по бентосным сообществам различных речных бассейнов, что не дает возможности создания единой системы биомониторинга качества поверхностных вод. Данное положение в полной мере относится и к бассейну реки Терек.

Следует отметить, что на Северном Кавказе внедрение биомониторинга и биоиндикации началось сравнительно недавно (Хатухов, Якимов, 2002; Шиолашвили, 2012; Якимов и др., 2012). Этому послужило создание гидробиологического направления, объединившего сотрудников КБГУ, КалмГУ, ФГБУ «Запкаспрыбвод», АГУ и СОГУ.

Река Терек - одна из трех крупных бассейнообразующих водных артерий Северного Кавказа (Панов, 1971; Лурье, 2002), протекающей транзитом через 5 субъектов Российской Федерации - Республику Северная Осетия-Алания, Кабардино-Балкарскую Республику, Республику Ингушетия, Чеченскую Республику и Республику Дагестан. Воды терского бассейна играют важную роль в питьевом водоснабжении населения, производстве сельскохозяйственной продукции и электроэнергии, в сфере жилищно-коммунального хозяйства, промышленности, рекреационной индустрии и иных отраслях народного хозяйства. Вне всякого сомнения, человек оказывает на поверхностные воды Терека существенное негативное влияние. В то же время до сих пор не существует полноценной картины степени негативного антропогенного влияния на реку Терек. С одной стороны, это связано с недостаточной изученностью водных животных, обитающих в бассейне Терека, с другой, - не разработанностью индикаторной значимости уже выявленных видов бентосных организмов, с третьей стороны, - отсутствуют какие-либо сведения о размещении спиртопроизводящих производств - основных источников загрязнения поверхностных вод бассейна реки Терек на современном этапе. Именно это обстоятельство и послужило в выборе темы и постановке задач исследования.

Цель исследования - изучить влияние деятельности спиртопроизводящих производств - одного из самых негативных антропогенных воздействий, на видовой состав, структуру, плотность и распределение макро- и мезобе-нтоса в бассейне реки Терек. Для раскрытия поставленной цели решались следующие задачи:

- проанализировать литературу, освещающую вопросы исследования бентофауны Северного Кавказа и сопредельных территорий;

- установить видовой состав зообентоса бассейна реки Терек в верхнем и среднем его течении;

- проанализировать основные бентосные сообщества для различных зон загрязнения;

- выявить территориальное размещение источников загрязнения поверхностных вод бассейна реки Терек на территории PCO-Алания и Кабардино-Балкарии;

- определить степень негативного воздействия спиртопроизводящих предприятий КБР и РСО-Алания на особенности состав, структуру и распределения зообентоса;

- оценить качество поверхностных вод в различных реках верхнего и среднего течения реки Терек в пределах КБР и РСО-Алания.

Научная новизна. На основе многолетних мониторинговых наблюдений впервые обозначены основные бентосные сообщества, характерные для той или иной зоны органического загрязнения. Впервые предложено районирование речной сети по основным систематическим группам и биоценозам ги-дробионтов для дальнейшего развития экомониторинга бассейна реки Терек. Представленный перечень видов бентосных организмов составит основу для совершенствования методов контроля над состоянием окружающей природной среды в данном регионе. Установлено, что причиной деградации биоценозов горных рек двух республик Северного Кавказа, является результат бесконтрольной хозяйственной деятельности жителей многочисленных поселений по берегам рек, речек и ручьев. На основе проведенного исследования показано, что практически всегда отходы спиртопроизводства сбрасываются непосредственно в реки. На основании биомониторинговых исследований установлено, что качество поверхностных вод исследуемого региона находится в прямой зависимости от деятельности спиртопроизводящих предприятий, сброс отходов последних приводит к появлению «мертвых зон», и полному уничтожению оксифильной литореофильной фауны.

Теоретическая и практическая ценность работы. Данные по донной фауне и ее изменения под воздействием органического загрязнения спиртопроизводящих предприятий весьма показательны при проведении мониторинга и являются основой для прогнозирования экологического состояния бассейна реки Терек. Приведенные в работе сведения по бентофауне - существенный вклад в развитие мониторинговых исследований в пределах Северо-Кавказского региона. Изученные основные бентосные сообщества позволяют четко диагностировать источники загрязнения и степень их негативного воздействия. Также, полученные результаты могут быть использованы в природоохранных мероприятиях, в частности при расчете экономического ущерба при ухудшении условий обитания гидробионтов в результате органического загрязнения. Одним из основных практических результатов исследования, позволяющим организовать мониторинг, является карта источников загрязнения поверхностных вод бассейна реки Терек, которая послужит основой для

практической работы с административными структурами, ответственными за состояние окружающей природной среды и имеющими властные полномочия в вопросах контроля над экологической безопасностью в организации производства.

Материалы исследований используются на лекционных и практических занятиях по гидробиологии, экологии и энтомологии, а также при подготовке курсовых и квалификационных работ студентов и магистров кафедры зоологии СОГУ.

Основные вопросы, выносимые на защиту:

1. В составе зообентоса доминирует класс насекомые (Insecta), составляющий в общей массе сборов 89,87%, малощетинковые черви - 3,79%, пиявки -2,53%, мшанки, планарии и ракообразные - по 1,27% каждый.

2. Предложенная карта территориального размещения источников загрязнения поверхностных вод бассейна р. Терек, является основой экологического мониторинга наиболее уязвимых участков исследуемого бассейна, с целью организации контроля экологической безопасности производства.

3. Районирование речной сети по основным индикаторным видам водных беспозвоночных позволило выделить три района: ксено-олигосапроб-ный; олиго-беттамезосапробный; альфамезосапробный - полисапробный.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены: на IV Всероссийском симпозиуме по амфибиотическим и водным насекомым и X Трихоптерологический симпозиуме «Проблемы водной энтомологии России и сопредельных стран» (Владикавказ, 2010); Всероссийской конференции, посвященной 80-летию профессора А. Г. Юсуфова (Махачкала, 2010); V Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран» (Владикавказ, 2011); V Международной конференции молодых ученых «Биоразнообразие. Экология. Адаптация. Эволюция.», посвященной 160-летию со дня рождения проф. Ф.Н. Каменского (Одесса, 2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем» (Тольятти, 2011); Международной научной конференции «Биологическое разнообразие и проблемы охраны фауны Кавказа» (Ереван, 2011); XI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Николаев, 2011); V Международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук (Москва, 2012); XIV International Symposium on Trichoptera (Vladivostok, 2012); XIV съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2012); VI Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран» (Владикавказ, 2012); IV Международной конференции «Горные экосистемы и их компоненты», посвященной 80-летию основателя ИЭГТ КБНЦ РАН чл.-корр. РАН А. К. Темботова и 80-летию Абхазского государственного университета

(Нальчик, 2012); X Трихоптерологическом симпозиуме, посвященном 50-летию научно-педагогической деятельности д.б.н., профессора И. И. Корноухо-вой (Владикавказ, 2013).

Личный вклад автора. Автор лично участвовал во всех экспедициях по сбору полевого материала, в экспериментальной работе, проведении камеральной обработки, интерпретации и оформлении полученных данных. Все фотографии сделаны автором.

Структура работы. Диссертация изложена на 192 страницах компьютерного текста (Microsoft Word) и включает введение, обзор литературы по изучаемой теме, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, обсуждение полученных результатов, заключения, выводы, список используемой литературы и приложения. Работа иллюстрирована 21 рисунком, 36 фотографиями (в тексте) и 10 таблицами, приложения включают 93 фотографии. Список литературы включает 143 источника, в том числе 7 - зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. История изучения бентофауны Северного Кавказа и прилежащих территорий (обзор литературы)

В данной главе представлен анализ литературы, посвященной исследованию гидрофауны водоемов и водотоков Северного Кавказа, а также вопросам биологического мониторинга и биологической индикации водоемов Юга России и сопредельных территорий.

Обзор литературы включает результаты биоиндикационной оценки степени органического загрязнения поверхностных вод бассейна Терека, полученные как самим автором диссертационного исследования (Катаев и др., 2010; Катаев и др., 2011; Катаев и др., 2012), так и предшественниками за период 2002-2013 гг. (Корноухова, 2002; Черчесова, 2004; Хатухов, Якимов, 2005-2009 и др.).

Глава 2. Условия и методы проведения биомониторинговых исследований

2.1. Физико-географическая характеристика реки Терек

В главе представлены общие физико-географические сведения, полученные при анализе краеведческой литературы по Кавказу, РСО-Алания и Кабардино-Балкарии в частности (Гвоздецкий, 1975; Донцов, Цогоев, 2001; Керефов, Фиапшев, 1977; Лурье, 2002; Панов, 1971,1977; Руденко и др., 1991; Темботов, Шхашамишев, 1984; Шахмурзов, 1994; 2010 и др.).

2.2. Материал и методика исследований

Материалом для диссертационной работы послужили специальные гидрологические наблюдения и гидробиологические сборы, произведенные в 2009-2013 г. на реках северных склонов Центрального Кавказа в пределах Кабардино-Балкарии и Северной Осетии. Кроме того, использованы материалы, полученные в разные годы (2002-2010 гг.) по верхнему и среднему течению реки Терек и его притокам, хранящиеся в коллекционном фонде КБРО ФГБУ «Запкаспрыбвод» (г. Нальчик). Всего гидробиологическими сборами на территории КБР и РСО-Алания было охвачено 62 постоянных и 46 временных створов (станций).

Гидробиологические сборы и наблюдения велись общепринятыми методами (Абакумов, 1992; Бродский, 1936; Горидченко, 1994; ГОСТ 17.1.3.07-82; Жадин, 1949-1959; Липин, 1950; Мордухай-Болтовский, 1975; Фомин, 2000). Идентификация водных беспозвоночных животных проводились с использованием соответствующих справочных пособий и определителей (Мартынов, 1952; Лепнева, 1968; Лукин, 1976; 1977; Цалолихин, 1994-2001 и др.). Для количественного учета гидробионтов на каменисто-галечном грунте использован бентометр Садовского (1948) (пробоотборник цилиндрический, ISO 8265), наиболее хорошо зарекомендовавший себя при отборе количественных и качественных проб донных беспозвоночных (макрозообентоса) при биологическом мониторинге горных рек Кавказа и гидробиологическом анализе качества вод малых рек (ГОСТ 17.1.3.07-82; ISO 7828). (Бентометр Садовского используется гидробиологами в КБР, АГУ и нашей республике, что позволяет получать сопоставимые данные.) Площадь захвата бентометра Садовского 0,07 м2 (или около 1/15 м2). Для получения более достоверной информации отбирались трехкратные пробы (1/5 м2).

Текст диссертационной работы сопровождается оригинальными фотографиями (створы, или станции, мест исследования, объекты загрязнения, водные беспозвоночные), изготовленными при помощи цифровых фотокамер Samsung S630 и FUJIFILM Finepix L55. Для некоторых створов определены координаты при помощи GPS-навигаторов.

Всего из реки Терек и ее притоков в зоне исследования было собрано 374 количественных и качественных гидробиологических проб. Также было просмотрено 658 проб из фондов КБРО ФГБУ «Запкаспрыбвод». Таксономическому анализу было подвергнуто около 942 единиц хранения, содержащих более 12,5 тысяч различных гидробионтов. Таксономическая структура материала приведена в табл. 1. По количеству видов преобладают насекомые (89,9% от общего числа видовых форм). В то же время в местах органического загрязнения по количеству экземпляров преобладали олигохеты. Процентное соотношение представителей зообентоса и отрядов в классе насекомых (Insecta) для верхнего и среднего течения р. Терек представлены на рис. 1,2 (диаграммы 1а,б)

Диаграмма la

■ мшанки Ипланарии ■ малощетинковые ■ пиявки ■ ракообразные ■ насекомые

Рис. 1. Процентное соотношение представителей зообентоса верхнего и среднего течения р. Терек: насекомые - 89,87%, малощетинковые черви - 3,79%, пиявки-2,53%, мшанки, планарии и ракообразные - по 1,27% каждый.

4,23%

56,34%

Диаграмма 16

,15,49%

7,04%

1,41%

14,08%

1,41%

lOdonata «Ephemeroptera я piecoptera ■ Heteroptera ■ Trichoptera «Coleóptera «Díptera

Рис. 2. Процентное соотношение отрядов в классе насекомых (Insecta) верхнего и среднего течения р. Терек: Díptera - 56,34%, Trichoptera - 14,08%, Ephemeroptera - 15,49%, Piecoptera - 7,04%, Odonata-4,23%, Coleóptera - 1,41%, Heteroptera-1,41%.

Таблица 1

Таксономическая структура бентоса ледниковых рек и родниковых речек верхнего и среднего течения Терека

Таксономический ранг Количество видов % от общего числа видов

I. Мшанки (Biyozou) 1 1,27

II. Планарии (Turbellaría) 1 1,27

III. Малощепшнковые черен (Oligochaeta) 3 3,79

IV. Пиявки (Hirudiiiea) 2 2,53

V. Ракообразные (Crustacea) 1 1.27

VI. Насекомые (Insecta) 71 89,87

1. Стрекозы (Odonata) 3 3,8

2. Поденки (Ephemeroptera) 11 13,92

3. Веснянки (Plecoptera) 5 6,33

4. Водные клопы (Heineroptera) 1 1,27

5. Ручейники (Trichoptera) 10 12,66

6. Водные жуки (Coleóptera) 1 1,27

7. Двукрылые (Díptera) 40 50,63

Итого 79 100

Камеральная обработка проб производилась в лабораторных условиях.

Исходя из полученных данных, рассчитывались: индекс сапробности (степень органического загрязнения воды): олигохетный индекс (доля олиго-хет в пробе зообентоса).

Взвешивание организмов производилось «¡п \-ivo» на торсионных весах ВТ-100 и ВТ-500 (с погрешностью ± 0.05 мг). Определенные и взвешенные образцы фиксировались в 4%-м растворе формалина и 70°-м растворе этилового спирта. Этикетирование материала производилось согласно общепринятым требованиям.

Качество воды в водоеме определялось методом биоиндикации Пантле и Бука в модификации Сладечека (БЫесЬек. 1966: Константинов. 1979: Горпд-ченко, 1994).

Индивидуальные индексы сапробности взяты из «Временных методических указаний по гидробиологическому анализу качества вод малых рек» (Горидченко. 1994 а, б), а также других справочных пособий (Кутикова. Ста-робогатов. 1977; Хатухов. Якимов. 1999. Якимов и др.. 2012. 2013).

Таким образом, собранный нами материал еще раз подтверждает видовое обилие представителей зообентоса. среди которых доминирует класс насекомые (Тпзест). составляющий в общей массе сборов 89,87%. все остальные (планарии. олигохеты. бокоплавы, мшанки) составляют 10.13% всей массы сборов.

Эколого-систематический обзор литореофильной фауны приводится в соответствующей главе.

Глава 3. Эколого-систематический обзор основных групп бентоса реки Терек

3.1. Состав и структура бентосных сообществ

В последнее время речные экосистемы больше остальных подвергаются нарастающему негативному антропогенному влиянию. В связи с этим на основе обобщения результатов собственных многолетних исследований было решено провести районирование речной сети изучаемого региона Северного Кавказа по основным систематическим группам и биоценозам гидробионтов.

Примечательно, что биологические ресурсы ледниковых рек и родниковых ручьев в пределах северных склонов Центрального Кавказа слагаются в большей степени из ихтиофауны и зообентоса. Автохтонный (аборигенный) зоопланктон и фитопланктон в водотоках присутствует в крайне незначительных количествах в силу комплекса негативных абиотических условий - высокой скорости течения воды, экстремально низких температур в течение всего года, существенной мутности водных потоков в весенне-летний период. В связи с этим основное районирование исследуемой речной сети проводилось по мезо- и макрозообентосу.

Основные итоги многолетних гидробиологических исследований таковы. В составе зообентоса озер, прудов, ледниковых рек и родниковых ручьев северных склонов Центрального Кавказа отмечено более 650 видов гидробионтов. Однако только около 80 видов обитает непосредственно в русле ледниковых рек, родниковых речек и ручьев. Подавляющее большинство видов принадлежит амфибиотическим и водным насекомым (поденки, веснянки, хирономиды, мошки, ручейники и др.). Видовой состав установленных нами видов представлен в таблице 2.

Малка Урух Баксан Черек Чегем

Рис 3. Диаграмма процентного соотношения видов в верховьях и устье рек бассейна Терека: ряд 1 - истоки, ряд 2 - устье.

Таблица 2

Перечень и относительная численность бентосных организмов

верховий (1) и устья (2) основных рек КБР и РСО-Алания (Хатухов и др., 2006; с нашими изменениями и дополнениями)

Река, створ Малка Баксан 4ei ■»ек Чегем Урух Терек

Названия групп п видов 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

1. Hyalinena minuta Toritimi - - - - + -

2. Vugesia gonocephala (Duaes) - - о - •i + + -

3. Dero dorsalis Ferronieiv ++

4. Nuis communis (Pisnet.) ++ + - ++ ■ - - +++

5. Tubifex mbifex (O.F. Müller) ++ + + - - +++

6. Piscícola geomenv (L.l + + - + - + - + ■i

7. Herpobdella octoculata (L.) + + - + - + - + -

S. Gamm ans pules + ++ + ++ - ++ + +++ +

9. Caloptenx splcndens + ■ + - - -

10. Gomphns rulgatissimus (L.) +

11. Ophyogomplms serpentinas (Charpentiert) + - + - + - - - - -

12. Ametropus fraçilis Albarda +

IS. Baetis rhodavi Pictet + ++ + ++ + ++ + ++ ++ ++ ++

14. Baetis bakscm Soldán + - ++

15. Caenis macnira Stephens - + - + - + - - - - +

lb. Eplwmeieila ígnita Poda + + -

17. Epeorns (Caucasiron) sp. ++ - ++ - ++ - ++ - ++ + -

IS. Ecdrotnirus (Ecdvonurus) sp. - ++ + ++ + ++ + ++ + ++ +

19. Rhithwzeiia tRhithrogena) sp. + ++ + ++ + +++ + ++ + +++ +

20. Heptagenia sulfúrea Millier +

21. H. samochai Demoulin - + - + - + + ■ +

22. Oligoneuriella sp. +

23. Perla caucasica Guer. + ++ - ++ + ++ + ++ + ++ ++

24. Isoperla bithxnica Zhiltz. - - + - + - + - ++ - -

25. Taeniopteirx cancasica Zhiltz. - - + - + - - - + -

26. Amphinemura sp. + - + - + - + - +++ - ■

27. Protonemiira sp. ++ - +++ ++ ■ ++ + +

2S. Rliracopliila forcipnlata Mart. +

29. Rh. snbowta Mart. + + ++ +

30. Rh. toirentiiim F.J. Pictet - - ++

31. Psxchomia pnsilla Fabr. +

32. Plectrocneiiiia latissima Mart. - +

j 5. Hxdropsyche angustipennis Curt. - ++ - ++ - ++ - ++ - + ++

34. H. instabilis Curt. + - + - + - + + ++

35. H. cotimbenwlis McL. +

36. Hvdroptila femoralis Fabr. - + - + - ++ + +

3 7. Divstts caucasiens Himer ++ - +++ - ++ - ++ - + - -

38. Grriniis distinctus Atibe - + - - + + - + - ++ -

39. Prosimulium proneritshae Rubior - - + - - - + - - - -

40. Metacnephia nigra Macquart - - ++ - - + - - - -

41. Schoenbaueria subpussila (Rubzov) - - + - - - ++ - - - -

42. Montisimulium montium (Rubzov) - - + - + - + - + - -

43. Slmulium variegatum Meisen - - + - - - ++ - - - -

44. S. montícola Friederichs - -H- - ++ - ++ +++ - -

45. S. ornatum Rubzov - + +

46. S. caucasicum Rubzov - -H- - ++ - ++ - ++ - + ++

41. Wilchelmia pseudequina Meisen - ? - + - ++ - + - 7 +

48. Oxvcera pardalina Meieen - - - - - - ++ -

49. Atherix ibis (F.) - ++ - ++ ++ ++ ++ ++

50. Dixa frizzii (Contini) - + - - + - - - -

51. Diamesa insignipes Kieffer ++ +++ - +++ - ++ - ++ +

52. Eukiefferiella jp. l.roübi - - +++ - ++ - - - - -

53. Eukiefferiella sp. 2. равнина - - - ++ - ++ - _ - -

54. Orthocladius rivicola Kieffer - - ++ + ++ + - - + + -

55. 0. rivulorum Kieffer - ++ - ++ + ++ -

56. Crvcotopus sp. - ++ ++ - ++

57. Sindiamesa sp.

58. Micropsectra recúrvala Goetghebuer - - + ++ - ++

59. Chironomus sp. - + - - - + - - - ++

60. Endochironomus stackelbergi Goetghebuer - + - - - + - - - - +++

61. Blepharicerafasciata (Westwood) - - - - - + - + - + -

62. Liponeura decipiens Bezzii - - ++ - - + - - -

63. Liponeura cinerascens Loew - - + - - + - - -

64. Asvistomyia elegans Bigot - - + - - ++ - - -

65. Dicranota sp. - - - - + - -

66. Dicranota bimaculata (Schummel) ++ - ++ - ++ - ++ - ++ - -

67. Hexatoma bicolor (Meigen) - + + ++ + - - -

68. Hexatoma fiiscipennis (Curtis) + - 7 - 7 + 7 + 7 -

69. Wiedemannia lamellata (Loew) ++ - +++ - ++ - ++ - ++ - -

70. Hemerodromia sp.

71. Chrysopilus sp.

72. Típula obscuriventris Strobl 7 - ? - ++ - 7 - - -

73. T. lateralis Meigen 7 - 9 + - + - -

74. T. caesia Schummel 7 + -

75. T. pierrei Tonnoir ++ - ++ - ? - 7 - 7 - -

76. T. montium Esser - ? - + - 7 - ++ -

77. T.sp. + + - 7 ? - 7 - -

78. Tabanus cordiger Meigen ? - - - 7 - - + + -

79. T. unifasciatus Loew - - - - ? - + - + 7 -

Примечание: 1 - верховье реки, 2 - устье; — вид не отмечен, + - редок, ++ - обычен, -Н-+—массовый (фоновый вид),? - возможное обитание.

Анализ распределения видов в верховьях и устье рек позволяет сделать вывод, что верховья рек отличаются достаточно высоким видовым разнообразием, здесь обитает окси-литореофильная фауна, которая в устье исследуемых нами рек замещается более неприхотливой группой организмов, и, несмотря на явное увеличение видового состава в биоценозах ряда рек (Малка, Черек) - качество среды обитания не соответствует нормам чистоты, с эталонным литореофильным комплексом. Смена ксенобионтов мезосапроб-ной фауной, ведет к снижению видового состава требовательных к чистоте организмов.

Диаграмма процентного соотношения видов в верховьях и устье рек представлена на рис. 3.

Динамика изменения состава и плотности зообентоса отдельных рек по створам приведена в соответствующем разделе.

3.2. Динамика состава и плотности бентоса по створам исследуемых рек бассейна Терека

В настоящей главе приводятся данные сезонной динамики состава и плотности водных беспозвоночных по створам исследуемых рек. Согласно принятой Классификации внутренних водоемов России, для каждой реки приведен цифровой код.

Река Терек, 07.02.00.003

Из установленных 7 створов наиболее «чистым» является 1-й (с. Редант). Бентосные организмы представлены здесь олигосапробной фауной (ручейники семейства Ш1уасорЫПс1ае, ^оззоБотаМае, поденки Нер1а§еппс1ае, двукрылые В1ер11агосепс1ае), которые выпадают из состава фауны ниже по течению. Плотность бентоса достигает 900-1500 экз./м2. Динамика сапробности воды в реке Терек в окрестностях с. Редант представлена на рис. 4.

Рис.4. Динамика сапробности воды в р. Терек согласно гидробиологическим показателям за 2012 г. (район Реданта)

Наиболее загрязненным является створ 3 (с. Алханчурт): берег превращен в мусорную свалку. Выше по течению идет сброс барды со спиртового завода «Престиж» и других спиртовых заводов расположенных на территории селения Михайловского: камни на этом участке покрыты светло-коричневым налетом, который свисает с камней в виде обильной бахромы, цвет воды -бежевый, ощущается запах барды и гниения - бентос отсутствует полностью.

Створы 2, 4, 5-7-й - характеризуются как умеренно загрязненные, гидробиологические параметры (таблица 3) приводятся нами на примере пограничного створа 5 (вход КБР с РСО-Алания). расположенного в окрестности с. Плановское. 470км от устья, сш 43°24'; вд 44°10\

Состав: бентофауна представлена олигохетами Nais sp.. Tubifex sp. и Linmodrilus sp., бокоплавами Gammarus sp.. личинками поденок Baetis sp. и Heptagenia sp.. веснянок Paragnetina sp.. ручейников Hydropsyche sp.. двукрылых Tipula sp.. Brilla sp.. Endochironomns sp.

Таблица 3

Некоторые гидробиологические параметры на пятом створе р. Терек в 2012 г.

Параметр Квартал Численность, ЭК'3./М: Биомасса, г/м: Олигохетный индекс, % Сапробность

I 146-2105* 0,25-11,35 42-47 2,2: ß-мезосапробные

II 105** 0,83 ii 2,0: ß-мезосапробные

III 345 2,47 10,5 1,95; ß-мезосапробные

IV 985 2,98 17,6 2,15: ß-мезосапробные

* (численность мелких олигохет доходит до десятков и сотен тысяч)

** отобрано несколько проб на створе

Сапробность (рис. 5): За период исследований 2012 г. воды на указанном створе - умеренно загрязненные, класс III (ß-мезосапробные). Слизь на камнях имеется. Гнилостный запах слабый.

2,2 2,1 2 1,9

1,8

1 КБ 2 кв 3 кв 4 кв

Рис. 5. Динамика сапробности воды в р. Терек согласно гидробиологическим показателям за 2012 г. (с. Плановское)

2,2 i

I Ряд1

Река Урух, 07.02.00.003

Река Урух остается самой чистой водной артерией нашей республики -класс качества воды на всем ее протяжении высокий (1-II классы - чистейшие и чистые воды).

На реке установлено 3 створа: 1й створ (фоновый, верхнее течение), окрестности с. Хазнидон, 49 км, сш 43°16' вд 43°30'; 2й створ (пограничный), окрестности с. Старый Урух, 24 км, сш 43°24' вд 44°10'; Зй створ (устье), окрестности ст. Александровская, 1 км, сш 43°16' вд 44°02'. Зообентос представлен: Gammarus sp„ Perla sp., Isoperla sp., Protonemura sp., Amphinemura sp., Brachyptera sp., Taeniopteryx sp., Baetis rhodani, Epeorus sp., Ecdyonurus sp., Rhithrogena sp., Hydropsyche sp., Rhyacophila sp., Drusus sp., Tipula sp., Tabanus sp., Hexatoma sp., Wiedemannia sp., Blepharicera sp., Oxycera sp., Diamesa sp., Orthocladius sp., Eukiefferiella sp. Динамика сапробности воды Урух на 3-х установленных нами створах представлена на рис. 6.

Рис. 6. Динамика сапробности воды р. Урух на 3-х створах, согласно гидробиологическим показателям за 2012 г.

Таким образом, нами в ходе исследований подтверждено, что качество поверхностных вод бассейна, сохраняет ранее выявленные закономерности, которые проявляются в изменении физико-географических условий в связи высотой местности, а также с учетом характера и степени антропогенного воздействия (Хатухов и др., 2009; Шиолошвили, 2012 и др.).

Глава 4. Деятельность спиртопроизводящих предприятий как объект негативного влияния на бентосные сообщества рек бассейна Терека

4.1. Технология производства спирта

Сведения о технологии производства спирта составлены в основном с использованием литературных источников (Глинка, 1978; Технология производства спирта, 2001 и др.), раскрывающих вопросы технологии производства этилового спирта из различного сырья.

В КБР и PCO-Алания технология производства спирта соблюдается только до процессов дистилляции. Далее полученная барда, в лучшем случае, раздается населению для корма скота. Чаше фугат и остывшая барда сбрасывается в реки и ручьи, нанося значительный ущерб природе региона.

4.2. Характеристика основных спиртозаводов КБР и PCO-Алания и оценка их негативного воздействия на водные биологические ресурсы Терека

Установлено, что на территории Кабардино-Балкарин и РСО-Алання на сегодня функционирует около 35 спиртопроизводящих предприятий, которые. несмотря на частые перерывы в работе (ог месяца до года) продолжают оказывать свою негативную деятельность, нанося ущерб биоресурсам рек КБР и PCO-Алания. На фоне сннжения негативного воздействия других производств роль этих предприятий в загрязнении рек КБР и РСО-Алания становится доминирующей.

В диссертации приведены сведения о самих спнртозаводах и характере их негативного воздействия. Описания заводов в работе сопровождаются оригинальными фотографиями. Составлена схема размещения спиртозаводов на территории двух республик (рис. 7).

:ГЛЯГШ!011Ьи5ИЙ|

ЧЕЧНЯ

Чегем°"_- НарлЛала Дрик ни?цн

Кенже° ^Нальчик а

Л) , Черек-°Лсьгансу / \ & Старый Лесквн6 KoHfcoMomotföe0 >ь ' 0Раздзог \ ° -Р О °3аманкул урих*" * Эльхотоео

^,-hapr-Kö«? ^W*

/ ^овьйБагаксжргь^Зилга

f ' ° Читала Араон0 '

Г -Калу, . НЫка»;, Нарт :

/ ---* Алагирэ I ■ ; О***

! Л Хагалвон° .Дзаарикау ^¿«ЙИК

( к \ «

®Малгобек Горагорск0 'Пседах

„ t. ИНГУШЕТИЯ

Верхние

„Ачалуки .г р , 6 гт О важоникицзевская0

Кара^"„ЯщЬрка Назрань '

' \ ЛХ!£ i ■тАшки-

^ Кашкатауо

Бабугенг^ .О.-' Ж'емтаяа'

о Дунга

[ерхний Риагдон

Харисджин

Шови*

ЮЖНАЯ

44 ОСЕТИЯ

СЕВЕРНАЯ ОСЕТИЯ - АЛАНИЯ

—«»- /7ц

Солаатская *ЕлбаШ> "Щ

Советское« «прохладный %, °Черноярская . i \ч

Рис. 7. Схема размещения спиртозаводов КБР и РСО-Алания (топографическая основа: www.maps.at.ua)

4.3. Размещение индикаторных видов водных беспозвоночных бассейна реки Терек в условиях антропогенного влияния

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

Практически с начала третьего тысячелетия доминирующую роль в загрязнении поверхностных вод бассейна реки Терек в пределах Кабардино-Балкарии и РСО-Алания, наряду с вышедшими из строя очистными сооружениями Муниципальных унитарных предприятий жилищно-коммунального хозяйства (МУП ЖКХ; МУП «Водоканал), играют спиртопроизводящие производства. Неочищенные и слабоочищенные стоки данных предприятий значительно изменяют качественные свойства речной воды.

Ниже сбросов спиртодрожжевых предприятий по рекам наблюдается изменение физических и химических свойств воды, выраженное в высоких концентрациях ядовитых веществ (нитратов, нитритов, фосфатов и др.), наличии гнилостного запаха барды и фугата (побочных продуктов спиртопроизводя-щих предприятий), слизистых хлопьев в толще воды, обильного бактериального и слизистого налета на камнях, нехарактерных для горных рек.

Необходимо указать, что проблема загрязнения рек спиртодрожжевыми предприятиями появилась не сегодня. Уполномоченные органы по охране окружающей среды в рамках предоставленных полномочий принимают усилия по решению данного вопроса, но, к сожалению, безрезультатно. Представляется, что причина продолжающегося издевательства над природой заключается не в отсутствии материально-финансовых средств, необходимых для установки соответствующего оборудования, а в откровенном игнорировании руководителями предприятий отрасли требований действующего законодательства и предпочтении сиюминутных материальных выгод общему экологическому благополучию республики и региона в целом.

В ходе выполнения диссертационной работы мы попытались провести районирование исследуемой территории (рис. 8) по степени антропогенного загрязнения.

Выяснилось, что в высотном аспекте реки с ледниковым питанием (Терек, Малка, Баксан, Черек-Хуламский и Черек-Балкарский, Чегем, Урсдон, Ардон, Хазнидон и др.) четко подразделяются на 2 района:

- ксено-олигосапробный (ЕреошБ ер. - Огивив зр. - ЯИуасорЫк Бр.), (в пределах высот от ледников и снежников до 500-600 м над у.м.); - олиго-бе-тамезосапробный (Шийк^епа яр. - Есс1уопиш5 зр. - Вае^ ер. - Нус^орвусИе ер.), (от 500-600 м над у.м. до 200-300 м над у.м.).

Исследованный нами участок реки Терек ниже г. Владикавказ, реки системы Золка (КБР) следует отнести к 3-му району бета-альфамезосапробному (Вае^ ер. - СаешБ Бр. - О^осИайа). При этом биомасса невелика - всего до 1,2-2,2 г/м2. Но, численность Саеп1,ч ¿р. на галечном дне в обрастании нитчатых водорослей достигает 1300-1450 экз./м2.

СЕВЕРНАЯ ОСЕТИЯ - АЛАНИЯ

Рис. 8. Районирование речной сети Центрального Предкавказья согласно территориальному размещению индикаторных видов водных беспозвоночных (картографическая подложка: www.maps.at.ua): 1 - район ксено-олигосапробный (Ереогиэ ер. - Огизив зр. - Ш1уасор1п1а ер.); 2 -район олиго-бетамезосапробный - (Ну^горвусЬе эр. ЯЫЙнч^епа эр. - Есёуопигиз ер. - Вае^в зр.); 3 - район бета-альфамезосапробный (Вае^э ер. -Саегш яр. - 01igochaeta)

Здесь же начинают доминировать олигохеты (до несколько десятков и сотен тысяч экз./м2) - нетипичный компонент горных рек, свидетельствующий о значительном загрязнении поверхностных вод.

Резюмируя вышесказанное, отметим, что в ходе проведенных исследований на территории двух республик (Кабардино-Балкария и Северная Осетия) в диапазоне высот 300-800 м над уровнем моря активно функционирует 35 спиртопроизводящих предприятий. В связи с этим, практически все реки от

равнины до низкогорья подвержены негативному влиянию от деятельности спиртозаводов, неочищенные и слабоочищенные стоки которых, ведут к существенным преобразованиям видового состава естественной кормовой базы ихтиофауны, и как следствие уничтожению рыбных ресурсов.

В ходе исследований выявлены особенности распространения зообен-тоса в бассейне р. Терек, на основании полученных данных нами впервые проведено районирование речной сети бассейна, всего выделено три района: ксено-олигосапробный, олиго-бетгамезосапробный, альфамезосапробный-полисапробный, каждый из которых характеризуется определенным набором таксонов и численностью.

В Заключении подводится общий итог, и формулируются основные выводы проведенного исследования, обосновываются некоторые направления дальнейших исследований фауны амфибиотических насекомых.

Выводы

1. В ходе исследований установлено, что в составе зообентоса бассейна Терека доминирует класс насекомые (Insecta), составляющий в общей массе сборов 89,87%, малощетинковые черви-3,79%, пиявки-2,53%, мшанки, планарии и ракообразные — по 1,27% каждый.

Соотношение отрядов в классе насекомых (Insecta) верхнего и среднего течения р. Терек следующее: Díptera - 56,34%, Trichoptera-14,08%, Ephemeroptera - 15,49%, Plecoptera-7,04%, Odonata-4,23%, Coleóptera - 1,41%, Heteroptera -1,41%.)

2. В результате проведенных исследований, на территории двух республик (КБР, РСО-А), выявлено 35 спирто производящих предприятий, сосредоточенных в диапазоне высот 300-800 м над у.м., и составлена карта территориального размещения источников загрязнения поверхностных вод бассейна р. Терек, как основа проведения экологического мониторинга наиболее уязвимых участков исследуемого бассейна.

3. Доказано, что практически все реки КБР и РСО-Алания от равнины до низкогорья подвержены негативному влиянию от деятельности спиртозаводов. Их неочищенные и слабоочищенные стоки ведут к существенному преобразованию, а зачастую уничтожению естественной кормовой базы ихтиофауны, вследствие нарушения на спиртопроизводящих предприятиях КБР и РСО-Алания производственной схемы утилизации отходов спиртового производства: фугат и барда практически всегда сбрасываются непосредственно в реки.

4. Сточные воды спиртопроизводящих предприятий снижают качество поверхностных вод Терека и его притоков с 1-Й классов («чи-

стейшие» и «чистые» воды) до III-IV классов («умеренно загрязненные» и «загрязненные» воды).

5. В бассейне реки Терек, согласно данных биомониторинговых и биоиндикационных исследований, самой чистой в пределах исследуемой территории является река Урух. Напротив, самыми загрязненными являются реки Ширка, Урвань и Камбилеевка, несущие воды IV-V классов качества («загрязненные» и «грязные»).

6. Малые реки региона со стабильными гидрологическими характеристиками на протяжении всего года (высокая прозрачность и устойчивый уровень воды, температура в пределах +9°-+14°С) и отсутствием источников сосредоточенного загрязнения сохраняют на всем своем протяжении единое сообщество донных оксифильных обитателей.

7. Районирование речной сети Центрального Кавказа и Предкавказья в аспекте антропогенного влияния согласно территориальному размещению индикаторных видов водных беспозвоночных позволило выделить три района: 1 — район ксено-олигосапробный (Epeorus sp.

- Drusus sp. - Rhyacophila sp); 2 - район олиго-беттамезосапробный (Rhithrogena sp. - Ecdyonurus sp. - Baetis sp. - Hydropsyche sp.); 3 -район альфамезосапробный - полисапробный (Baetis sp. — Caenis sp.

- Oligochaeta).

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

В рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ:

1. Катаев, C.B. Особенности абиотической среды амфибиотических насекомых бассейна Терека / С.К. Черчесова, В.О. Бясов, C.B. Катаев // Известия Горского государственного аграрного университета. — Владикавказ, 2012. -Т.49. Ч. 1-2.-С.421-423.

2. Катаев, C.B. К изучению фауны амфибиотических насекомых рек Северной Осетии / С.К. Черчесова, C.B. Катаев, В.О. Бясов //Известия Горского государственного аграрного университета. - Владикавказ, 2013. - Т. 50. 4.2. -С.314-317.

в других изданиях:

3. Kataev, S.Y. Description of the larva of Caucasian species Pontoperla katherinae Balinsky (Plecoptera, Chloroperlidae) / L.A. Zhiltzova, S.K. Cherchesova, V.O. Biasov, S.V. Kataev // Illesia: International J. of Stoneflies Research. 2010. - Vol. 6. No. 22. - P. 288-291.

4. Катаев, C.B. Веснянки (Plecoptera) в составе бентоса реки Урсдон / C.B. Катаев, В.О. Бясов // Материалы IV Всероссийского симпозиума по амфи-биотическим и водным насекомым и X трихоптерологического симпозиума: «Проблемы водной энтомологии России и сопредельных стран». - Владикавказ, 2010.-С.122-124.

5. Катаев, C.B. Амфибиотические насекомые в составе бентоса рек бассейна р. Терек / С.К. Черчесова, C.B. Катаев, В.О. Бясов // Закономерности распространения, воспроизведения и адаптаций растений и животных // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 80-летию профессора А.Г. Юсуфова. - Махачкала: ИПЦ ДГУ, 2010. - С.320-322.

6. Катаев, C.B. Биомониторинг в бассейне реки Терек / C.B. Катаев, В. О. Бясов, К.К. Цопанова // V Всероссийская научная конференция «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран». - Владикавказ, 2011.-С.115-116.

7. Катаев, C.B. Природоохранный мониторинг в бассейне реки Терек (РСО-Алания) / C.B. Катаев, В.О. Бясов, С.К. Черчесова// Всероссийская научно-практическая конференция с международным участие «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем». - Тольятти, 2011. - С.19.

8. Катаев, C.B. Мониторинг амфибиотических насекомых реки Цраудон (Северный Кавказ) / В.О. Бясов, C.B. Катаев, И.Э. Джиоева // Материалы международной научной конференции «Биологическое разнообразие и проблемы охраны фауны Кавказа». - Ереван, 2011. - С. 85-88.

9. Катаев, C.B. К вопросу изучения биоты реки Урсдон в условиях антропогенного влияния / К.К. Цопанова, В.О. Бясов, C.B. Катаев // Сб. науч. трудов «Горные регионы: XXI», посвященный 75-летию проф. Бероева Б.М. -Владикавказ, 2011.-С. 408-413.

10. Катаев, C.B. Веснянки (Plecoptera) в составе бентоса бассейна реки Терек / C.B. Катаев, В.О. Бясов, A.B. // Материалы XI Международной научно-практической конф. «Актуальные проблемы экологии». - Николаев (Украина), 2011.-С.141-143.

11. Kataev, S.V. Stoneflies (Plecoptera) in the benthos of the river Ursdon (North Ossetia, the river Terek Basin) / K.K. Tsopanova, S.V. Kataev, V.O. Byasov / Proceedings of the V-th. international Young scientists conference «Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution». - Odessa, 2011. - P. 109-110.

12. Kataev, S.V. The composition of the fauna of the caddis flies (Trichoptera) in the river Ursdon (North Ossetia) / V.O. Byasov, S.V. Kataev, I.E. Dzhioeva // XIV International Symposium on Trichoptera. - Vladivostok, 2012. - P. 10.

13. Катаев, C.B. Влияние загрязнения на состав и плотность бентоса реки Терек / Бясов В.О., Катаев C.B., Якимов A.B. // Мат. XIV съезда Русского энтомологического общества. - СПб., 2012. - С. 74.

14. Катаев, C.B. К вопросу влияния абиотических факторов на распространение амфибиотических насекомых в бассейне реки Терек / Катаев C.B.,

Черчесова С.К. // В сб.: «Региональные кадастры животного и растительного мира и Красные Книги. - Тамбов, 2012.-С. 33-38.

15. Катаев, C.B. К видовому составу амфибиотических насекомых реки Тагадон (РСО-Алания) / Бясов В.О., Катаев C.B., Черчесова С.К. // Горные экосистемы и их компоненты: Материалы IV Международной конференции, посвященной 80-летию основателя ИЭГТ КБНЦ РАН чл.-корр. РАН А.К. Тем-ботова и 80-летию Абхазского государственного университета. - Нальчик, 2012.-С. 135.

16. Катаев, C.B. Биомониторинг предгорной зоны реки Терек в условиях антропогенной нагрузки / C.B. Катаев, В.О. Бясов, И. Э. Джиоева // Материалы V Международной научно-практической конференции. - М.: Спутник+, 2012. -С.56-60.

17. Катаев, C.B. Влияние русловых преобразований на видовое разнообразие зообентоса в бассейне р. Терек / C.B. Катаев // VI Всероссийская на-учн. конференц.: «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия». - Владикавказ, 2012. - С.43-45.

18. Катаев, C.B. О бокоплаве Gammarus pulex (Linnaeus, 1758) рек и ручьев Кабардино-Балкарии (Центральное Предкавказье) / C.B. Катаев, Якимов A.B. // X Трихоптерологический симпозиум «Проблемы водной энтомологии России». - Владикавказ, 2013. - С. 127-132.

19. Kataev, S.V. То biology of the Plectrocnemia latissima Martynov, 1913 (Insecta: Trichoptera, Polycentropodidae) from the rivers and streams of Central Caucasus northern slopes (the upper and middle parts of Terek River Basin) / V.O. Biasov, S.V. Kataev, I.E., Dzioeva / Zoosymposia 6,2013, Proc. 14-th International Symposium on Trichoptera. (in press).

Подписано в печать 24.09.2013. Усл.печ.л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 63.

Отпечатано ИП Цопановой А.Ю. 362002, г. Владикавказ, пер. Павловский, 3.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Катаев, Станислав Вячеславович, Владикавказ

ФГБОУ ВПО «СЕВЕРО-ОСЕТИНСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.Л. ХЕТАГУРОВА»

На правах рукописи

Ги(и)

04201450909 'о/-л

Катаев Станислав Вячеславович

МОНИТОРИНГ БЕНТОСА ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ РЕКИ ТЕРЕК В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 03.02.14 - биоресурсы

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -доктор биологических наук, профессор Черчесова С.К.

Владикавказ 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

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

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БЕНТОФАУНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И ПРИЛЕЖАЩИХ ТЕРРИТОРИЙ (Обзор литературы)....................................................................................................................8

Глава 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

БИОМОНИТОРИНГОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..........................................24

2.1. Физико-географическая характеристика реки Терек..........................24

2.2. Материал и методика исследований..................................................................41

Глава 3. ЭКОЛОГО-СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

ОСНОВНЫХ ГРУПП БЕНТОСА РЕКИ ТЕРЕК...................... 48

3.1. Состав и структура бентосных сообществ........................... 48

3.2. Динамика состава и плотности бентоса по створам исследуемых

рек бассейна Терека................................................................ 56

Глава 4. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СПИРТОПРОИЗВОДЯЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ КАК ОБЪЕКТ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ НА БЕНТОСНЫЕ СООБЩЕСТВА РЕК БАССЕЙНА ТЕРЕКА............................................................................. 81

4.1. Технология производства спирта....................................... 81

4.2. Характеристика основных спиртозаводов КБР и РСО-Алания и оценка их негативного воздействия на водные биологические ресурсы Терека................................................................. 89

4.3. Размещение индикаторных видов водных беспозвоночных бассейна реки Терек в условиях антропогенного воздействия............ 111

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................. 118

ВЫВОДЫ........................................................................... 124

ЛИТЕРАТУРА.................................................................. 126

ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................. 142

ВВЕДЕНИЕ

отсутствуют какие-либо сведения о размещении спиртопроизводящих производств - основных источников загрязнения поверхностных вод бассейна реки Терек на современном этапе. Именно это обстоятельство и послужило в выборе темы и постановке задач исследования.

Цель исследования - изучить влияние деятельности спиртопроизводящих производств - одного из самых негативных антропогенных воздействий, на видовой состав, структуру, плотность и распределение макро- и мезобентоса в бассейне реки Терек. Для раскрытия поставленной цели решались следующие задачи:

- установить видовой состав зообентоса бассейна реки Терек в верхнем и среднем его течении;

- проанализировать основные бентосные сообщества для различных зон загрязнения;

- определить степень негативного воздействия спиртопроизводящих предприятий КБР и PCO-Алания на особенности состав, структуру и распределения зообентоса;

- оценить качество поверхностных вод в различных реках верхнего и среднего течения реки Терек в пределах КБР и PCO-Алания.

ятий, сброс отходов последних приводит к появлению «мертвых зон», и полному уничтожению оксифильной литореофильной фауны.

Теоретическая и практическая ценность работы. Данные по донной фауне и ее изменения под воздействием органического загрязнения спирто-производящих предприятий весьма показательны при проведении мониторинга и являются основой для прогнозирования экологического состояния бассейна реки Терек. Приведенные в работе сведения по бентофауне - существенный вклад в развитие мониторинговых исследований в пределах Северо-Кавказского региона. Изученные основные бентосные сообщества позволяют четко диагностировать источники загрязнения и степень их негативного воздействия. Также, полученные результаты могут быть использованы в природоохранных мероприятиях, в частности при расчете экономического ущерба при ухудшении условий обитания гидробионтов в результате органического загрязнения. Одним из основных практических результатов исследования, позволяющим организовать мониторинг, является карта источников загрязнения поверхностных вод бассейна реки Терек, которая послужит основой для практической работы с административными структурами, ответственными за состояние окружающей природной среды и имеющими властные полномочия в вопросах контроля над экологической безопасностью в организации производства.

Основные вопросы, выносимые на защиту:

1. В составе зообентоса доминирует класс насекомые (1пзес1а), составляющий в общей массе сборов 89,87%, малощетинковые черви - 3,79%, пиявки -2,53%, мшанки, планарии и ракообразные - по 1,27% каждый.

Всероссийской конференции, посвященной 80-летию профессора А.Г. Юсуфова (Махачкала, 2010); V Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран» (Владикавказ, 2011); V Международной конференции молодых ученых «Биоразнообразие. Экология. Адаптация. Эволюция.», посвященной 160-летию со дня рождения проф. Ф.Н. Каменского (Одесса,

2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экология малых рек в XXI веке: биоразнообразие, глобальные изменения и восстановление экосистем» (Тольятти, 2011); Международной научной конференции «Биологическое разнообразие и проблемы охраны фауны Кавказа» (Ереван, 2011); XI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Николаев, 2011); V Международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук (Москва, 2012); XIV International Symposium on Trichoptera (Vladivostok, 2012); XIV съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2012); VI Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран» (Владикавказ,

2012); IV Международной конференции «Горные экосистемы и их компоненты», посвященной 80-летию основателя ИЭГТ КБНЦ РАН чл.-корр. РАН А.К. Темботова и 80-летию Абхазского государственного университета (Нальчик, 2012); X Трихоптерологическом симпозиуме, посвящённом 50-летию научно-педагогической деятельности д.б.н., профессора И.И. Корноуховой.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.б.н., профессору С.К. Черчесовой, д.б.н., профессору кафедры зоологии СОГУ И.И. Корноуховой, старшему научному сотруднику лаборатории артропод ПИН РАН Сукачевой И.Д., за постоянную поддержку и существенную помощь при подготовке диссертационной работы. Особую благодарность автор выражает начальнику КБРО ФГБУ

«Запкаспрыбвод» Якимову Андрею Владимировичу за ценные советы, организацию и проведение совместных полевых исследований, и предоставленные материалы по результатам биомониторинга водоемов КБР.

Глава 1. ИСТОРИЯ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ И БИОИНДИКАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ (обзор литературы)

Данная глава построена на основе анализа специальной литературы, посвященной исследованию гидрофауны водоемов и водотоков Кавказа и прилегающих территорий, а также вопросам биологического мониторинга и биологической индикации водоемов Юга России и сопредельных территорий. В силу многочисленности работ по указанным выше проблемам нами приводятся основные статьи, охватывающие в своем изучении целые комплексы и группы живых организмов-индикаторов состояния окружающей среды.

Прежде всего, хотелось бы рассмотреть ряд публикаций, посвященных фауне водных беспозвоночных Кавказа. Несмотря на то, что в мировой практике амфибиотические насекомые (отряды Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera) изучены довольно хорошо, кавказская фауна нуждается в более детальном изучении, как в систематическом и зоогеографическом, так и биоиндикационном аспекте. Ниже мы приводим краткий исторический обзор исследования амфибиотических насекомых в указанном регионе.

Наиболее полно изученным отрядом амфибионтных насекомых Кавказа являются ручейники. К. Ламперт занимался насекомыми данного региона, но он не дал местонахождения указанных видов (Ламперт, 1900).

Специальные исследования ручейников были проведены в XX столетии. Так, A.B. Мартынов, используя свой богатый материал по ручейникам, указал для Кавказа 150 видов взрослых форм, из них для бассейна реки Терек привел 29 видов (Мартынов, 1913). Впоследствии С.Г. Лепневой, ученицей и продолжателем дела A.B. Мартынова, была предложена более подробная и полная экологическая классификация ручейников текучих вод на основе обширных исследований, проведенных ею на водоемах Верхнего Енисея. С.Г. Лепнева, изучая ручейников Кавказа, описала личинок 64 видов этих

насекомых, в том числе для бассейна реки Терек - около 24 видов (Лепнева, 1958).

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 более чем 500 водоемов Кавказа, ею было 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).

Поденки рек бассейна Терека, как и в целом Кавказа, до сих пор остаются малоизученными. В XX столетии изучением этих насекомых занималась O.A. Чернова и Н.Д. Синиченкова. В частности, характеризуя семейство Heptageniidae для Кавказского региона, O.A. Чернова отмечает, что «представители этого семейства наиболее характерны для быстротекущих водоемов этого региона. Семейство Baetidae является вторым по количеству видов после Heptageniidae. В настоящее время известно около 30 видов, относящихся к 6 родам» (Чернова, 1964). Н.Д. Синиченковой (1976) описано для Кавказа 4 новых вида Iron: I. fuscus Sinit., I. caucasicus Tsh., I. nigropilosus Sinit. и I. znojkoi Tsh. Также ею даны определительные таблицы этих видов.

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 эфемероптерофауны.

Хорошо исследованы и стрекозы Кавказского Региона (Бартенев, 1934; Кетенчиев, Харитонов, 1998). В целом, для Кавказа указывается 96 видов и форм стрекоз, населяющих в основном эфтрофные стоячие водоемы. Для речных экосистем известно не более 10 широко распространенных видов стрекоз, которые используются для оценки антропогенной трансформации

речных русел (Самонова и др., 1999).

Довольно полно изучены веснянки Кавказа. Однако большинство форм, указанных для данного региона описаны только по имаго (личиночные фазы описаны лишь для некоторых видов). До опубликования работы А.В. Мартынова (1928) с Кавказа было известно всего 8 видов веснянок. Основным материалом для А.В. Мартынова послужили сборы этих насекомых, произведенные Д.А. Тарноградским и К.К. Поповым в 1925-1928 гг. (цит. по: Миноранский, 1984) в районе между г. Орджоникидзе и с. Гвилети по Военно-Грузинской дороге. А.В. Мартынов дал обзор впервые указанных для Кавказа семейств: Nemouridae и Leuctridae, описал 17 новых видов, среди которых 13 - принадлежало семейству Nemouridae, и было отнесено к 2 родам (Protonemura и Nemoura). Позднее, в 1950 г. Балинский (Balinsky, 1950) описал с Кавказа еще 10 новых видов среди которых один, Filchneria balcarica Balin., является редким, рекомендованным для внесения в региональную

Информация о работе

Катаев, Станислав Вячеславович
кандидата биологических наук
Владикавказ, 2013
ВАК 03.02.14

Диссертация

Мониторинг бентоса предгорной зоны реки Терек в условиях антропогенного воздействия - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы