Оценка экологического состояния озера Карасиха Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника по организмам зообентоса

Assessment of the ecological state of lake Karasikha, the Volga-Kama State Natural Biosphere Reserve by zoobenthus organisms

Мингазова Н.М., Набеева Э.Г., Овдийчук С.С.

 Nafisa M. Mingazova, Elvira G. Nabeeva, Sergey S. Ovdiychuk
 

Казанский (Приволжский) федеральный университет  (Казань, Россия) 

Kazan Federal University (Kazan, Russia)
 

УДК 574

В статье исследуется экологическое состояние озера Карасиха в Вожско-Камском заповеднике в республике Татарстан. Оценка проводится по организмам зообентоса. Оценено видовое разнообразие озера. На основе полученных данных выявлен трофический тип – эвтрофированный и состояние озера, которое можно отнести к «умеренно-загрязнённым».

Ключевые слова: водные экосистемы; зообентос; эвтрофирование; озера; биоразнообразие; загрязнение.

The article examines the ecological state of Lake Karasikha in the Vozhsko-Kama nature reserve in the Republic of Tatarstan. The assessment is carried out for zoobenthos organisms. The species diversity of the lake was estimated. On the basis of the data obtained, the trophic type was revealed - eutrophied and the state of the lake, which can be attributed to the "moderately polluted".

Keywords: aquatic ecosystems; zoobenthos; eutrophication; lakes; biodiversity; pollution.

Введение

Актуальность выбранной темы: Примечательная особенность озера заключается в его интересном расположении: часть озера находится в Волжско-Камском заповеднике, а другая располагается в посёлке Садовый. В связи с этим важно проверить антропогенную нагрузку со стороны населённого пункта. Более того, данные по озеру в 2021 году не проводились.

Объектом исследования является озеро Карасиха, расположенное на территории Волжско-Камского заповедника, также часть озера расположена в посёлке Садовый.

Научная новизна исследования состоит в критической важности исследования и мониторинга, а также получения опыта по восстановлению водных экосистем, которые располагаются в ООПТ, так как в таких зонах применены ограничения из-за особого статуса.

Материалы и методы

Необходимый материал для исследования был отобран 30 сентября 2020 года. Всего было 3 станции по которым вёлся отбор проб. Пробы отбирались 3 раза на каждой станции.

Пробы отбирались при помощи бентосной сети с площадок размером 20х20. Из бентосной сети при помощи пинцетом брали зообентос и клали в маленькую баночку, которую впоследствии отбора фиксировали 40% формалином. В лаборатории пробы промывались, пинцетом перекладывался зообентос в чашку Петри с водой. Каждый вид был опознан при помощи определителя («Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР»).Каждый определённый вид сразу взвешивался, после определения всего зообентоса начинался расчёт численности и биомассы.

Для оценки качества воды были использованы следующие показатели: индекс Майера, индекс Шеннона, индекс Симпсона, индекс Вудивисса, Индекс Гуднайта-Уотлея.  

 Результаты

Исследуемое озеро Карасиха расположено в западной стороне от г.Казань, в Зелёнодольском районе, а именно в Волжско-Камском заповеднике. Примечательно то, что одна часть озера расположена в самом заповеднике, а другая — в посёлке Садовый.

Озеро Карасиха является частью гидросистемы поверхностных вод Раифского участка Волжско-Камского заповедника. Река Сер-Булак протекает через заповедное оз. Линево и оз. Карасиха, расположенное в пос. Садовый и впадает в оз. Раифское. ОзероКарасиха – небольшой водоем круглой формы площадью 0,4 м 2 с максимальной глубиной 10,8 м; характерной особенностью озера является высокая цветность – 380 о Pt и высокое содержание общего железа – 2,77 мг/л в воде.

Озеро округлой формы, имеет природу карстового происхождения. Прозрачность воды составляет 0,6 м. Минерализация — гидрокарбонатно-хлоридно-кальциевая, очень мягкая.

Кадастровая характеристика не проводилась по озеру Карасиха.

Категория земель: межевание по озеру не проводилось.

Рис. 1. Расположение станций по сбору зообентоса

Fig. 1. Location of stations for collecting zoobenthos

Масштаб 1 : 1000

Рис. 2. Местоположение озера

Fig. 2. Location of the lake

Масштаб 1 : 15 000. Синим выделено озеро

В ходе анализа зообентоса было выявлено 11 видов из 8 семейств: 1 вид из семейства Coenagrionidae, 1 вид из семейства Asellidae, 1 вид из семейства Pisidiidae, 3 вида из семейства Baetidae, 2 вида из семейства Chironomidae, 1 вид из семейства Enchytraeidae, 1 вид из семейства Corixidae, 1 вид из семейства Chaoboridae.

На станции 1 находится 3 вида, с доминированием Asellus aquaticus (Linné, 1758). Стоит отметить, что именно на этой станции было найдено меньше всего видов.

>На станции 2 было обнаружено 5 видов, среди которых нет чёткого выраженного доминирующего вида. 2 экземпляра приходится на Ischnura pumilio (Charpentier, 1828), 2 экземпляра относится к Ablabesmyia lentiginosa (Fries, 1823), 2 экземпляра относится к Enchytraidae genus sp., также присутствует 1 экземпляр asellus aquaticus (Linné, 1758). Замечен двустворчатый моллюск, однако его нельзя было определить, так как в пробе он уже был без раковины. В элиминированном состоянии.

На станции 3 также присутствует 5 видов. Явственным доминирующим видом является Cloen Dipterum (Linné, 1758), в пробе было 10 экземпляров. Присутствовали также 1 экземпляр Asellus Aquaticus (Linné, 1758), 2 экземпляра Chaoborus obscuripes (Wulp, 1859), 3 экземпляра Chironomus dorsalis (Meigen, 1818) и 1 экземпляр Sigara falleni (Fieber, 1848).

Численность на станции 1 колеблется от 8 до 25 экз./м². По значениям численности доминирующим видом оказался Asellus Aquaticus (Linné, 1758). Минимальные и максимальные показатели биомассы составляли 0,05 и 0,51 г/м²соответственно. Наибольшей биомассой обладает вид Sphaerium rivicola (Lamarck, 1818), а наименьшей – Nigrobaetis niger (Linné, 1761). Суммарная численность и биомасса: 57 экз./м² и 0,92 г/м² соответственно.

По данным на станции 2 численность изменялась от 8 до 16 экз./м². Видами с максимальной численностью являются Ischnura pumilio (Charpentier, 1828), Ablabesmyia lentiginosa (Fries, 1823) и Enchytraidae genus sp. По биомассе изменения идут, начиная с 0,075 г/м² по 0,16 г/м². Вид с максимальной биомассой – Ischnura pumilio (Charpentier, 1828). Суммарная численность и биомасса: 64 экз./м² и 0,61 г/м².

На станции 3 изменение численности происходило от 8 экз./м² до 83экз./м². Максимальная численность принадлежит виду Cloen dipterum (Linné,1758). По биомассе следующие показатели: от 0,075 г/м² до 0,54 г/м². Максимальные значения у вида Cloen dipterum (Linné,1758), а минимальные – Chironomus dorsalis (Meigen, 1818). Очевидно, что Cloen dipterum (Linné, 1758) является доминирующим видом на этой станции. Суммарная численность и биомасса: 140 экз./м² и 1,13 г/м², соответственно.

Из всех трёх станций наибольшая по численности и биомассе является третья станция.

Рассмотрим результаты индексов по каждой станции отдельно:

Станция 1

Индекс Майера оценивает качество водоёма в целом. По расчётам индекс Майера равняется 14, что соответствует 3 классу качества воды, а значит водоём считается умеренно-загрязнённым. Индекс Шеннона показывает 1,8 при максимальном значении 2,0, в связи с этим воды можно считать «грязными», а трофический тип – эвтрофным. Также следует отметить, что выравненность относительной численности видов в сообществе на хорошем уровне. Индекс Симпсона равен 0,68, что говорит о том, что доминирующие виды присутствуют. По индексу Вудивисса – 6 баллов, что характеризует водоём, как умеренно-загрязнённый. На станции 1 отсутствуют олигохеты, в связи с этим, индекс Гуднайта-Уотлея не рассчитывался.

Станция 2

Индекс Майера равен 12, что соответствует 3 класса качества воды, водоём считается умеренно-загрязнённым. Индекс Шеннона равняется 2,25 при максимальном значении 2,32, при таком значении качество водного объекта считается умеренно-загрязнённым, а трофический тип – мезотрофный. Выравненность относительной численности видов в сообществе на хорошем уровне. Индекс Симпсона равен 0,78, что указывает на благополучное равномерное распределение видов и говорит о хорошем биоразнообразии. В свою очередь, индекс Вудивисса равен 2 балла, что характеризует воды, как «грязные». По индексу Гуднайта-Уотлея водоём считается в хорошем состоянии, так как он равен 14,2 %.

Станция 3

Индекс Майера равен 36, что соответствует 1 классу качества воды, водоём, таким образом, характеризуется, как «чистый». Индекс Шеннона равен 1,72 при максимальном значении 2,32. При таком значении индекса можно сделать вывод, что качество водного объекта характеризуется, как умеренно-загрязнённое, а трофический тип – эвтрофный. Следует отметить, что выравненность относительной численности видов в сообществе не соответствует благополучному уровню. Индекс Симпсона равняется 0,59, что говорит о присутствии доминирующего вида и плохом равномерном распределение видов. По индексу Вудивисса 6 баллов, что характеризует качество водоёма, как «умеренно-загрязнённое». На станции 3 отсутствуют олигохеты, в связи с этим, считать индекс Гуднайта-Уотлея не рассчитывался.

Табл.1 Общие сведения результатов численности, биомассы и результатов индексов зообентоса озера Карасиха

Tab. 1 General information on the results of abundance, biomass and results of zoobenthos indices of Lake Karasikha

Выводы

На озере Карасиха было обнаружено 11 видов из 8 семейств: 1 вид из семейства Coenagrionidae, 1 вид из семейства Asellidae, 1 вид из семейства Pisidiidae, 3 вида из семейства Baetidae, 2 вида из семейства Chironomidae, 1 вид из семейства Enchytraeidae, 1 вид из семейства Corixidae, 1 вид из семейства Chaoboridae.

Численность зообентоса изменялась от 8 до 83 экз./м². Суммарная численность зообентоса всех станций равняется 261 экз./м², суммарная биомасса всех станций – 2,65 г/м².

Опираясь на индекс Шеннона был сделан вывод, что, водоём характеризуется, как «умеренно-загрязнённый», а трофический тип представляет из себя эвтрофный. Индекс Симпсона не превышает 0,78. Оценка индекса Вудивисса по станциям колеблется от 2 до 6, указывая на не лучшее состояние озера. Индекс Майера это подтверждает, 2 станции из 3 имеют 3 класс качества воды.

Исходя из всех полученных данных, рассчитанных индексов озеро можно отнести к «умеренно-загрязнённым», трофический тип является эвтрофным.

За озером необходим дальнейший мониторинг для отслеживания общего состояния. Из профилактических мер можно предложить очистку берегов от мусора, мониторинг; восстановительные мероприятия не рекомендуются, поскольку озеро находится на территории заповедника.

Список литературы

1. Владимиров А.М., Орлов В.Г. Охрана и мониторинг поверхностных вод суши. Учебник. – СПб.: РГГМУ, 2009. – 220 с.
2. Гидробиологический справочник. URL: http://hydro.bio.msu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=149&Itemid=60 (дата обращения: 9.11.2021).
3. Кутикова Л.А., Старобогатов Я.И. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос). – Л.: Гидрометиздат, 1977. – 510 с.
4. Методы оценки качества вод по гидробиологическим показателям: учебно-методическая разработка по курсу «Гидробиология» – Казань: КФУ, 2015. – 44 с.
5. Орлова Т.Н., Базлов Д.А., Орлов В.Ю. Химия природных и промышленных вод: учеб. пособие. – Ярославль: ЯрГУ, 2013. – 120 с.
6. Петин А.Н., Лебедева М.Г., Крымская О.В. Анализ и оценка качества поверхностных вод Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с
7. Полякова Т.Н. Рекомендации по оценке состояния экосистем малых водоемов по организмам макрозообентоса // Изучение водных объектов и природно-территориальных комплексов Карелии. – Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. – 85-105.
8. Шерышева Н.Г., Унковская М.А. Донные отложения и бактериобентос водной системы р. Сер-Булак – оз. Карасиха (Волжско-Камский заповедник, Республика Татарстан) // Экологический сборник 7: Труды молодых ученых. Всероссийская (с международным участием) молодежная научная конференция. – Тольятти, 2019. – С. 520-523. DOI: https://doi.org/10.24411/9999-010A-2019-10131

Доклад поступил в редакцию 10.11.2021

Об авторах

Мингазова Нафиса Мансуровна – Nafisa M. Mingazova

доктор биологических наук

профессор, ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), кафедра природообустройства и водопользования, Казань, Россия 

nmingas@mail.ru 

ORCID - http://orcid.org/0000-0002-8360-7005

Набеева Эльвира Габдулхаковна – Elvira G. Nabeeva

кандидат биологических наук

старший преподаватель, ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), кафедра природообустройства и водопользования, Казань, Россия 

levira_nn@mail.ru

ORCID - http://orcid.org/0000-0002-3246-9431

Овдийчук Сергей Сергеевич – Sergey S. Ovdiychuk

студент 3 курса, ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань, Россия (Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russia), кафедра природообустройства и водопользования, Казань, Россия 

avdik2001@gmail.com 

ORCID - https://orcid.org/0000-0002-6664-8710

Корреспондентский адрес: Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д.18, КФУ. 

ССЫЛКА:

Мингазова Н.М., Набеева Э.Г., Овдийчук С.С. Оценка экологического состояния озера Карасиха Волжско-Камского государственного природного биосферного заповедника по организмам зообентоса // Материалы Международной дистанционной научно-практической конференции «Водные экосистемы в современном мире»

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Assessment of the ecological state of lake Karasikha, the Volga-Kama State Natural Biosphere Reserve by zoobenthus organisms

Nafisa M. Mingazova, Elvira G. Nabeeva, Ovdiychuk S.S.

Kazan (Volga region) Federal University (Kazan, Russia)

The article examines the ecological state of Lake Karasikha in the Vozhsko-Kama nature reserve in the Republic of Tatarstan. The assessment is carried out for zoobenthos organisms. The species diversity of the lake was estimated. On the basis of the data obtained, the trophic type was revealed - eutrophied and the state of the lake, which can be attributed to the "moderately polluted".

Keywords: aquatic ecosystems; zoobenthos; eutrophication; lakes; biodiversity; pollution.

References

1. Gidrobiologicheskij spravochnik [Hydrobiological reference book]. URL: http://hydro.bio.msu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=149&Itemid=60 (date: 9.11.2021).
2. Kutikova L.A., Starobogatov Ya.I. Opredelitel' presnovodnyh bespozvonochnyh Evropejskoj chasti SSSR (plankton i bentos). [Keys to freshwater invertebrates of the European part of the USSR (plankton and benthos)]. Gidrometizdat, Leningradб 510 p.
3. Metody ocenki kachestva vod po gidrobiologicheskim pokazatelyam: uchebno-metodicheskaya razrabotka po kursu «Gidrobiologiya» [Methods for assessing water quality by hydrobiological indicators: educational and methodological development for the course "Hydrobiology"]. KFU, Kazan, 2015. 44 p.
4. Orlova T.N., Bazlov D.A., Orlov V.Yu. Himiya prirodnyh i promyshlennyh vod: ucheb. posobie [Chemistry of natural and industrial waters: textbook. allowance]. YarsU, Yaroslavl, 2013. 120 p.
5. Petin A.N., Lebedeva M.G., Krymskaya O.V. [Analysis and assessment of surface water quality. Textbook]. Izd-vo BelGU, Belgorod, 2006. 252 p.
6. Polyakova T.N. Rekomendacii po ocenke sostoyaniya ekosistem malyh vodoemov po organizmam makrozoobentosa [Recommendations for assessing the state of ecosystems of small water bodies by organisms of macrozoobenthos]. Izuchenie vodnyh ob"ektov i prirodno-territorial'nyh kompleksov Karelii [Study of water bodies and natural-territorial complexes of Karelia]. KarNC RAN, Petrozavodsk, 2007. P. 85-105.
7. SHerysheva N.G., Unkovskaya M.A. Donnye otlozheniya i bakteriobentos vodnoj sistemy r. Ser-Bulak – oz. Karasiha (Volzhsko-Kamskij zapovednik, Respublika Tatarstan) [Bottom sediments and bacteriobenthos of the water system of the river. Ser-Bulak - lake. Karasikha (Volzhsko-Kamsky nature reserve, Republic of Tatarstan)] Ekologicheskij sbornik 7: Trudy molodyh uchenyh. Vserossijskaya (s mezhdunarodnym uchastiem) molodezhnaya nauchnaya konferenciya [Ecological collection 7: Works of young scientists. All-Russian (with international participation) youth scientific conference]. Tol'yatti, 2019. P.519-523. DOI: https://doi.org/10.24411/9999-010A-2019-10131
8. Vladimirov A.M., Orlov V.G. Ohrana i monitoring poverhnostnyh vod sushi. Uchebnik [Protection and monitoring of land surface waters. Textbook]. RGGMU, St. Petersburg, 2009. 220 p.

Authors

Nafisa M. Mingazova

Dr of biology science, professor

Kazan Federal University, the Department of Environmental Engineering and Water Management, Kazan, Russia

nmingas@mail.ru

http://orcid.org/0000-0002-8360-7005 

Elvira G. Nabeeva

phD, Senior Licturer

Kazan Federal University, the Department of Environmental Engineering and Water Management, Kazan, Russia

levira_nn@mail.ru

http://orcid.org/0000-0002-3246-9431 

Sergey S. Ovdiychuk

3^rd year student

Kazan Federal University, the Department of Environmental Engineering and Water Management, Kazan, Russia

avdik2001@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-6664-8710 

ARTICLE LINK:

Mingazova N.M., Nabeeva E.G., Ovdiychuk S.S. Assessment of the ecological state of lake Karasikha, the Volga-Kama State Natural Biosphere Reserve by zoobenthus organisms // Materials of the International Distance Scientific and Practical Conference “Aquatic Ecosystems in the Modern World”

When reprinting a link to the site is required

Адрес - info@hydrosphere-ecology.ru

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

На ГЛАВНУЮ

К разделу ПУБЛИКАЦИИ