Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Зообентос водотоков Центрального Кавказа и его мониторинг

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Зообентос водотоков Центрального Кавказа и его мониторинг"

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА И ЭКОЛОГИИ -РОСКОМГИДРОМЕТА И РАН

На правах рукописи УДК 574.5 + 504.064.36

БУдат Лейла Михайловна

ЗООБЕНТОС ВОДОТОКОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА И ЕГО МОНИТОРИНГ

03.00.16 - Экология

Автореферат

.диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1993 г.

Работа выполнена в Институте глобального климата и экологии Роскомгидромета и РАН.

Научный руководитель: доктор биологических наук В.А. Абакумов.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А.С.Константинов

доктор биологических наук, профессор Ы.М.Телитченко

Ведущее учреждение:

Ростовский государственный Университет.

Защита состоится 1993 г. на заседании

Специализированного совета К.00.3.36.01 по специальности 03.00.16 - "Экология" в Институте глобального климата и экологии Роекомгидромета и РАН по адресу: 107258, Москва, Глебовская ул., д.20-6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института глобального климата и экологии по адресу: 107258, Москва, Глебовская ул., д.20-б.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять Ученому секретарю Специализированного совета по адресу: 107256, Москва, ул. Плебонекая, д.20-6, Спецсовет ИГКЭ.

Автореферат раэосла

1993 г.

Ю. А.Израэ

"1 ПреЕседател Совета

Ученый секретарь Специализированного совет'

кандидат геолого-минералогическизс-яаук Т. Г.Орлова

и

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Экологические проблемы Центр-рального Кавказа, как и высокогорных регионов вообще, имеют целый ряд особенностей. Прежде всего, это слабая устойчивость горных экосистем к антропогенным воздействиям, интенсивные и ускоренные процессы денудации и эрозии, частая подверженность территории стихийным разрушительным природным явлениям. Неустойчивость и многообразие природных условий, постоянная угроза селей, оползней, осыпей, лавин предает особую остроту экологическим проблемам горных территорий при бессистемном вторжении в ход природных процессов. Между тем интенсивность воздействия человека на природу Кавказа под давлением хозяйственной необходимости возрастает, и в сферу хозяйственной деятельности вовлекаются ранее не освоенные горные территории.

Хозяйственная деятельность человека, включая промышленную деятельность, тесно связана с горными реками не только функционально, но и территориально, так как регулярное хозяйство развернуто по долинам рек. "Все загрязнения в конечном счете должны попасть в основной своей массе в реки: Разрушение почв и .растительности влияет как на гидрологический режим .рек, так и на трофические связи водной и наземной среды. Но до сих пор состояние водных биоценозов известно лишь по от.рывочноым данным и в целом оно не затронуто изучением. Эти водные биоценозы тем более не исследовались как объекты экологического мониторинга.

Цель и задачи исследования. Конечной целью исследования является разработка научной биологической базы для осуществления гидробиологического мониторинга на .реках Центрального Кавказа.

Такая цель предполагает решение следующих практических задач:

п

Выбор биотйических групп водных экосистем, которые могут быть положены в основу биомониторинга горных потоков, как наиболее информативные элементы (сравнительная оценка в этом отношении зообенгоса, перифигона и планктона). Полная инвентаризация населения водных потоков, таксономический состав отдельных групп. Экологические характеристики биоценотических группировок. Учет ивдикаторов определенной трофности вод как показателей биогенных загрязнений. Количественные закономерности развития биоценозов в многолетнем аспекте, порядок средних величин. Сезонные особенности как по составу биоценозов, так и по их количественному развитию. Гидробиологическая зональность потоков, т.е. их гидробиологическая специфика по высотному профилю. Применимость для горных потоков существующих систем оценок состояния экосистем (в первую очередь - принятых как стандарты в нашей стране).

Научная новизна. Впервые в горных потоках всего Приэльбрус-ского физико-географического района Центрального Кавказа выполнена обширная гидробиологическая съемка, которая позволила получить комплексную картину состояния биоценозов по всему региону в разных условиях антропогенного воздействия. Установлена гвдробио-логическая зональность горных потоков Приэльбрусского района Центрального Кавказа. Выявлены различия в структуре бентосных сообществ горных потоков, обусловленные антропогенными факторами. "

Практическая значимость. Впервые разработана система гидробиологического мониторинга Приэльбрусского района Центрального Кавказа.- Получена базовая информация, необходимая для -организации наблюдений за экологическим состоянием горных потоков Цент-

радьного Кавказа, Результаты исследований использованы при разработках научно-исследовательских тем и программ по комплексному экологическому мониторингу контииетальньпс водоемов страны (по планам работ Роскомгидромета и Российской АН),

Апробация работы. Сбор и анализ гидробиологических материалов на горных водных объектах Центрального Кавказа в летний период 1990 года были одновременно частью работ по программе международных исследований по кнтеркалибрации методов биомониторинга пресноводных экосистем. В этот период отбор проб осуществлялся независимо гидробиологами бывшего СССР, Болгарии, Великобритании» Венгрии, Канады, Норвегии, Финляндии, ФРГ, при этом был произведен частичный обмен пробами и результатами с исследователями других стран. Основные результаты по теме исследования были широко доложены на Международном симпозиуме "Экологические модификации и критерии экологического нормирования" (Нальчик, 1990). Результаты докладывались также на семинарах отдела мониторинга пресноводных экосистем ЛАМ-ИГКЭ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов и списка литературы, включающего 220 работ, из которых ПО на иностранных языках. Материал изложен на 245 машинописных страницах, включая 35 таблиц и 5 рисунков.

Глава I. КРАТКАЯ Г 'ОГРАФИЧКСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕК [¿ЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА И ВЫБОР ПУНКТОВ ЩДР0БИ0Д0ГЙЧН5СКИХ НАБВДЕНИЙ

Характерной чертой Центрального Кавказа (в отличие от других райнов Кавказа) является моцное развитие оледенею«. В данной главе после общей географической характеристики рек (Баксана,

''•'■•' . .' - 4 -

Чегема и Черека). При этом для каждой реки установлен следующий план описания: зона истоков; высотный профиль'и протяженность реки по отдельным участкам от ледника до выхода реки из -предгорий; притоки; хозяйственная освоенность реки (наличие производств» посёлков и Т.Д.). В таблицах диссертации перечислены и описаны пункты гидробиологических наблюдений, а их географическое положение показано на трех картах-схемах. ■

• Река Баксан (наиболее освоенная -в хозяйственном отношении река Кабардино-Балкарии) обследована "от истоков до-поселка Былым на расстоянии 80 км при Перепаде абсолютных высот от 2600 до 1000 м в 18-гидробиологических пунктах. Река Чегем обследована' от приледникового района до Чегемеких' водопадов на расстоянии 45 км при переп&це выоот от 2500 до 1100 м. в II пунктах. Река Черек обследована от верховий (Черек Балкарский и БезенгийокиЖ-^ до Голубых озер на расстоянии 50 км- при перепаде высот от 2300 до. 900 м р 9 пунктах. Согласно орографической карте Кавказа пункты наблюдений располагаются в-зонах'высокогорья и сре'цнегорья, частично выходя в зону предгорья.

Глава 2. ГЩР0Л0ГИЯ И.ГВДРОХИМШ'ОБСЛВДОВАННЫХ РЕК "

I. Гидрологический режим'рек .,

Истоком лизания горных рек 'являются три- составляющие:' 'во'-первых, ледники и снежники (речные снега); во-вторых, сезонные снега и жидкие-осадки теплого цериода.года; в-третьих, грунтовые И подземные воды. Ледниковое- питание преобладает в верховьях ры- . сокогорных рек,, тогда: как на-более нижних участках питание при- • обретает все более смешаншя характер, _ пымени. '

Во гидрологическим, справочным материалам были Средние много-

летние данные по водной мощности .обследованных рек за период 32-44 года (отдельно для половодья й межени), В целом, межгодовое изменение расходов рек от минимума к максимуму водности составляет увеличение в 250-300 раз.

Большое влияние на жизнь горных рек оказывают селевые пото- ' ки. Промышленная деятельность человека способствует селевым процессам.

2. Гидрохимия рек . -

Гидрохимические данные для'рек Баксая, Чегем и Черек за период 4-5-ти отдельных лет и за разные сезоны представлены в диссертации в пяти таблицах. По этим таблицам анализируется межгодовая, региональная и сезонная динамика параметров. Все обследованные реки в верховьях слабо минерализованы (летом - лишь до 40-бОмг/л). Минерализация повышается при движении потоков в предгорья (в 4-5 раз), а также в холодный период на одном и том'же . участке (в 2-3 раза). По ионному составу, вода высокогорных потоков - это гидрокарбонатная кальциево-магниевая вода с высоким содержанием растворенного кислорода.

Глава 3. МАТЕРИАЛ И ШДЩЫ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ .

Исследованный материал составляет 370 проб зообентоса, пе-рифитона и.сестона, собранных в .37 пунктах На 25 водных объектах разной мощности (от;крупной горной реки до. небольших ручьев).

" Сбор-фауны в бурных горных потоках млеет свои специфические ■трудности-, которые обсуждаются в данной- главе с привлечением большого литературного материала. В каждой точке отбора проб бентофауна собиралась с 8-12 камней общей площадью I м , взятья в разных условиях потока: вблизи уреза воды, на максимальном

продвижении к фарватеру потока и в промежуточной позиции. Каши отбирались по принципу случайной выборки.

Глава 4, ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШОРДОФИШОЙ ШШ ' КАВКАЗСКИХ РЕК

1. Предварительные замечания

Инвентаризация населения высокогорных потоков Центрального Кавказа - одна из главных проблем в разработке научных основ биомониторинга этих потоков. Фауна горных потоков в своем типичном составе имеет личиночный, ювенильный характер, и в этом состоит недостаточность таксономической разработки горной фауны, даже в бо~ лее изученной Европе ,*^гказыБаю*г исследователи, длительно изучавшие эту фауну (Бродский, 1976, и др.).

В данной главе диссертации рассматривается последовательно все важнейшие систематические группы фауны горных потоков - по- денки, ручейники, веснянки, хирономицы, другие (кроме хирономии) двукрылые: моики, блефароцериды, прочие семейства двукрылых. Для каждой группы животных приводится систематически список, таксонов, установленных в обследованных потоках Приэльбрусского района, а также таблицы, показывающие распределение таксонов каждой группы по 37 гидробиологическим пунктам региона (таблицы 10-26 диссертации). Для всех таксонов (в основном, это таксоны видового ранга) даются три отдельные характеристики: экологическая, высотно-зональная и зоогеографическая, которые необходимы для проведения •биомониторинга.

2. Поденки (КрЬввего^еха)

Поденки являются центральным фаунистическим и биоценотичес-¡сим компонентом в фауне высокогорных потоков. Они сочетают круп-

ные размеры с высокой частотой встречаемости и массовым развитием, встречаясь даже в самых экстремальных условиях горных потоков - например, на каскадных водопадах ледникового происхождения. В диссертации подробно обсуждаются материалы по горным поденкам как отечественных, так и зарубежных авторов (в основном - немецких) (Чернова, 1938-1976; Синиченкова, 19?6-1980; Braasch, 1977-1980; Demouiina, 1У62-1973, и др.). Особое внимание обращено на массовые формы рода Baetis на Кавказе (Zimmermaim, 1961).

Высокогорные поденки Кавказа принадлежат лишь к 2 семействам (Heptageniiaae, Baetidae). Из Вести высокогорных родов поденок практическое значение для мониторинга могут иметь представители только четырех родов: Iron, Hhithrogena, Scdycmurus, Baetis. В целом, в Приэльбрусском районе установлено 20 видов поденок.

В экологическом отношении исследованные поденки - типичные эбитатели сильных бурных потоков (особенно центральных течений зек), где они развивается массами. Они активно избегают мелких ютоков с тихим течением.

По высотно-зональной характеристике можно выделить 2 вида, ¡вязанные с истоками рек и приледниковой зоной, - Iron alnitshen-:ovaa и Baetis gemellus. Остальные виды или связаны со средне-орьем или обитают рассеянно по всему диапазону исследованных вы-от. В зоогеографическом отношении поденки двух семейств значи-ёльно разнятся. Все идентифицированные виды Heptageniiaae г.е. ЮС%) - эндемики Кавказа. Из 7 идентифицированных видов ietidae только 2 вица (т.е. около 30%) являются эндемиками. ж этом самый массовый вид семейства - Baetis baksan -

- а -

узкий эндемик Большого Кавказа. В целом поденки эндемичны на б4%.

3. Ручейники (Irichoptexa)

После группы поденок следующее по значению место в формировании биоценозов горных потоков занимает группа ручеников. Такую крупную роль ручейников в горных потоках исследователи отмечают.в разных, регионах мира: в Северной Америке, в Западной Европе и.Азии (Dodda, Hi saw, 1925 i tóuttkowsiy, 1929; Botosuneany, 1959; Hynee, 1970; Бродский, 1976). 3 диссертации особенно внимательно рассмотрены данные по ручейникам для соседнего, Терского физико-географического района (Корноухова, 1979-1986), уточняющие предыдущие исследования Г.Ульмера (TJlmer), А.В.Мартынова и С.ГДепневой.

• В Приэльбрусском районе установлен 41 вид ручейников, относящихся к 26 родам и II семействам. Можно предполагать, что список ручейников в дальнейшем несколько будет .расширен, поскольку ряд видов встречен в малом числе особей, однако состав■собственно горкой фауны очерчен достаточно твердо. В видовом составе по количеству, видов доминируют два семейства - сем. Rhyacophilidae (род Rbyacophila - tí видов) и сем. Hydropsychidas (род Hydro-psyche _ 4 лица).. Обращает на себя, внимание богатство фауны Rfceacophila • на-Кавказе но-сравнению-со .Средней Азией, где были установлены лишь 4 -вида Rb'yacop.bila-a.-lato '' (Мартынов, '•1927, 1928; Schmid, . 1963).,'из которых 2 вида были выделены в отдельный 'центрально-азиатский- род Himalopsyclie. Имеется лишь-один вид рода, общий с Кавказом г . Eh.obscura.■ 1 - Б экологическом отношении ручейники в 'основной массе -видов связаны с потоками умеренной и,малой мон^нос.ти. Однако виды рода

Hhyacophila,. которые являются самыми характерными в горной фауне ручейников, могут уходить далеко в бурный поток. По высотно-зональной характеристике ручейники связаны в основном со средне-горьем. И только Hhyacophila bacurianica является постоянным обитателем приледниковой зоньт. В зоогеографическом отношении 55% идекдифицированных видов составляют эндемики.

4. Веснянки (Plecoptexa)

Раздел по Ееснянкам предваряют краткие литературные данные по истории изучвния фауны веснянок на Кавказе, начиная от основательной работы А.В.Мартынова (1928) (и более ранних работ) до .работ Я.А.Жильцовой и других авторов, й хотя фауна веснянок сейчас считается относительно хорошо изученной, насчитывая 50-55 видов (Жильцова, 1964; lilies, 1978; Braasch, Goost, 19Q1), это заключение сделано только при исследовании окрыленных, летающих веснянок. Что же касается водных фаз веснянок, то они изучены совершенно недостаточно. Слабая изученность преимагинальных фаз веснянок характерна вообще для любых горных стран.

В целом, в Приэльбруеском районе установлено 23 вида веснянок, относящихся к 9 родам и 6 семействам. Из них 12 видов идентифицированы, 6 видов идентифицированы под вопросом к 5 видов неидентифицировакы (в основном это очень мелкие и очень близкие виды leuctridae и Capniidae). В видовом составе резко доминирует сем. Kemouridae (а особенно род frotonemura, насчитывая 9 видов, что составляет особенность кавказской фауны веснянок).

В экологическом отношении веснянки имеют более широкую экологическую амплитуду по отношению к потокам разной мощности и скорости, чем поденки и ручейники. Они населяют как тихие горные ручьи, так и бурные потоки центральных течений.

По высотно-зональной характеристике веснянок можно указать на среднегорье как на зону юс наибольшего разнообразия (15-20 видов) . Некоторые виды поднимаются на большие высоты, вплоть до ледниковых ручьев, где отмечены лишь 3 вида Nemouridae. В зоогео-графическом отношении веснянки Кавказа характеризуются высоким уровнем эндемизма - 78% идентифицированных видов.

5. Двукрылые (Diptexa)

Три группы двукрылых являются постоянными и характерными компонентами фауны горных потоков Кавказа: хирономиды (Chirono-Biidae), мошки (Sitmliidae) и блефароцериды (Blepharoceridae).

Среди 33 таксонов (вицы, надвиды) хирономид установлен комплекс наиболее характерных видов, которые относятся к трем родам - Diamesa, Orthocladiua, Eukiefferiella. Род Diaaesa в массе развивается на главных руслах рек. Род Oxthocladius достигает более сильного развития в малых реках (речках). Род Bukiefferiella наибольшего разнообразия достигает в ручьях.

Вторая группа двукрылых - мошки - относятся к наиболее массовым представителям горной фауны и местами превышают все остальное население горного потока (Рубцов, 1956, IS78). В Приэльбрус-ском районе установлено 7 родов мошек, которые можно распределить на 3 экологические группы, как и для хирономид.

Постоянным компонентом в потоках Приэльбрусского района среди двукрылых является блефароцериды рода Liponeura. Они обитают только в быстрых потоках (4-1 м/сек) и полностью отсутствуют в тихих потоках.

Глава 5. ШШКСТВШНОК РАЗБИТИК БИОЦЕНОЗОВ ЖГОРШШЫЮЙ

ФАУНН

Глава состоит из б разделов. В 1-ом разделе рассматриваются значение количественных оценок в биологических исследованиях горных потоков. Во 2-ом разделе рассматриваются факторы, которые наиболее заметно влияют на количественные характеристики* В '3-ем . разделе приводятся фактические результаты по сезонным различиям • на реках Ириэльбрусского района. В 4-ом разделе определяются . ' средние значения общей численности зообентоса для рек Центрального Кавказа. В 5-ом разделе обсуждается групповой состав популя- ' ' ций зообентоса (литореофильной фауны). В 6-ом разделе обсуждается значение полученных результатов по количественному анализу.

Количественное развитие литореофильной фауны является довольно сложным процессом. Особенно велика роль сезонного факто-за {таблицы 27-30 диссертации), связанного с вылетом насекомых .. 13 воды. Биоценозы обедняются в периоды резкого усиления воднос-'и (в августе). Среднее значение численности для всех рек за все

о

стенные сезоны составляет около £00 экз/м , что несколько мень-е аналогичных данных для речных систем Тянь-Шаня в Средней Азии Овчинников, 1936; Сибирцева, 1961; Бродский, 1976, и др.). Горле потоки разнообразны по соотношению отдельных групп в биоце-ззах. Так, река Баксан более богата, по сравнению с р.Чегем, гаейниками и" веснянками.

1ава 6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ ДОННЫХ БИОЦЕНОЗОВ . '

В горных потоках определяющей группой экологических фактов является'иная группа, нежели в равнинных водотоках. Так,-в

горах не имеет лимитирующего значения такой важный для равнин фактор как содержание растворенного кислорода. Ведущими экологическими факторами в горных потоках оказываются мощность потока, скорость течения и характер субстрата. Эти факторы последовательно рассматриваются в отдельных 'разделах главы.

На значение мощности указывает тот факт, что даже при одном способе водного питания (допустим, ледникового) мощные реки и тихие ручьи в биологическом отношении представляют собой разные экосистемы. В гидробиологическом отношении можно выделить три '.типа горных потоков: реки, речки и ручьи. Б диссертации приводятся примеры трех таких типов водных объектов. Например, биоценозы с поденкой ВаеНе Ьаквап характерны для мощных течений.

Важное значение скорости течения, как фактора, проявляется уже в том, что есть целые группы животных, которые могут существовать только в условиях постоянного течения. К таким животным относится высоко специализированная группа мошек (»и, 1931! Рубцов, 1976). Ьще более тесно связана с жизнью в течении группа блефароцерид, которые обитают только в горных потоках. Течение таких потоков отличается не только высокой скоростью, но и высокой турбулентностью. В таблице 32 диссертации представлены максимальные величины скоростей течения для некоторых характерных обитателей на центральных течениях рек Черек и Чегем. Они даны в сравнении с данными дитмара по горной Европе (винтах, 1955).

• Важное значение, субстрата показано на примере различных групп.животнюс - поденок, мошек, блефароцерид и других, специализированных к тому или иному субстрату.

Глава 7. ПЕРИФИТОН М БИОСкСТОН В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ВЫСОКОГОРНЫХ ПОТОКОВ

При проведении гидробиологического мониторинга водных потоков перифитон оказывается, как правило, очень информативной биотопической группой, что обусловлено его большим таксономическим и экологическим разнообразием (Абакумов, Тальских, 1УЬЬ; Тальских. 1УЬ6). Однако в обследованных потоках Центрального Кавказа перифитон развит довольно слабо. Так, в июне 1990 года он визуально отмечался только в 9 из 37 гидробиологических пунктах. При этом почти все эти пункты связаны с ручьями, тогда как на центральных течениях рек перифитон визуально нь развит (Бат-терби, Тальских, Лловиикая, Будаева, 1991). Слабое развитие пе-рифитона на мощных горных потоках исследователи отмечали и в Средней Азии, связывая это с большой мутностью потоков (Бродский, 1976; Музафаров, 1958, и ар.).

Пробы фильтрованной воды показали полное отсутствие типичных представителей планктона.

Таким образом, зообентос является единственным развитым и информативным компонентом биоценозов горных-потоков, на основе которого возможно проведение гидробиологического мониторинга.

Глава Ь. ГдаСБИО^ОГйЧйСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ШССлОГОРННХ РЬК

В гидробиологической структуре рек Центрального Кавказа наиболее ясно выделяется зона ледниковых истоков. Ь ландшафтном отношении эта зона- связана с мореннйм, альпийским и субальпийским поясами. Ь этой зоне из отдельных потоков начинают формироваться центральные течения рек.

Ниже зоны ледниковых истоков можно различать следующие .участки рек: зона верхнего горного течения (связана с ландшафтной зоной высокогорного хвойного леса), зона среднего горного ■ течения (связана со среднегорьеы - с зоной Скалистого хребта) и зона нижнего горного течения (связана с предгорьем, с зоной малых передо еых хребтов).

В. диссертации эти зоны охарактеризованы гидрологически, физико-химически (мощность потока, скорость потока, температура воды) и гидробиологически. От зоны ледниковых истоков к зоне среднего течения прогрессивно нарастает биологическое разнообразие, усложняется структура биоценозов. Показано конкретное содержание этого разнообразя*.

При большой пестроте таксономического состава литореофиль-ной фауны.можно выделить "опорные" гидробиологические компоненты зон. К таким компонетам относятся самые характерные животные -поденки семейства Heptageniidae. Ка рисунке 4 диссертации показано закономерное изменение численности (.%) этих поденок трех родов - Iron, Rhithrogena, Kcdyomrrue на реке Черек от альпийской зоны до предгорной зоны.

Проведено сравнение полученных данных с данными по Восточному Тянь-Шаню (Бродский, 1976; Оморов, 1975); указано сходство и различие с Кавказом по гидробиологическим характеристикам.

Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РЕКИ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА й ОСОБЕННОСТИ ГЩРОБШЛОГИЧЕСКОГО . • ■ .МОНИТОРИНГА НА ЦЕНТРАЛЬНОМ КАВКАЗЕ

I. Особенности гидробиологического мониторинга на Центральном Кавказе

Особенности гидробиологического мониторинга на Центральном

Кавказе обсуждались автором в раде работ, проведенных автором в совместных исследованиях (Будаева, 1991; Баттерби, Будаева, Ге-летин, 1991; Баттерби и др., 1991; Цанкова и др., 1991). В диссертации эти особенности перечисляются в обобщенном виде. Их можно подразделить на ииеыцие объективный характер (то есть зависящие от самой природной обстановки) и на имеющие субъективный характер (то есть зависящие от современного состояния наших научных знаний). Среди этих особенностей можно выделить следующие.

Сближенность зональных ярусов по продольному профилю реки. При сильной крутизне горних склон зоны становятся очень узкими, и резкое столкновение зон выражается в сложном состоянии биоценозов, что осложняет их структурный анализ.

Экстремальные условия существования биоты в горных потоках. 8 результате здесь формируется совершенно иной комплекс фауны, ■хем в равнинных реках, который еще не вошел в широкую практику Зиомонитаринга.

Резкие изменения уровня рек и периодическая подверженность сатастрофическим природным воздействиям (сели, лавины), когда за фат кий период река в биологическом отношении может быть резко феобразована.

Слабое развитие перифитона и отсутствие планктона, что »граничивает биомониторинг только использованием одной биотопи-[еской группы - зообентосом.

Слабая таксономическая изученность зообентоса по сравнению ; зообентосом равнинных рек, что обусловлено высоким разнсобра-

I

ием водного населения и господством личиночных форм, которые рудно идентифицируются.

Недостаточная полнота экологических характеристик по целому ряду форм..

Высокий процент эндемизма, что определяет отсутствие классических индикаторных организмов салробнссти.

Отсутствие широких многолетних данных по количественному развитию данных биоценозов, которые накоплены для равнинных рек.

■ Неприменимость для Центрального Кавказа большинства существующие систем для оценки состояния речных экосистем. В числе таких систем можно назвать обобщенный индекс биологического качества и'биологический индекс общего качества, разработаные для ■ рек Франции (Уегпеаиз: et а1., 1976, '1984), система Моллера-Йил-• лота - для рек Нидерландов (МоПег-РШо-Ь, 1971) .Неприложим для высокогорных'.потоков Центрального Кавказа и биотический индекс Вудивисса в его простом и расширенном вариантах («оснШйза, 1974, 1976), который используется в нашей стране в системе биомониторинга равнинных и предгорных рек.

В- отличие от указанных систем экологической оценки более универсальный 'характер имеет классификационная шкала экологических модификаций, предложенная В.А.Абакумовым (1978, 1983, 1985, и др.)'. 'В-основу этой шкалы был положен синтез структурно-популя-ционных'и продукционно-энергетических параметров, в результате было несколько,типологических состояний с раз^-ным уровнем антропогенной нарушенное™ водных биоценозов. В последующем разделе главы'рассматриваются экологические модификации реки-Баксан.

:2. Экологические' модификации реки Баксан

Пространственное распределение экологических модификаций в . горних реках Центрального Кавказа имеет много общих для них черт

и наглядно иллюстрирует основной закон существования биоценозов, сформулированный Б.А.Абакумовым как закон соответствия уровня •' метаболизма уровню обеспеченности его жизненными ресурсами. В" верховьях рек, в ледниковых истоках (на Баксане - это' верховья, реки Адылсу) биоценозы бедны мшенными ресурсами. Их состояние . . можно определить какк фоновое состояние. Вниз по течению.реки,. по мере обогащения водной массы биогенными элементами возраста^ ет продукция и видовое разнообразие биоценозов - наблюдается состояние антропогенного экологического напряжения (или, по иному термину, экологического прогресса). В таком состоянии биоце.-. нозы реки-Баксан наблюдаются от высокогорного поселка Иткол до балки Мукулан (выше г.Тырныауз).

При высоких уровнях антропогенного загрязнения состояние экологического напряжения сменяется состоянием экологического регресса, для которого характерно усиление количественного развития биоценоза, при упрощении его структуры. Такое состояние установлено на .реке Баксан ниже. г.Тырныауз С в зоне воздействия-■ горного комбината). Здесь-загрязненность воды легко отмечается даже визуально'И'органолептически. Донный'биоценоз.отличается . . , здесь .повышением общей, численности зообентоса (за'счет сильного развития лишь одной группы - олигохет-) при резком' снижении-видо- • вото разнообразия.

Все указанные- изменения на реке Баксан иллюстрированы графиками ,'й таблицами..

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Ведущими экологическими факторами, определящими качественный состав и количественное развитие биоценозов в горных потоках Центрального Кавказа являются: мощность потока, скорость течения и.характер субстрата. Наиболее развитыми по качественному разнообразию являются потоки умеренной мощности (малые речки). При экстремальных скоростях потока (порядка 4 м/сек) состав биоценозов резко обедняется.

2. Впервые установлена гидробиологическая зональность горных потоков Приэльбрусского района Центрального Кавказа.

3. Классические системы оценок экологического состояния рек, принятые в службе гидробиологического мониторинга России, оказались неприменимыми к горным потокам Приэльбрусского района.

4. Широкое развитие эндемизма в фауне горных потоков Приэльбрусского района имеет следствием практическое отсутствие видов-индикаторов, принятых в классических системах сапробности.

5. Анализ многочисленных проб биосестона подтвердил отсутствие в горных потоках планктона.

6. Перифитон имеет достаточно большое таксономическое разнообразие (установлено около 150 таксонов), но он развивается только в тихих ручьях и не может быть широко использован в гидробиологическом мониторинге Центрального Кавказа.

7. Ведущей и наиболее информативной группой для биомониторинга Приэльбрусского района является зообентос, который представлен здесь своеобразным литореофильным комплексом ювекильных ам$ибиотич'еских насекомых.

8. В результате таксономического анализа зообентоса При-эльбрусского района установлено около 140 таксонов: 20 видов поденок (доминирует сем. Heptagenlidaa), 41 Бцд ручейников (доминируют сем. Bbyacophilláae и сем. Hydropeychidae), 23 вида веснянок (доминирует сем. NeBcuridae), более 35 видов и. групп хирономид (резко преобладает подсем. Orthooladiinae, особенно род Diameaa), 7 родов мошек (сем. Slmaiidae), 2 массовых ввда блефароцерид (сем. Biapborooeridaa) и II родов более редких двукрылых (Díptera).

9. Выявлены различия в структуре бентосных сообществ горных потоков, обусловленные антропогенными факторами. Они выражаются в изменении нодвидозой структуры, смене доминирующих видов, изменении численности организмов.

10. Впервые разработана система гидробиологического мониторинга Приэльбрусского района Центрального Кавказа,

11. Основой выполненных исследований послужила выполненная трехкратно синхронная гидробиологическая съемка, которая позволила получить комплексную картину одновременного состояния биоценозов по всему региону в разных условиях антропогенного воздействия.

12. Впервые получена базовая информация, необходимая для Организации наблюдений за экологическим состоянием горных потоков Приэльбрусского района Центрального Кавказа.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

I., _ Горидченко Т.П.,Бр'оделыцякова O.A.,Будаева 'Л.!.!.Экспериментальные исследования биоценозов п'ерипитона в условиях (Тонового загрязнения. В кн.: Проблеглы экологического мониторинга и моделирования i-геосистем. Л.: Гидрометеоизд'ат, I9S8', т.II, с.84-90.

- 20 -

2, Чхиквадзе а.Р., Куцава Г.П., Будаева Л.Ы, Гвдробионты-показатели степени загрязнения водоемов Кавказа. В кн.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1989, т.12, с.7~15.

Я. Будаева Л.Ы. Биологический мониторинг рек Большого Кавказа. В кн.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1991, т.13, с.54-60.

4. Баттерби Р.В., Будаева Л.М., Гелетин Ю.В. Особенности горных потоков Центрального Кавказа как объектов биомониторинга. В кн.: Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Тр. Меадународного симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1991, с.86-96.

5. Баттерби Р.В., Тальских В.К., Яловицкая Н.И., Будаева Л.М. Гидробиологическая характеристика водных объектов Центрального Кавказа по показателям перифитона и фитопланктона. В кн.: Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Тр. Международного симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1991,

с.101-122.

6. Дэвис И.Дж., Попченко В.К., Будаева Л.М. Зообентос высокогорных водоемов Центрального Кавказа. В кн.: Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Тр.Международно го симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1991, с.97-100.

Цалкова Т., 1^сез Б., Ковачев С., Кумански К., Янева И., Будаева Л.М., Гелетин Ю.В. Экологические модификации реки Баксан. В кн.: Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Тр. Международного симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат,

с.80-85. .

8. Гелетин Ю.В., Будаева Л.М. Структурные особенности лито-реофильных биоценозов высокогорных потоков Центрального Кавказа и их мониторинг. В кн.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1993, т.15.