An Evaluation of Ecological Condition of Lake Ecosystems of Urban Territories by Zoobenthos Parameters (on the example of Kazan)

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.136.7
Issue: № 10 (136), 2023
Suggested:
22.05.2023
Accepted:
09.10.2023
Published:
17.10.2023
443
13
XML
PDF

Abstract

The study analysed data on species composition and quantitative characteristics of zoobenthos based on the data of environmental inventory and passportization of Kazan. Data on zoobenthos organisms of 36 urbanized lakes were used. The predominant group by species composition in the zoobenthos community is insects, making up 53% of the total species composition, chironomids were the most frequent. The most frequently occurring and red-listed species of zoobenthos organisms were found. Zoobenthos numbers varied from 10 to 2800 eq/m2 in different water bodies; biomass values varied from 0.04 to 61.15 g/m3. According to the Shannon and Simpson species diversity indices, most of the lakes belong to the category of polluted with stable communities. The lake ecosystems located in the Novo-Savinovsky and Kirovsky districts of Kazan and belonging to the first supra-floodplain terrace of the Kazanka River and the Volga River are among the most significant in terms of species diversity of biological resources. The biological resources of lakes in Kazan, which are subjected to strong anthropogenic load, need to be protected, and the lakes need to be improved and rationally used.

1. Введение

Сохранение биологического разнообразия относится к национальным целям и стратегическим задачам развития Российской Федерации (в соответствии с указом Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 года № 204). Биологические ресурсы озёрных экосистем – важное звено в сохранении биоразнообразия.

Биоресурсы озёрных экосистем г. Казани представляют собой ценное звено в сохранении биологического разнообразия водных растений и животных в условиях города. Озёра г. Казани отличаются разнообразием по качественному составу гидробионтов. Гидробиологическая оценка озёрных экосистем г. Казани проходила в рамках широкомасштабной инвентаризации и паспортизации водных объектов г. Казани (по муниципальному контракту с МКУ «Комитет внешнего благоустройства города Казани»)

,
. На основании экологических паспортов и Реестров водных объектов г. Казани проведена оценка биоресурсного потенциала озёр города по качественному составу и количественным показателям зообентоса.

Зообентос – важнейший компонент кормовой базы ихтиофауны

,
,
. Оценка рыбопродуктивности по зообентосу производится при исследовании озёрных экосистем с целью оценки возможной рыбопродукции, восстановления и увеличения биоразнообразия ихтиофауны.

Природно-географическая характеристика района исследований. В физико-географическом отношении район расположения озер - Вятско-Камская возвышенность, Западное Прикамье, терраса реки Волги. Территория города в целом относится к району очень слабой расчлененной аккумулятивной террасовой равнины левобережья Волги. Верхняя часть города расположена на высоких средне- и раннеплейстоценовых террасах, с абсолютными высотами в пределах 80-120 м. На правобережье Казанки притеррасное понижение низкой надпойменной террасы было занято торфяным болотом (Кизическое болото), которое сохранилось в виде многочисленных озер Ново-Савиновского района

.

2. Материалы и методы исследования

Исследования выполнены на кафедре Природообустройства и водопользования и в Лаборатории оптимизации водных экосистем (ЛОВЭ) Института управления, экономики и финансов Казанского (Приволжского) федерального университета. В работе использованы результаты собственных исследований (полевых), фондовые данные. Объектом исследований послужили озёрные экосистемы озёр г. Казани, исследованные в рамках инвентаризации и паспортизации водных объектов г. Казани.

В качестве материала для исследования использовали зообентос. Во время выполнения работ определяли его видовой состав и численность. Провели анализ результатов, полученных индексов Шеннона и Симпсона.

Использованы данные об организмах зообентоса 36 урбанизированных озер (Московского района – 4 озера, Кировского района – 7 озер, Ново-Савиновского района – 22 озера, Вахитовского района – 2 озера, Приволжского – 1 озеро). Гидробиологические пробы отбирали в летний период 2007 г., в июле-августе, на каждом водоеме с 2 станций, в трех повторностях, общее количество проанализированного материала составляет 72 пробы. Отбор проб производился с помощью донного сачка и трубчатого дночерпателя с площади 20х20 см. Организмы промывали и помещали в пробирки, фиксировались 4%-ным раствором формалина. Дальнейшее определение проб проводилось в лаборатории. Определение видов осуществляли по Определителю пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (1977)

и Определителю пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий (1994)
. Для расчета количественных показателей использовали данные численности и биомассы, рассчитывали индексы видового разнообразия Шеннона и Симпсона
,
,
.

3. Основные результаты

В результате исследования был определен видовой состав зообентоса озерных экосистем г. Казани. Анализ полученных данных показал, что разнообразие экосистемы озер представлено 47 видами, относящимися к 7 классам различных организмов: насекомые (Insecta) – 26 видов (53%), моллюски (Mollusca) – 12 видов (26%), олигохеты (Olygochaeta) – 6 видов (13%), пиявки (Hirudinea) – 1 вид (2%), ракообразные (Crustacea) – 1 вид (2%), паукообразные (Arachnida) – 1 вид (2%) и нематоды (Nematoda) – 1 вид (2%) (Рис. 1).

Распределение таксонов внутри качественного состава зообентоса озёрных экосистем г. Казани

Рисунок 1 - Распределение таксонов внутри качественного состава зообентоса озёрных экосистем г. Казани

Преобладающая группа по видовому составу в зообентосном сообществе озёрных экосистемах г. Казани – насекомые. Наиболее часто встречающимися видами были личинки хирономид Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758), Polypedilum nubeculosum (Meigen, 1804), жуки рода Hydroporus, личинки поденок Cloen dipterum (Linnaeus, 1761), полужесткокрылые Corixa sp. Среди группы моллюски доминировали виды Planorbis planorbis (Linnaeus, 1758) и Anisus spirorbis (Linnaeus, 1758). Среди олигохет наиболее часто встречались Limnodrilus hofmeisteri (Claparède, 1862), Tubifex tubifex (Müller, 1774). Среди пиявок самый распространенный вид – Erpobdella octoculata (Linnaeus, 1758), среди ракообразных – Asellus aquaticus (Linnaeus, 1758)
. Встречаемость видов макрозообентоса в озёрах г. Казани представлена в Таблице 1.

В ходе данного исследования авторами в озерных экосистемах г. Казани были обнаружены редкие виды зообентоса, занесенные в Красную Книгу РТ

: Ranatra linearis (Linnaeus, 1758) (ранатра палочковидная, обитающий в озере В. Кабан) и Nepa сinerea (Linnaeus, 1758) (водный скорпион, обитающий в озере В. Кабан), Argironeta aquatica (Clerck, 1757) (паук-серебрянка, обитающий в озере – старице №2 реки Казанка Советского района) (Табл. 1).

Таблица 1 - Таксономический состав зообентоса озёрных экосистем г. Казани и их частота встречаемости

Таксономическая группа

Вид

Встречаемость

Насекомые (Insecta)

Хирономиды

1

Chironomus plumosus

доминирование

2

Polypedilum nubeculosum

доминирование

3

Potthastia gaedii

редко

4

Stictochironomus rosenscholdi

редко

5

Monopelopia tenuicalar

редко

6

Prodiamesa olivacea

редко

7

Cryptochironomus gr. Defectus Walker

редко

8

Dicrotendipes modestus Say

редко

9

Stictochironomus rosenscholdi Zetterstodt

редко

10

Gliptotendipes glaucus Meigen

-

11

Gliptotendipes gripekoveni Kieffer

-

12

Clinotanypus nervosus Meigen

-

13

Cladotanitarsus g. mancus Walker

редко

14

Procladius ferrugineus

редко

15

Orhtocladius clarci

редко

Жуки

16

рода Hydroporus

доминирование

Поденки

17

Cloen dipterum

доминирование

18

Baetis rhodani

редко

Полужесткокрылые

19

Corixa sp.

доминирование

20

Notonecta glauca

редко

21

Ranatra linearis

редкий вид, занесенный в Красную Книгу РТ

22

Nepa сinerea

редко

Стрекозы

23

Coenagrion armatum

редко

24

Ischnura elegans

редко

25

Cordulia aenea L

редко

26

Coenagrion pulchellum

редко

27

Somatochlora metallica

редко

Двукрылые

25

Mistacides niger

редко

Моллюски (Mollusca)

Моллюски

Брюхоногие моллюски

26

Planorbis planorbis

доминирование

27

Segmentina nitida

редко

28

Viviparus viviparus

редко

29

Anisus spirorbis

доминирование

30

Aplexa hypnorum

редко

31

Bithynia trosheli

редко

32

Limnea glabra

редко

33

Limnea ovata

редко

34

Planorbis vortex

редко

Двустворчатые моллюски

35

Spherium corneum L.

редко

36

Spherium nitidum L.

редко

37

Anodonta complanata

редко

Олигохеты (Olygochaeta)

Олигохеты

38

Limnodrilus hofmeisteri

доминирование

39

Tubifex tubifex

доминирование

40

Eiseniella tetraedra Savigny

редко

41

Nais barbata

редко

42

Derodorsalis

редко

43

Enchitreidae sp

редко

Пиявки (Hirudinea)

Пиявки

44

Erpobdella octoculata

доминирование

Ракообразные (Crustacea)

Ракообразные

45

Asellus aquaticus

доминирование

Паукообразные (Arachnida)

Паукообразные

46

Argironeta aquatica L

редкий вид, занесенный в Красную Книгу РТ

Нематоды

Нематоды

47

Nematoda sp.

редко

4. Обсуждение

По количественным характеристикам численность зообентоса изменялась от 10 до 2800 экз./м2 на разных водных объектах; значение биомассы варьировалось от 0,04 до 61,15 г/м3. Наиболее бедным в отношении численности зообентоса является оз. Малое Лебяжье (10 экз./м2), биомассы – оз. Восточное (0,04 г/м2). Самая высокая численность обнаружена в оз. Верхний Кабан (2800 экз./м2), а самая высокая биомасса у оз. Малое Глубокое (61,15 г/м2) (Табл. 2).

Таблица 2 - Численность, биомасса и индексы видового разнообразия зообентоса озёр г. Казани

Наименование озера

Общая численность (экз/м²)

Биомасса (г/м²)

Индекс Шеннона

Индекс Симпсона

1

Марьино

112

0,81

1,22

0,49

2

Центральное (в парке Победы)

50

0,5

0

0

3

Озеро в парке Победы по Ямашева (Восточное)

25

0,04

1

0,5

4

Озеро 1 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

89

0,11

1,85

0,69

5

Озеро 2 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

1575

7,95

1,07

0,5

6

Озеро 3 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

13

0,63

1,35

0,5

7

Озеро 4 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

37

1,66

1

0,5

8

Озеро 7 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

75

0,88

1

0,5

9

Озеро 8 в озерно-болотном комплексе Парка Победы

72

0,88

1

0,5

10

Озеро по ул. Чуйково и Амирхана (Крошка)

12

0,06

0

0

11

Озеро на Сабантуйной поляне (Майданное)

350

1,025

0,73

0,6

12

Уютное (напротив ТЭЦ)

25

0,125

0

0

13

Сероводородное (напротив ТЭЦ первое)

75

0,35

1,58

0,7

14

Озеро по Амирхана 105 (Большое)

12,5

0,11

0

0

15

Озеро по Амирхана 95 (Бусинка)

12,5

0,15

0

0

16

Озеро напротив входа на авторынок (Уголочек)

25

0,09

1

0,5

17

Озеро Придорожное

38

1,162

1

0,5

18

Озеро по ул. Адоратского (Кряква)

88

1,47

2,52

0,81

19

Озеро по ул. Адоратского, 56 (Пуговка)

12,5

0,06

0

0

20

Озеро по ул. Адоратского, 60 (Кнопка)

50

0,4

0,81

0,37

21

Озеро по ул. Адоратского, 62 (Вербное)

87

0,4

0,81

0,48

22

Озеро по ул. Адоратского, 64 (Песчаное)

150

1,46

1,18

0,48

23

Озеро на ул. Меридианная и Четаева (Утиное)

100

0,75

1

0,5

24

Водоем в казанском Зооботсаде (озеро Ботаническое)

375

4,8

0

0

25

Средний Кабан

250

16,2

2,45

0,6

26

Верхний Кабан

2800

7,07

2,28

0,7

27

Большое Лебяжье

900

11,98

2,8

0,83

28

Малое Глубокое

550

61,15

2,2

0,5

29

Малое Лебяжье

10

0,1

0,91

0,38

30

Дряничное

276

0,348

0,5

0,5

31

Озеро в Лагерном

12

0,048

0

0

32

Озеро Большое Глубокое

192

15

2,8

0,63

33

Озеро в парке Урицкого

112

0,81

0

0

34

Озеро Харовое

12

1,272

 -

35

Озеро по ул. Серова

2050

6,925

1,6

0,4

36

Озеро в парке Шурале

24

15

1

0,5

При анализе индексов видового разнообразия выявлено, что Индекс Шеннона изменялся от 0 до 2,8 бит. При сравнении водных объектов по индексу видового разнообразия Шеннона выявлено, что 34% водных объектов относятся к загрязненным водам, 66% к грязным. Индекс Симпсона изменялся от 0 до 0,7, принимая на 59% водоемов значение выше 0,5, что соответствует водным экосистемам со сложившимся устойчивым сообществом; в 41% водных объектов сообщества относятся к неустойчивым.

5. Заключение

Анализ проведенной работы показал, что в озерных экосистем г. Казани обнаружены представители 7 классов бентосных водных беспозвоночных, включающие в себя 47 видов организмов, из них Insecta – 26 видов, Mollusca – 12, Olygochaeta – 6 видов, Hirudinea – 1 вид, Crustacea – 1, Arachnida – 1 и Nematoda – 1 вид.

 Обнаружены редкие виды, занесенные в Красную Книгу РТ: Ranatra linearis (Linnaeus, 1758), Nepa сinerea (Linnaeus, 1758), Argironeta aquatic. Численность зообентоса изменялась от 10 до 2800 экз./м2 на разных водных объектах; значение биомассы варьировалось от 0,04 до 61,15 г/м3. Согласно индексам видового разнообразия, большая часть водоемов относится к загрязненным с неустойчивым сообществом.

Биоресурсы озёр г. Казани, подвергаемые сильной антропогенной нагрузке, нуждаются в охране, а озера – в регулировании негативного воздействия, благоустройстве и рациональном использовании.

Article metrics

Views:443
Downloads:13
Views
Total:
Views:443