WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Экологическая оценка реки десны и ее притоков по состоянию сообществ макрозообентоса

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КОННОВА ЛЮБОВЬ ВИКТОРОВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕКИ ДЕСНЫ И ЕЕ ПРИТОКОВ ПО СОСТОЯНИЮ СООБЩЕСТВ МАКРОЗООБЕНТОСА

Специальность 03.02.08 – экология (биология)

Автореферат


диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тольятти 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и рационального природопользования Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского

НАУЧНЫЕ

РУКОВОДИТЕЛИ: доктор биологических наук, профессор

Любимов Валерий Борисович;

доктор биологических наук, профессор

Зинченко Татьяна Дмитриевна

ОФИЦИАЛЬНЫЕ

ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук, профессор

Попченко Виктор Иванович

доктор биологических наук, доцент

Сергеева Ирина Вячеславовна

ВЕДУЩАЯ Самарский государственный университет

ОРГАНИЗАЦИЯ:

Защита состоится 26 апреля 2011 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д.002.251.01. при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу: 445003, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Комзина, 10.

Тел. (8482) 48-99-77 факс (8482) 48-95-04 Е-mail: ievbras2005@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом – на сайте ИЭВБ РАН по адресу:

http://ievbras.ru

Автореферат разослан «_____» марта 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук А.Л. Маленев




ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение структуры и функционирования континентальных водоемов и водотоков в условиях воздействия абиотических и биотических факторов является одной из фундаментальных задач гидроэкологии (Алимов, 1991, 2000; Богатов, 1994; Комулайнен, 2004).

В условиях увеличивающейся антропогенной нагрузки, и как следствие, снижения самовосстанавливающей способности рек, донные сообщества являются наиболее объективным показателем в оценке состояния водотоков (Винберг, Алимов и др., 1977; Экологическое состояние.., 1996; Балушкина, 2002, Биоиндикация экологического.., 2007). Существуют обширные сведения о результатах исследований донных сообществ различных типов водоемов (Извекова, 1980; Беляков, 1983; Андренюк, 1994, Балушкина, 1997, Алексевнина, Преснова, 2001; Баканов, 2003; Домбровский, 2003 и др.). Наиболее полные исследования лотических систем с анализом индикаторной значимости донных организмов проведены для рек Волжского бассейна (Щербина, 1997; Перова, Щербина 2001; Зинченко 2006, 2008; Чертопруд, 2007), тогда как изучению экологического состояния равнинных рек в их естественном состоянии в различных регионах России уделяется недостаточное внимание.

Река Десна относится к разряду крупных незарегулированных равнинных рек Южного Нечерноземья с естественным режимом водопользования. Имеются отрывочные сведения о составе донной фауны нижнего течения р. Десны на территории Украины (Полищук, 1964; Шевцова и др., 2002). Однако до настоящего времени исследования сообществ макрозообентоса в качестве критерия экологического состояния р. Десны и ее притоков на территории Брянской области не проводились. В условиях длительного, интенсивного антропогенного воздействия особую актуальность приобретают исследования, связанные с определением методов диагностики экологического состояния бассейна реки Десны, основанных на индикации гидроэкосистем с акцентом на состояние сообществ макрозообентоса.

Цель исследования - оценка экологического состояния р. Десны и ее притоков (в пределах Брянской области) по структуре и количественным показателям макрозообентоса в условиях антропогенной нагрузки.

Задачи исследования:

  1. Определить видовой состав и распределение макрозообентоса р. Десны и ее притоков.
  2. Изучить сезонную и пространственную динамику видовой и количественной структуры бентоценозов.
  3. Оценить уровень загрязнения р. Десны и ее притоков на основе гидрохимического анализа воды и качества исследованных водотоков методами гидробиологического анализа.
  4. Выявить наиболее объективные биотические показатели, характеризующие состояния макрозообентоса р. Десны и ее притоков.
  5. Установить комплекс основных количественных характеристик макрозообентоса, зависящих от уровня антропогенного воздействия при проведении регионального экологического мониторинга водотоков.

Научная новизна. Впервые изучены состав, распределение, сезонная и многолетняя динамика структурных характеристик макрозообентоса равнинной реки Десны и ее притоков. Выявлены закономерности изменения видовой структуры сообществ макрозообентоса исследуемых водотоков при разнотипном антропогенном воздействии. Впервые установлены наиболее адекватные показатели оценки экологического состояния р. Десны и ее притоков.



Теоретическое значение работы. Выполненные комплексные исследования р. Десны и ее притоков являются основой для разработки регионального гидробиологического мониторинга и проведения биоиндикационных исследований незарегулированных равнинных рек. Определена взаимосвязь между поллютантами и структурными характеристиками сообществ макрозообентоса р. Десны и ее притоков. Проведенные комплексные гидробиологические и гидрохимические исследования позволили установить эталонный водоток – р. Нерусса для проведения сравнительной оценки различных метрик определения качества равнинных рек.

Практическая значимость результатов. Многолетние и сезонные исследования водотоков необходимы для выбора мероприятий по охране и рациональному использованию рек бассейна Десны с целью сохранения их биологических ресурсов. Результаты исследований являются базовыми для проведения паспортизации водоемов и водотоков региона. Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе вузов эколого-биологического профиля при разработке методических руководств, а также в работе природоохранных организаций при составлении региональных прогнозов экологического состояния водных объектов.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнена в соответствии с темой научных исследований кафедры экологии и рационального природопользования Брянского государственного университета имени акад. И.Г. Петровского «Биоразнообразие и состояние экосистем Неруссо-Деснянского полесья».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экологические проблемы малого города» (Балашов, 2008), Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы лесного комплекса» Брянской государственной инженерно-технологической академии (Брянск, 2008), итоговых научных конференциях Брянского госуниверситета (Брянск, 2008, 2009).

Декларация личного участия автора. Работа выполнена на кафедре экологии и рационального природопользования БГУ. Все результаты получены лично автором на всех этапах работы: сборе и анализе материала, обосновании выводов, подготовке текста, написании научных статей и докладов, в том числе и в соавторстве.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Изменения донных сообществ участка р. Десны и ее притоков (в пределах Брянской области) определяются воздействием загрязнения, гидродинамическим режимом водотоков и биотопическими особенностями.
  2. Качество вод р. Десны формируется в условиях многокомпонентного техногенного воздействия и эвтрофирования и характеризуется наличием специфических загрязнителей: формальдегидов, нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов.
  3. Статистически достоверные различия между исследованными реками можно выявить в результате многомерного кластерного анализа по видовому разнообразию макрозообентоса.
  4. Оценка экологического состояния и качества воды исследованных водотоков выявила необходимость использования традиционных методов оценки качества вод (биотический индекс Вудивисса, индекс Балушкиной) и интегрального индекса (ИИЭС), которые дают наиболее адекватные результаты оценки состояния р. Десны и ее притоков.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе четыре в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 188 страницах, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (237 источников, из которых 15 на иностранных языках), девяти приложений. Содержит 28 таблиц, 38 рисунков.

Диссертант выражает глубокую признательность д.б.н., проф., зав. лаб. экологии малых рек ИЭВБ РАН Т.Д. Зинченко и д.б.н., проф. В.Б. Любимову за помощь при анализе собранного материала; старшему научному сотруднику лаборатории зоологии беспозвоночных Московского Государственного университета им М.В. Ломоносова к.б.н. Э.И. Извековой за консультации, поддержку и ценные советы, которые помогли при написании работы, а также сотрудникам лаборатории экологии малых рек Института экологии Волжского бассейна РАН за помощь и поддержку.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Глава 1. Обзор литературы

Обзор литературы посвящен индикаторной значимости макрозообентоса, приоритетности гидробиологических исследований в биологическом мониторинге водотоков, описаны процессы эвтрофикации, происходящие в результате антропогенного воздействия в реках и показана роль донных сообществ в самоочищающей способности водных экосистем.


ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ


2.1. Физико-географическая характеристика района исследования

Территория Брянской области имеет протяженность с запада на восток 270 км, с севера на юг 245 км. Ее площадь составляет 34.8 тыс. км2. Брянская область расположена в западной части Восточно-Европейской равнины. Поверхность области представляет собой слабоволнистую равнину с общим пологим склоном с северо-востока на юго-запад (Ахромеев, 2001; Природные ресурсы.., 2007).






2.2. Гидрологические особенности исследуемых рек

Равнинная река Десна самая крупная река области, общая протяженность -

1130 км, является левым притоком р. Днепр. Исток находится в болотах южных склонов Смоленской возвышенности. Протяженность реки в пределах области - 177 км, площадь водосбора - 413 км2. Ширина русла изменяется в пределах от 27 до 152-200 м, средняя глубина реки в межень составляет 3.2 м (на плесах - до 5-7 м, на перекатах - до 1м). Р. Десна имеет неравномерный внутригодовой сток взвешенных наносов. Среднегодовой их расход составляет 1.2-2.4 кг/с (в апреле - до 15 кг/с). Среднегодовая мутность воды – 32 г/м3. Среднегодовой модуль твердого стока равен 5.5 т/км2 (наименьший – 1.5 т/км2). За последние 30 лет общая минерализация воды в реке Десне увеличилась на 27%. Заболоченность бассейна составляет в среднем 1–6% (Природа.., 2001). Основные характеристики водотоков приведены в тексте диссертации.

Река Болва берет начало на южных склонах Смоленской возвышенности на территории Калужской области. Левый приток р. Десны. Русло в основном каменистое, имеются водоскаты. На отдельных участках берега песчаные, много отмелей. Площадь бассейна составляет 4.3 тыс. км2, длина реки - 213 км. В пределах области площадь бассейна - 2.3 тыс. км2, длина реки - 92 км. Среднегодовой расход воды - 24.1 м3/с. Площадь водного сечения 41.6 м2. Устьевой участок, протяженностью 17.5 км, находится в пределах городской черты г. Брянска.

Река Снежеть имеет родниковое происхождение. Впадает в Десну на территории г. Брянска. Общая длина - 86 км, площадь бассейна составляет 1256 км2. Среднегодовой расход воды в устье реки 6.53 м3/с (в половодье - 31.3 м3/с, в межень - 3.14 м3/с). Общее падение реки 69 м, средний уклон равен 0.79‰. Коэффициент извилистости русла в среднем составляет 1.3. В верховье ширина реки составляет 1-4 м, в устье - до 40 м. Глубина изменяется от 0.2 до 2-5 м. Это один из быстротечных притоков р. Десны. Скорость течения на большей части реки варьирует от 0.3 до 0.5 м/с, местами достигая 0.7–1.0 м/с. Среднегодовой расход воды в устье - 6.53 м3/с. Подъем уровня воды достигает 3.7 м, в среднем составляет 3.0 м (Природа.., 2001).

Река Нерусса - левобережный приток р. Десны. Исток реки находится на территории Орловской области вблизи г. Дмитровск. Общая протяженность 185 км. В пределах заповедника «Брянский лес» и его охранной зоны река представлена нижним отрезком своего течения (147-169 м от истока), длиной около 22 км. Ширина русла изменяется от 15 до 45 м, глубина - 1.5 - 2.0 м (на ямах – 3-6 м). Русло реки песчаное. Скорость течения в половодье достигает 1.8 м/с, в межень - 0.4 м/с (Природные ресурсы.., 2007).

2.3. Гидрохимическая характеристика исследуемых водотоков

Изучение химического состава реки Десны и ее притоков под влиянием разнофакторного воздействия показало динамику основных гидрохимических параметров, характеризующих загрязнение р. Десны биогенными компонентами и органическим веществом (ОВ) (рис. 1).

Участок выше города подвержен в основном диффузной нагрузке - поверхностному смыву с сельхозугодий и дачных участков. Содержание органических

(по БПК5, по ХПК) и биогенных веществ соответствовало нормативам, установленным для рыбохозяйственных водотоков.

 Динамика пространственного распределения в р. Десне-1 Динамика пространственного распределения в р. Десне-2

 Динамика пространственного распределения в р. Десне химических -3

 Динамика пространственного распределения в р. Десне химических -4

 Динамика пространственного распределения в р. Десне химических -5

Рис. 1. Динамика пространственного

распределения в р. Десне химических

ингредиентов ((ОВ), азота нитритного, азота аммонийного) за вегетационный период 2008 г.

Отмечено незначительное превышение ПДКр весной и осенью, обусловленное поступлением органических веществ с водосборной территории. Содержание общего железа составило 2-4 ПДК. Постоянное превышение общего железа является естественным и объясняется химической эрозией осушаемых торфяников.

Участок р. Десны в черте города принимает сточные воды промышленных предприятий и очистных сооружений г. Брянска, в связи с чем концентрация анализируемых ингредиентов в отдельные сезоны [в период весеннего половодья 1.15-2.5 ПДКр по БПК5 (ст. 5, 6, 7), в 1.1- 2.14 ПДКр по ХПК; в летнюю межень 5 ПДКр, осенью 7.5 ПДКр азота нитритного; 1.17-2.5 ПДКр азота аммонийного (ст. 5, 6, 7), 2.9 – 8.5 ПДК общего железа], существенно возрастала (рис. 1). Установлены превышения содержания специфических загрязняющих веществ – нефтепродуктов (1.4-1.6 ПДК), формальдегида (1.2-1.4 ПДК), фенолов (3-5 ПДК), а также тяжелых металлов (медь, свинец, марганец – 2.5-10 ПДКр).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.