Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние гидрологического режима на зообентос горных и предгорных водотоков (руч. Контактовый, Верхняя Колыма0

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние гидрологического режима на зообентос горных и предгорных водотоков (руч. Контактовый, Верхняя Колыма0"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОШЩ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

На правах рукописи

САМОХВАЛОВ ВЛАДИМИР ЛВДШГОШЧ

ВЛИЯНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА НА ЗООЙНТОС ГОРНЫХ И ПВДГОРШХ ВОДОТСЖОВ ( РУЧ.КОНТАКТОВЫЙ, ВЕРХНЯЯ КОЛНМА)

03.00.18 - Гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1992

) > ■>

Работа выполнена в лаборатории гидробиологии Института биологических проблем Севера ДВО АН СССР. Научный руководитель:

' доктор биологических наук С.М.Лебедев

Официальные оппоненты:

^ доктор биологических наук А.С.Констактинов

кандидат биологических наук В.В.Крылов Ведущее,учреждение - Институт Глобального климата и экологии Государственного Комитета СССР по гидрометеорологии и АН СССР Защита состоится "Л7" ¿¿¿и" 3 1992 г. в " " час. на заседании специализированного совета Д.053.05.71 при Московском государственном университете по адресу: 119899, г.Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ

Автореферат разослан "(Л * ¿¿¿¿г/?7а 1992 г.

• Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

А.Г.даИТШЕВА

/1г. ' I

: ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

— Актуальность проблемы. Интенсивное освоение природных ресурсов Магаданской области и, в частности, развитие горнодобывающей промышленности повлекло за собой значительное загрязнение поверхностных вод. В результате увеличения водопотребления проншленны-ми предприятиям и гидростроительства сток многих рек и ручьев оказался зарегулированным. В таких условиях гидробиологическое исследование внутренних водоемов и водотоков приобрело особо вая-ное значение. Основное внимание необходимо было уделить разработке рациональных схем водопользования, контролю качества вод по биологический показателям и охране поверхностных вод от загрязнений, среди которых в водотоках бассейна р.Колниы преобладают промышленные стоки предприятий горнодобывающей промышленности с повышенный содержанием взвешенных и влекомых наносов. Однако, детальное изучение влияния этого вида загрязнений на водотоки было бы невозможным без данных по состоянию экосистем ручьев и рек в естественных условиях. Необходимость изучения горных и предгорных притоков р.Колымы диктуется и нуздаыи рыбного хозяйства. При этом особый интерес представляют данные по сезонной динамике численности и биомассы донных беспозвоночных животных - основной составной части кормовой базы рыб.

Несмотря на огромное теоретическое и практическое значение данные по экологии сообществ донных животных горных и предгорных водотоков и, в частности, притоков р.Колымы крайне немногочисленны. Лишь в общих чертах известны закономерности распределения организмов по профилю водотоков. Слабо исследовано влияние различных абиотических и биотических факторов на зообентос.

Цели и задачи исследования. Основной целью настоящего иссле-

дования является установление зависимостей мевду гидрологическими условиями, характером и интенсивностью руслообразовательных процессов в предгорном водотоке и структурой сообществ зообентоса. В связи с этим в работе решались следущие задачи:

1. Определялся видовой состав животного донного населения.и выделялись важнейшие факторы среды, определяющие распределение " видов по профилю водотоков.

2. Изучались факторы среда, которые определяет характер динамики численности и биомассы донных животных в течение года.

3. Исследовалась миграционная активность донного населения и определялись гидрологические условия от которое она зависит.

4. Изучалась динамика структурно-функциональных характеристик зообентоса в пределах системы плес - перекат под действием движущихся водных масс. (

5. Сравнивались сток влекомых и взвешенных наносов в естест венных ус овиях и при загрязнении водотока по их воздействие на сообщества донных беспозвоночных.

Научная новизна работа заключается преяде всего в том, что в ней впервые структурные и некоторые функциональные характеристики зообентоса связываются с характером и интенсивности) прохождения русловых процессов в водотоке. Впервые для Северо-Востока " СССР рассмотрены сезонная динамика численности и биомассы зообентоса и изменение дрифта на примере предгорного водотока. Определенный интерес представляют впервые приводимые материалы по устойчивости сообщества зообентоса в пределах излучины при менящих* ся уровнях воды в водотоке. Впервые показано, что наибольшее влияние на структуру донного населения оказывают начальные стадии паводкового процесса.

Практическая ценность. Полученные в результате проведенных

исследований материалы по экологии донных сообществ могут служить основой При исследованиях кормовой базы рыб в горных и предгорных притоках р.Колымы. Кроме того, материалы о воздействии в'эешенных и влекошх донных наносов на организмы эообентоса в естественных условиях и в экспериментах могут быть использованы при изучении последствий загрязнения водотоков промышленными стоками предприятий горнодобывающей промыаленности, определении размеров ущерба, наносимому рыбной промызленпости в результате снижения численности кормовых организмов.

Публикации и апробация работы.Основные положения, которые вошли в диссертация, докладывались п обсуздшшсь на семинарах лаборатории гидробиологии ИБПС ДВО АН СССР (Магадан, 1955 - 1590г.г.) на городской.конференция молодых ученых биологов (Магадан,1985 ), на Всесовзной научко-практаческой конференции "Комплексное экономическое н социальное развитие Магаданской области" (Ыагад2н;1980), X Всосошнои сдапознуиэ "Биологические проблемы Севера" (Магадан, 1933 г.).

По теыэ диссертации опубликовано четыре работы я четыре работы находятся в печати.

Объем и структура работа. Работа изложена на 101 странице ыа-пинопиского текста и состоит из введения, 6 глав я заключения. Список цитированной литературы включает в себя 69 источников, а тон числе 23 на иностранных языках. Диссертация содержит 17 таблиц и 15 рисунков и фотографий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Глава I. Теоретические и методические основы изучения экосастеи горныхх и предгорных водотоков.

Рассматривал биоценозы реи и речной поймы многие исследоза-

тели подчеркивают высокую мобильность структуры этих экосистем и их зависимость от гидрологических условий, интенсивности идущих руслообразовательных процессов. Особенно существенным является тот факт, что процесс руслообразования постоянно отбрасывает донные сообщества на начальные стадии развития, не давая им достигнуть клиыакткческих состояний. В этой связи одной из важнейших проблем экологического изучения водотоков является установление зависимостей между структурными характеристиками сообществ и динамикой гидрологических условий, определяющих формирование русел.

I.I. Основные проблемы, возникающие при исследовании зообен-тоса л-сосевых рек.

В настоящее время при исследованиях сообществ донных беспозвоночных горных и предгорных водотоков имеется два'основных подхода. Первый включает в себя выделение биоценозов по топическому принципу. При этом определяются важнейшие абиотические факторы среды, которые влияют на состав и распределение организмов и на этой основе виды группируются в сообщества. Обычно ввделяется один ведущий фактор, который определяет как характер распределения видов по водотоку, так и структуру сообщества донных животных в целом. На такой подходе в настоящее время основано зонирование водотоков. Для населения лососевых рек или лососевых зон рек Иллиес ( illios, 1971) предложил термин "ритрон".

Второй подход при исследовании характера распределения гидро*-бионтоЕ основан на концепции континуальности сообществ организмов в водотоках. При этом считается, что донные сообщества рек нерас,-членимы по топическим признакам и взаигно проникают друг в друга.

Основные черты ритрона лососевых рек Дальнего Востока приводятся В.Я.ЛевенидсЕыи (1975). Организмы ритрона имеют ряд морфологических приспособлений для удержании на грунте в условиях высоких

скоростей течения. Их наличие подтверждает крайне затее значение гидрологических услозий з жизни гидробионтов потока. Наряду с гидрологическими условиями огромную роль для донных животных играгт размер у устойчивость донных отложений. В этой связи больоой интерес представляет рассмотрение воздействия на зообентос руслообра-зовательных процессов, под которыми понимается морфологическое изменение русла и пойыы под действием движущихся масс воды..Суть этих процессов в непрерывной размывании берегов и дна водотоков и перемещение продуктов размыва в виде влекоиых и взвешенных наносов. 3 любой водотоке мовно выделить зоны с преобладанием участков разиы-Ба или осаздения наносов. О влиянии перемещаемых материалов русла на зообентос имеются многочисленные литературные данные. Особенно полно данный вопрос -рассыотреи при экстремальных ситуациях в водотоках - при прохождении паводков и некоторых видах антропогенных воздействий.

1.2. Материал и методика.

В зависимости от размеров камней дна пробы сообзнтоса отбирали как с помощью бентокетров, так и с отдельных камней по методу Шредера.

Наряду со сборси гидробиологических проб учитывались такие гидрологические характеристики потока как глубина, уровень воды и скорость течения. Приуроченность гидробиологических станций к гидрометрическим створам Колымской воднобалансовой станции ( КВБС ) в значительной степени облегчила контроль за данными показателями. Выбранные станции достаточно репрезентативно характеризовали гидрологические условия в руч.Контактовой и его притоках.

Количественные пробы бентоса с целью выяснения сезонной динамики численности и биомассы организмов отбирали в 1934 г. ка восьми станциях в период с 25 июня по середину сентября, то есть- практически до полного прекращения стока в руч.Контактовоы.

С целью уточнения характера распределения донных животных по профилю водотока е 1983 г. количество станций было увеличено до 17. Кроме того, количественные пробы бентоса отбирались для исследования распределения организмов в пределах излучины на плесе и перекате и при экспериментах по искусственному разрушению донного сообщества взвешенными и влекомыми наносами.

Всего материалом для данного исследования послужили результаты обработки 300 количественных проб зообентоса с общей площади более 25 ы^.

Животных, мигрирующих в водной толще, отлавливали дрифтовой ловушкой из мельничного газа £ 23 рабочей площадью 1/16 ы*". Для изучения сезонной динамики дрифта пробы отбирали ежедневно в период с 25 июня по 25 сентября. При исследовании суточной динамики интенсивности и состава дрифта было отобрано 7 серий проб, причем в дневное время пробы отбирались с интервалом в два, а в ночное -в один час. Пробы дрифта были такие отобраны с целью определения влияния гидрологического режима на миграционную активность зообентоса в пределах излучины.

Как один из показателей миграционной активности донных беспозвоночных , на плесе и перекате при разных уровнях воды определялась скорость заселения камней дна. Для этого промытые камни из основного русла ручья с определенной по методу Шредера с модификации Еадина плоиадью проекции на дно устанавливались в водотоке на одни сутки. Всего в 1988 г. было отобрано 17 таких серий проб на плесе и перекате.

Дальнейшая обработка полученных материалов проводилась по с?акдартк!гм гкдроОислсгическим методикам с применением статистического анализа. Обычно определялись средние значения полученных показателей с ошибками при 1% уровне значимости. Для определения

тесноты связи медду биологическими и гидрологическими показателями пользовались методами корреляционного анализа. Причем, когда распределение полученных данных было близким к нормальному, то применяв коэффициент корреляции (г ), а в остальных случаях-коэффациент ранговой корреляции Спирмена ( г^ );

В определении видового состава донных беспозвоночных принимали участие И.А.Засыпкина ( веснянки, поденки и ручейники ) и А.П. Норев ( олигохеты ), которым азтор выразает искреннсв благодарность Хирэнсгхзды определены о основном по личиночным стадиям по определителям Е.А.Накарченко (1585) и В.Я.Пага-ратовой (1970).

Глаза II. Фнзико-географачесиая характеристика района КВБС п гидрологические услозия руч .Контактового.

КВБС расположена о бассейна руч.Коитгктозого, притопа р.ТГглу третьего порядка, ¡га территории Тенькиксг.ого района Иагаданспог. области. С 1948 г. на станции проводится когшлзкс гидромэ?еор:;яо-гичгсклх набдидений, вклвчагзкй в себя контроль за стопо;; и п-дро-хшзтесспш резкгом руч.Контахтезого и его притоков, иетсоэлегганга-щ, таардагга и глдпн:';! осадкгыи, мспарекнги с поверхности почвы, пода и снега, произрзаниса л оттаивание« почвы. Эти наблюдения делал? бассейн руч.Контаптопого одной из наиболее изученных в гкдро-иетссролоптсесвоц отношении территорий не только на Северо-Востока, ко к з СССР. Уникальность станции подчгр:с:г>ается теу, что она расположена в области с повсеместным залеганием многолетней терз-лоты. Висопая степень изученности обуславливается «алой плоцядьп водосбора ( всего 21,2 ), на которой расположено восеыь гидрометрических створов. По своим Гидрологическим характеристикам территория КВБС считается репрезентативной для больсай части Кольского нагорья, что делает возможным широко экстраполировать получа-

емые материалы на другие горные районы, лежащие на многолетней мерзлоте.

В 1972 г. на территории КВБС основан стационар Института биологических проблем Севера, на котором ведутся работы по самым разнообразным биологическим направлениям ( Биологические стационары ...,1986 ). С 1983 г. на руч.Контактовом начаты комплексные многолетние исследования по гидробиологии.

2.1. Климатический очерк района КВБС.

Климат в бассейне руч.Контактового резко континентальный. Для него характерны холодная и длительная зима и короткое теплое лето. По данным КВБС, среднегодовая температура воздуха за период с 1948 по 1984 г.г. составила - 11,8°. Наиболее холодный месяц года - январь, когда минимальная температура воздуха может опускаться до - 55,5°, а наиболее теплый - июль, со среднемесячной температурой + 13°. Снежный покров обычно образуется в начале октября, а разрушается в конце мая. По количеству выпадащих осадков климат можно отнести к слабозасушлмвому. Среднегодовое количество осадков составляет 230 - 400 мм и в значительной степени зависит от высоты водосбора. Максимальное количество осадков выпадает в теплое время года. В виде снега выпадает лийь 30 % от их общего количества. Практически на всем протяжении руч.Контактового имеются подрусло-вые талики, мощность которых может достигать 15 м. Деятельность подрусловых вод проявляется зимой в виде образования наледей, которые. весьма характерны для среднего и нижнего течения водотока. Глубина оттаивания грунта в теплое время года на территории бассейна неодинакова. В наибольшей степени оттаивают почвогрунты прогреваемы:-: склонов ( до 1,5 - 3 и). Заметно неньше ( 0,2 -0,8 ) оттайка на северных склонах.

2.2. Гидрографическая характеристика бассейна руч.Контактового. •

Истоки руч.Контактового находятся на высоте около 1700 м. Стекая с крутых склонов потоки образуют ряд водопадов, каскадов. Однако, наряду со стремнинами, здесь встречаются участки с относительно спокойным течением. При наличии в русле массы крупного обломочного каменистого материала во время межени поверхностный сток здесь может полностыэ исчезать, заменяясь подрусловым и восстанавливаясь лишь во время паводков. Как в истоках руч.Контактового, гак и в большинстве его малых притоков пойма выражена крайне слабо. Г^сла этих водотоков слабо проработаны и мало меняются под действием потока даже при высоких уровнях воды.

В направлении от истоков а устью'уклоны дна уменьшаются. Пойма расширяется и в нижнем течении может в несколько раз превышать сирину меаенного русла. Значительные изменения происходят и в ха рактере руслообразовательных процессов. Так, наряду с преобладанием участков, где зоны эрозии берегов и дна доминируют над зонами осаждения влекомых и взвезенных наносов, заметными становятся деформация русла, вызываемые движущейся массой воды. Грунты дна в среднем и нижнем течении представлены менее крупныаи фракциями камней, чем а верховьях. Оки состоят в основном из галечников.

Zieh в руч.Контактовом обычно начинается п мае. Как сроки весеннего половодья, так и его интенсивность и продолжительность сильно зависят от конкретных погодных условий данного года. Обычно половодье бывает менее выразекныы, чем крупные доядевые паводки. Его интенсивное прохождение наблюдается лишь после наиболее снежных зим при резком наступлении оттепели. Начало стока, как и в других мзлых водотоках бассейна Еерхней Колымы, площади водосбо-

ров которых лежат на мерзлоте, своеобразно. В этот период в суточном распределении стока играет динамика температур воздуха. Минимальные расходы воды при этом наблюдаются по утрам после ясных морозных ночей, а максимальные - в вечернее время. Интенсивность русловых процессов во время начала стока значительно ниже, чем при паводках, поскольку сток талых вол происходит в условиях неполной оттайки чодосбора, дна и берегов после зимнего перемерзания. Обычно сток на всех гидрометрических створах начинается почти одновременно, с задержкой на несколько дней в руч.Морозова. Гидрологическая ситуация, которая наблюдает я летом и осенью представляет собой чередование паводков и межени. Частые дождевые паводки характерны в теплое время года для водотоков бассейна Верхней Колымы. Расходы воды в этот период определяются количеством и интенсивностью осадков на водосборах. Во время межени рас оды воды в нижнем течении руч.Контактового не превышают 200 - 400 л/сек, а в паводки могут достигать 13 м3/сек. Увеличение расходов воды при паводках может происходить очень резко, достигая максимальных значений всего за несколько часов. Особенно быстро уровни.воды поднимаются в верховьях водотока, где площади водосборов представлены в основном каменными осыпями со скудной растительностью. Во время паводков русловые процессы протекают наиболее ингенсивно. Концентрация взвешенных в воде наносов возрастает в несколько десятков раз, достигая 100 мг/л и более. Мощные перераспределения донных наносов приводят к изменениям продля дна. Наиболее крупные паводки наблюдаются в ручье в конце игая - начале сентября. В сентябре расходы воды уменьшаются к наступает осенняя ыеяень. Полное пере-мерэание ручья и прекращение стока обычно происходит в начале ноября. На верхних участках сток заканчивается почти на месяц рань-

те, чем в устье. В годы с сухой й продолжительной осенью поверхностный сток в среднем и нижнем течении также прекращается рань-ае обычного. Дно ручья при этом может оставаться при этом без ледового гэкрытяя.

2.3. Температурный режим руч.Контактового.

Температуру водных масс определяют суровые климатические условия п близость залегания мерзлоты. Как и в большинстве других горных и предгорных рек, температура воды увеличивается по профилю водотока в направлеккв от истоков к устью. В верхнем течении ручья я в его малых притоках вода летом не прогревается выше, чем на 2°, а в истоках ручья Морозова температура воды за весь период наблюдений не прздозала 0,7°. Максимальная прогреваемость водных масс в юанем течении руч.Контактового не превышала 12°. Между температурой води а пзощадью водосбора в бассейне ручья существует тесная связь. Еоэффах^еит ранговой корреляции между этими характеристик анн по данным съеыки 8-10 валя 1986 г. высок ( г3 = 0,87 ). Это объясняется тем, что небольшие площади водосбора расположены на больпей высоте и сток с них в большей степени связан с мерзлотой. В нижнем течении мерзлота оказывает меньшее влияние на температуру потока.

Аьшлитуда колебаний температуры воды в течение суток в устьевой части водотока пояет достигать 4°. В верховьях ручья она незначительна и определяется низкая максимальныиа темпгратурглга.

Из всех изученных в гидробиологической отнояепкм водотоков Северо-Востока СССР руч.Контактовый выделяется низкой прогреваемостью водных масс и по этоиу показателю в наибольшей степени сходен с руч.Олень ( Верхняя Колика ), р.Сомнительной ( о.Врангеля ) и некоторыми кадыка водотока»*. Восточной Чукотки.

Глава III. Зообентос руч.Контактового и его распределение по профилю водотока.

3.1 Состав зообентоса.

Для руч.Контактового характерны малонасыщенные таксоценозы. Особенно бедны видами такие свойственные для ритрали группы организмов как ручейники, веснянки и поденки { всего 7 видов ). Наибольшее разнообразия в видовом отношении достигают хирономиды, которые в водотоке представлены 17 видами. П.В.Тузовский обнаружил на территории КВБС 8 видов водяных клещей. По данным количественных проб в фауне бентоса выделено 6 видов олигохет и 4 вида планарий. Обычными в бентосе являются гаммариды, а также личинки мошек и типулид, видовой состав которых не определялся.

3.2 Изменение структуры зообентоса по профилю

водотока.

Характер распределения организмов зообентоса в руч.Контактовом неодинаков на разных участках и имеет ряд закономерностей. Наряду с видами, встречающимися на всем протяжении водотока, имеются виды, которые приурочены к конкретным гидрологическим и температурным условиям и встречаются лишь на части гидробиологических станций. Так, на всех станциях присутствовали личинки мошек и веснянки Mesocapnia sp., олигохетк. Личинки хирономиды Arctodiame6a ар> pondiculsta отсутствовали только в руч.Ежном, личинка ручейника Apataniana tschuktshorum и гамыариды в руч.руч.Южном и Морозова. Личинки хирономиды Pseudokiefferiella parva встречались лишь на верхних станциях, а личинки поденки Ephemeralla aurivilla, веснянки Nemoura arctico и гаммариды - на нижних.

На различных участках ручья изменялась не только Естречае-

мость видов, но и плотность их населения и биомасса. Анализ коэффициентов биоценотического сходства между населением станций показал, что наиболее высокое сходство наблюдалось у зообентоса группы русловых станций ручьев Контактового и Встречи и значительно более низкое для станций малых притоков. Наибольшим сходством обладало донное население близко расположенных и схожими гидрологическими условиями станций. При слиянии двух потоков различной водности население нижележащих участков сохраняло черты сообщества наибольшего из них.

Удалось установить определенные закономерности в распределении зообентоса по профилю водотока в направлении от истоков к устью. Так, в составе зообентоса было отмечено четыре вида веснянок: Taeni-oneraajaponicura, Arcynopteryx altaica, Masocapnia sp. Nonioura

arctice. Однако два первые из них встречались лишь на плесах в юяшец точении. В направлении от истоков к устью доля всех личинок веснянок в общей плотности населения возрастала (гз= 0,67 ).

В этом ве направлении происходило снижение доли личинок Mesocap-nia зр.в общей численности веснянок (rs= 0,77 ) и увеличение доли личинок^ы.arctica (rs= 0,88 ). Из других групп донной фауны тенденцию к увеличению численности в направлении к устью имели личинки хирономид Diamesa stainboecki (rs= 0,68 ), а в направлении К истокам ЛИЧИНКИ Ps^udokiofferiella perva.

Полученные материалы показали, что харакер изменения структуры сообщества по профилю водотока не противоречит концепции В.И. Жадина о распределении гвдробионтов в водотоке согласно широты их экологических спектров. А данные по изменению плотности населения организмов, коэффициентов видового и биоценотического сходства населения в направлении от истоков к устью вполне соответствуют концепции континуальности населения беспозвоночных в водотоке.

Дискретность эообентоса по профилю водотока проявляется при слиянии двух потоков различной мощности.

Общие закономерности в распределении донной фауны самым тесным образом связаны с характером абиотических условий и, в особенности, с интенсивностью русловых процессов в водотоке. Незначительные расходы воды в верховьях, слабо воздействующие на донные отложения, создают для бентоса стабильные условия существования. Увеличение интенсивности русжовь.^ процессов в направлении к устью накладывает отпечаток на структуру донного сообщества. Приводимые ниже материалы по сезонной динамике структуры эообентоса на различных участках водотока являются хорошим примером такого воздействия.

3.3. Сезонная динамика структуры донных сообществ и ее зависимость от гидрологических условий.

Доля видов эообентоса в общей численности и биомассе не остается постоянной в точении периода наблюдения. Максимальное обилие особей на всех станциях отмечается во время появления в бентосе молоди массовых видов амфибиотических насекомых, а минимальное - после вылета их имаго. Кроме того, динамика численности и биомассы донного населения зависит от гидрологических условий на станциях.

Для всех обследованных станций характерна однотипная динамика численности и биомассы организмов. Максимальные плотности населения наблюдаются в начальный период обследования в июне и перед

замерзанием водотока. Наиболее высокие численности эообентоса в

р

малых притоках: в руч.Морозова до 9 тыс. экз/м , в руч.Угрозе до

о

4,5 тыс, экз/м . На русловых станциях руч.руч.Контактового и Встречи максимальные плотности населения находятся в пределах от I до

2 тыс. экз/ы^. Уменьшение численности донных организмов происходит в период прохождения мощных дождевых паводков. В наибольшей степени разрушающему воздействию паводков подвержены сообщества зообентоса нижних русловых станций руч.руч.Контактового и Встречи, в наименьшей - население верховий и малых притоков. Мевду абсолютным снижением численности животных и превышением паводковых расходов воды над меженными на обследованных станциях существует тесная связь ( г= 0,83 ). Этот факт также подтверждает предполо-аение об увеличении силы воздействия потока на донное сообщество по профилю водотока.

Глава 1У. Дрифт донных беспозвоночных.

Дрнфт бентосных организмов является наиболее важным видом миграций в водотоке и, по этой причине, исследование воздействия гидрологических условий и интенсивности русловых процессов на него иизет большое практическое и теоретическое значение. Имеющиеся литературные данные относительно причин, вызывающих всплывание донных нивотных в водную толщу противоречивы. Однако точно установлено, что наряду со случайно попавшими в поток организмами, существует активный .дрифт. Целью данного раздела было изучение распределения дрейфующих организмов в потоке и влияние гидрологичес-'ВИХ условий на состав и интенсивность дрифта.

4.1. Распределение дрейфующих-организмов в потоке.

В результате исследования дрифта в поверхностных и придонных слоях потока было установлено, что его интенсивность по численности организмов не зависи. 1 от места взятия проб. Однако биомасса животных у поверхности была достоверно более низкой, чем у дна. Не было обнаружено достоверна различий в интенсивности дрифта при ее определении в разлачных точках поперечного створа потока. Полу-

ченные данные о сравнительно равномерном распределении организмов в потоке можно объяснить высокой степенью турбулентности движения воды в горных и предгорных реках.

4.2. Сезонная динамика состава и интенсивности дрифта.

Состав и интенсивность дрифта на протяжение периода стока

претерпевали значительные изменения. Они тесно связаны с гидрологическими условиями в водотоке. Б начале весеннего половодья активного дрифта в ручье не наблюдалось. В водной толще присутствовали лишь почвенные организмы, смытые талыми водами с водосборных площадей. Численность дрифта в этот период невысока и обычно значительно меньше I эхз/мэ. По мере оттайки грунтов дна и формирования донных сообществ после зимовки организмов формируется и активный дрифт. В период летней и осенней межени интенсивность дрифта остается относительно постоянной и обычно не превышает на перекатах 5-6 экз/м3. Увеличение уровней воды вызывает увеличение интенсивности дрифта. Наибольшее количество донных организмов в водной толще отмечается во время формирования крупных паводкоз, когда интенсивность дрифта может достигать 140 зкз/м3. Вспышка интенсивности дрифта во время осенней мекени объяснялась началом льдо-образовательных процессов.

4.3. Суточная динамика дрифта и ее сезонная изменчивость.

Характерной чертой суточной ритмики дрифта в руч.Контактовое является сравнительно небольшое превышение ночной интенсивности над дневной по численности организмов. Биомасса ночного дрифта значительно вьше, чем дневного. Установлено, что по мере уменьшения продолжительности светлого времени суток происходит увеличение длительности пика нрчного дрифта.

4.4. Воздействие паводков на суточную и сезонную динамику

дрифгга.

Как в основном русле руч.Контактового, так и в его притоках максимальная интенсивность дрифта наблюдается на стадиях формирования паводков, при подъеме уровне.': воды. При одинаковых уровнях на подъеме и на спаде паводка более интенсивный дрифт наблюдается в первом случае. Кроме того, в период формирования паводка нарушается суточная динамика дрифта, характерная для этого времени в межень. Максимальное воздействие паводка на зообентос совпадает с : максимумом подвижек донных отложений, стока влекомых и взвешенных наносов. Интенсивные паводки могут сильно обеднять донные сообщества. И если за одним паводком следут второй, наблюдаемый дрифт обычно бывает заметно меньшим по интенсивности, чем в первом слу чае.

Глава У. Сообщества донных беспозвоночных в системе плес - перекат.

При разных уровнях воды плесы и перекаты испытывают неодинаковое воздействие со стороны потока. Различны устойчивость грунтов дна, степень их. раэмываемости и интенсивность отложения взвешенных и влекомых наносов на этих участках. Неодинакова и структура донного населения плесов и перекатов.

5.1. Структура зообентоса на плесе и перекате при разных

уровнях воды.

Во время межени на плесе концентрируются личинки поденки ЕрЬо-гаеге11а аигЛуШа ручейника Ара1ап1апа 1зсЬикГзИогига крупные личинки зеснянки Ыетоига агсисаи гаымариды, а перекаты заселяются преимущественно реофильными видами хирономид и мошек. В этот

период между населением плеса и переката наблюдаются наименьшие показатели сходства. При этом сообщества можно рассматривать как разные биоценозы. При высоких уровнях воды различия в структуре сообществ плесов и перекатов сглаживаются и коэффициенты биоценотического сходства между ними возрастают до 70 - 80 %%, а иногда, при наиболее мощных паводках, дахе до 95 %. Зависимость между коэффициентами биоценотического сходства и уровнем воды в водотоке была статистически достоверной, причем коэффициент корреляции между этими величинами•был достаточно высоким - Ts = 0,61 С увеличением уровней воды на плесовых участках наблюдалось увеличение суммарной численности донных животных, а на перекате - сниаение.

5.2. Дрифт донных животных на плесе и перекате.

Коэффициенты биоценотического сходства иенду составом мигрантов на плесе и на перекате в целом были выше, чем у донного населения этих участков. Обычно они составляли величину от 70 до 57 %. При наблюдаемой амплитуде изменений расходов воды между дрифтоы и уровнем установлена обратно- пропорциональная зависимость как длл плеса ( га= - 0,68 ), так и для переката ( гв= - 0,60 ), При '-¿оя статистически достоверных различий в интенсивности дрифта кг. участках обнаружить но удалось. Между уровнем воды и коэффицмгг? • ■ ми биоценотического сходства мигрантов на плесе и переката бш.; установлена отрицательная корреляция (г = - 0,56 .).

5.3. Скорость заселения камней при различных уровнях води.

Среднее число особей заселяющих кахни на плесе в рассматриваемый период составляло 748 + III экз/ы^ в сутки и было заметно более низким, чем на перекате ( 1579 + 292 экз/м^ ). Било установлено, что зависимость скорости заселения на плесе от уровней воды

была прямо пропорциональной, а на перекате - обратно пропорциональной. Коэффициенты биоценотического сходства между иммигрантами плеса и переката по данным отдельных съемок колебались в широких пределах - от 3 % до 81 %. При этом не было обнаружено закономерности в измененияхх этих показателей при изменениям уровней воды.

5.4. Динамика уровней воды и взаимосвязь между зообентосом дркфтом и скоростью заселения камней.

• Снижение уровней воды в ручье приводило к уменьшению степени биоценотического сходства между составом донного населекля на плесе и составом дрифта на плесе и на перекате ( г = 0,83 и г = 0,82). Изменение уровней воды не влияло на степень сходства зообентсса на перекате и дрифта. Не было отмечено воздействия расходных характеристик потока на сходство дрифта и миграционной активности. При увеличении уровней воды наблюдалось усиление сходства донного населения на плесе и составом иммигрантов на перекате ( г = 0,70 ).

Глава У1. Сообщества донных беспозвоночных и дополнительная нагрузка на водоток донными наносами.

Эксперимент по исследованию начальныхх стадий разрушения сообществ зообентоса под действием влекомых и взвешенных наносов показал, что как и'при прохоядении паводков в водотоке происходит снижение всех групп донной фауны по численности и бисмассе. Д.-шэ кратковременное увеличение концентрации взвешенных в Есде минеральных частиц до 350 - 650 мг/л при природной концентрации менее 5 мг/л вызывает нарушение характерных структурно-функциональных характеристик донного сообщества. Первым проявлением такого нарушения стало резкое увеличение дрифта донных беспозвоночных, который к иомен-

ту окончания получасового загрязнения грунтом обследуемой протоки возрос в 25 раз по сравнению с фоновыми значениями и достиг 56 экз/м3. При столь высокой интенсивности выноса донных животных с загрязняемого участка через 25 - 30 часов сообщество было бы полностью разрушено. Наблюдаемый дрифг по интенсивности и составу был сравним с экстремальным во время прохождения паводков. Через семь суток после начала эксперимента концентрация взвешенных наносов пришла в норму. Плотность донного населения на перекате снизилась до НО экз/м^, а на плесе - до 80 экз/м^, что соответственно в 17 и 9 раз меньше, чем до начала загрязнения. За исключением гаммарад, погибших организмов в пробахх бентоса и дрифта обнаружено не было.

ЗШЕЧШЕ.

Маловидовое сообщество донных животных руч.Контактового имеет определенные закономерности распределения в направлении от истоков к устью, которые обусловлены закономерным изменением температурных и гидрологических условий, характером и интенсивностью русловых процессов. Состояние зообентоса во многом обуславливается устойчивостью грунтов дна по отношению к движущимся нассаы воды, интенсивностью транспорта влекомых и взвешенных наносов.

Наиболее экстремальные ситуации для существования донных организмов были отмечены в водотоке в период прохождения дождевых паводков. При паводках снижается численность практически всех групп донных животных, нивелируется состав зообентоса по профилю водотока, увеличивается интенсивность дрифта донных беспозвоночных и меняется его суточная ритмичность. Максимальное увеличение дрифта приходится на период увеличения расходов воды. Весеннее половодье, которое обычно протекает в условиях неполной оттайки бе-

регов и дна от зимнего промерзания в значительно меньшей степени влияет на зообентос.

Устойчивость сообществ зообентоса к паводковым воздействиям неодинакова на разных участках водотока. В верхнем течении руч. Контактового и в его малых притоках этого рода воздействия проявляются в меньшей степени, чем на нижних участках.

Экспериментальные данные показали, что искусственное увеличение стока влекомых и взвешенных наносов вызывает изменения в структуре донных сообществ, аналогичные паводковым.

Исследования структуры зообентоса в пределах речной излучины позволили установить ряд закономерностей в распределении организмов, свойственных для зообентоса горных и предгорных рек. В наибольшей степени сходство населений плеса и переката наблюдалось после прохождения паводков. При длительной межени на плесе сосредотачивалась лимнофильная часть фауны, а перекат заселялся реофильными видами. В этот период сходство населений данных участков минимально и их можно рассматривать как разные биоценозы.

В руч.Контактовом достаточно ярко проявляется сезонный аспект в изменении структуры донных сообществ. Об этом свидетельствуют характер динамики численности и биомассы организмов и смена доминирующих видов. Максимальная численность и биомасса животных на грунте наблюдается в начале лета и перед замерзанием водотока, а минимальная - в июле - начале августа.

Одна из наиболее характерных черт дрифта донных животных -тесная связь его интенсивности с уроненным режимом. Являясь функцией состояния донного сообщества, состава и обилия входящих в него видов животных, в межэнь дрифт относительно стабилен по своей структуре. Резкое изменение состава и интенсивности дрифта в па-

водки отражает изменение в структуре донного населения. Отмеченный экстремальный дрифт в период замерзания водотока доказывает наличие глубоких структурных изменений в зообентосе перед зимовкой организмов.

Суточная периодичность состава и интенсивности дрифта и водотоке имеет некоторые особенности по сравнению с циркадными ритмами донных беспозвоночных в реках юга Дальнего Востока. Это своеобразие проявляется превде всег- в слабой выраженности ночного пика численности мигрантов во время белых ночей и более тесной связи биомассы мигрантов с продолжительностью темного времени суток. В паводки суточная периодичность дрифта нарушается и его структура в наибольшей степени схожа со структурой зосбентоса.

Приведенные в работе материалы свидетельствуют с теснейвей связи структурно-функциональных характеристик сообщества беспозвоночных животных в горных и предгорных реках с абиотическими условиями среды и, в особенности, с гидрологическими условиями, интенсивностью русловых процессов. Видовой состав, обилие донных организмов и характер их распределения в русле водотока, миграционная активность и масштабы перемещения зообентоса путем дрифта зависят от расходных характеристик потока, устойчивости донных отложений и стока влекомых и взвешенных наносов.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

Вли-ние минеральных взвесей на бентос рек Магаданской области // Комплексное экономическое и социальное развитие Магаданской области. Тез.докл.Всесоюзн.конфер. Магадан: Изд-во обкома КПСС, 1980. Секц. 2. С. 73-74.

Минеральные взвеси и сообщества донных организмов притоков р.Колымы // Биологические проблемы Севера. Тоз.дскл. X Всесоюзн. скмп. Магадан: институт биологических проблем Севера. 1984. С.