Эколого-морфологическая характеристика ихтиофауны реки Ишим на юге Тюменской области

УДК 597-15 + 597.556.3 ББК 28.693.32

Фёдоров Евгений Фёдорович

аспирант

кафедра экологии и охраны окружающей среды Омский государственный педагогический университет

г. Ишим

Калиненко Николай Алексеевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедра экологии и охраны окружающей среды Омский государственный педагогический университет

г. Омск

Feodorov Evgeny Feodorovich

Post-graduate Chair of Ecology and Environment Protection Omsk State Pedagogical University Ishim

Kalinenko Nikolay Alexeevich

Doctor of Agriculture Professor

Chair of Ecology and Environment Protection Omsk State Pedagogical University Omsk

Эколого-морфологическая характеристика ихтиофауны реки Ишим на юге Тюменской области Ecological and Morphological Characteristics of Ichthyofauna of the Ishim River in the South of Tyumen Region

Изучены состав и обилие видов ихтиофауны 3 участков реки Ишим на юге Тюменской области. Проведен анализ изменчивости пластических и меристи-ческих признаков у леща, плотвы и окуня. Показана взаимосвязь изменений с уровнем антропогенной нагрузки на реку.

The composition and abundance of species of ichthyofauna in 3 parts of the Ishim River in the south of Tyumen region have been studied; variability of plastic and meristic characteristics of bream, roach and perch has been analyzed.

Ключевые слова: река Ишим, ихтиофауна, видовое богатство, счётные и пластические признаки, антропогенная нагрузка.

Key words: the Ishim River, ichthyofauna, species abundance, numerable and plastic characteristics, anthropogenic load.

На данный момент, состояние рыбных ресурсов в Тюменской области оценивается как удовлетворительное, но, несмотря на это, необходим постоянный контроль за численностью рыб, видовым разнообразием и состоянием природных популяций.

Рыбы являются основными объектами биоты реки, завершают водную пищевую цепь, живут достаточно долго и способны накапливать вредные для себя и человека вещества. Исходя из этого, для получения интегральной оценки состояния гидроэкосистемы удобно использовать как биоиндикатор рыбное население [3].

Целью настоящей работы явился анализ видового разнообразия рыб реки Ишим и эколого-морфологическая характеристика отдельных представителей ихтиофауны (плотва, лещ и окунь) в условиях различного антропогенного воздействия.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования является видовой состав ихтиофауны реки Ишим на юге Тюменской области, а также изменчивость пластических и счётных признаков у плотвы, леща и окуня. Отлов материала производился в течение четырех месяцев 2008 года (июнь-сентябрь) на трёх створах в пределах Ишимского района. Створ №1 характеризуется преимущественным влиянием сельского хозяйства на речное русло. На участок реки в районе створа №2 наблюдается комбинированное воздействие сельского хозяйства и незначительно урбанизированной среды пригорода Ишима. Створ №3 - это преимущественное влияние недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод и биогенного загрязнения фекального происхождения [2].

На каждом створе формировался порядок из четырех стандартных ставных сетей из монофиламентов (ячея 18, 20, 35, 70 мм) - самые крупные устанавливались выше по течению, далее, с интервалом 7-10 метров, остальные сети. Время постановки сетей для отлова ихтиологического материала составляло десять часов светлого времени суток. На каждом створе за исследуемый период проведено 10 контрольных обловов, в ходе которых выловлено 1077 экземпляров рыб. Камеральная обработка ихтиологического материала проводилась по общепринятым методикам [5]. Видовую принадлежность рыб устанавливали по определителю [1].

Для объективизации оценки относительного обилия вида в уловах принято следующее деление их по значимости: редкий вид - < 0,1%, малочисленный -0,1-1,0%, обычный - 1,1-5,0%, субдоминант - 5,1-10,0%, доминант - > 10%, супердоминант - > 50% от общей численности улова.

Большинство морфологических признаков рыб не зависит от роста и обеспеченности пищей. Как правило, они очень рано, в частности пластические и счётные, проявляются в онтогенезе, не изменяются с возрастом и могут использоваться как индивидуальные и популяционные маркеры, отражающие характеристики морфогенетического гомеостаза [6]. Морфометрическому анализу подвергались окунь, плотва и лещ. Возраст рыб варьировался от 1+ до 5+ (9+ для леща). Первые два вида анализировались как наиболее распространенные (доминанты), а лещ рассматривается как промысловый вид в ихтиофауне реки. Учитывалось 17 пластических и 4 счётных признака. Окунь анализировался только по счётным признакам. Важнейшими статистическими показателями являются дисперсия (а ) и среднее квадратичное отклонение (Бх), которые позволяют описать не только величину, но и специфику варьирования признаков.

Результаты и обсуждение

Ихтиофауна реки Ишим на юге Тюменской области включает в себя представителей понто-каспийского пресноводного (лещ, уклейка) и бореально-равнинного (плотва, щука, окунь, судак, ёрш, сибирский елец) фаунистических комплексов. Полный состав и встречаемость видов в анализируемых створах представлен в Таблице 1. Наблюдается снижение количества выловленных особей рыб от створа №1 к №3, что может служить показателем неблагоприятных условий обитания, а также изменяется структура ихтиоценоза. В наиболее загрязненных условиях створа №3 на доминирующие позиции выходят окунь, плотва и щука. В то время как полностью из ихтиоценоза в этом районе выпадают судак, сибирский елец, ёрш и лещ. Уклейка почти в 10 раз уменьшает своё присутствие по сравнению со створом №2. На всем этом фоне значительной трансформации ихтиоценоза от створа №1 к №2 не обнаружено. Более ранние

исследования указывают на усиление доминирующих позиций трёх экологически пластичных видов - окуня, щуки и плотвы - в бореальных равнинных водоемах Европы, подверженных влиянию антропогенной нагрузки [4], [7].

Таблица 1

Состав и относительное обилие видов рыб, обитающих на исследуемых створах реки Ишим

Виды рыб Створ №1 Створ №2 Створ №3

Отряд 1. Esociformes - Щукообразные Семейство 1. Esocidae - Щуковые 1. Esox lucius - щука обыкновенная. Обычный

Отряд 2. Perciformes - Окунеобразные Семейство 2. Percidae - Окунёвые 2. Perca fluviatilis- обыкновенный окунь. Доминант

3. Sander lucioperca - обыкновенный судак Малочисленный (0,9%) Малочисленный (0,8%) Отсутствует

4. Gumnocephallus cernuus - обыкновенный ёрш. Доминант (10,6%) Доминант (11,4%) Отсутствует

Отряд 3. Cypriniformes - Карпообразные Семейство 3. Ciprinidae - Карповые 5. Abramis brama - лещ. Обычный (5%) Субдоминант (6%) Отсутствует

6. Alburnus alburnus) - уклейка Доминант

7. Leuciscus leuciscus baicalensis Dybowski -сибирский елец. Субдоминант (7,3%) Обычный (3,1%) Отсутствует

8. Rutilus rutilus - плотва Доминант

Объем выборки 563 352 163

Таблицы № 2, 3 и 4 отражают морфологические особенности плотвы, леща

и окуня в исследуемых створах реки Ишим. У плотвы повышаются показатели дисперсии от створов №1 к №3 практически по всем пластическим признакам. Максимальный уровень а наблюдается у показателя ЬР/1Р (0,0756) у плотвы из створа №3 и у леща из створа №2 (0,0760).

Кроме того, высокие показатели величины варьирования признаков выявлены у индексов Ис/с, г/с и ро/с одновременно и у плотвы и у леща. И только показатели дисперсии ИА/1А у плотвы выше средней величины, а у леща принимает минимальные значения. Также минимальные значения а2 у плотвы зафиксированы по УА/1, РУ/1, р1/1, рБ/1, аБ/1, Н/1 и с/1, что может говорить о стабильности данных признаков в рассматриваемых выборках. Подобная картина наблюдается и в выборки леща.

317 Вестник ЧГПУ 2'2010

Пластические признаки плотвы

Признаки Статистические показатели

Ство р №1 (п=97) Створ №2 (п =95) Створ №3 (п=70) Р

X тіп шах 2 а 8Х * тіп тах 2 СҐ Вх X тіп тах 9 С

г/с 0,230 0,210 0,267 0,0004 0,020 0,258 0,205 0,320 0,0017 0,041 0,279 0,170 0,473 0,0112 0,108   •

о/с 0,250 0,200 0,280 0,0006 0,025 0,261 0,218 0,296 0,0010 0,032 0,251 0,176 0,421 0,0051 0,073   •

ро/с 0,478 0,367 0,533 0,0025 0,050 0,480 0,400 0,533 0,0017 0,042 0,452 0,333 0,647 0,0103 0,101   •

Ис/с 0,783 0,632 0,870 0,0040 0,068 0,765 0,666 0,821 0,0037 0,060 0,7450, 0,605 1,090 0,0276 0,166  •

с/1 0,231 0,217 0,286 0,0004 0,019 0,235 0,214 0,258 0,0002 0,015 241 0,157 0.284 0,0015 0,039   •

Н/1 0,304 0,280 0,347 0,0005 0,022 0,309 0,286 0,352 0,0004 0,020 0,299 0,258 0,348 0,0009 0,031  •

аИД 0,536 0,514 0,565 0,0002 0,015 0,547 0,505 0,575 0,0006 0,024 0,553 0,516 0,605 0,0006 0,026

рй/1 0,344 0,314 0,384 0,0003 0,018 0,348 0,325 0,391 0,0005 0,023 0,370 0,293 0,424 0,0011 0,034   •

1Ю/Ю 1,510 1,230 1,830 0,0300 0,170 1,432 1,096 1,711 0,0417 0,204 1,587 1,230 1,933 0,0756 0,274   •

ИАДА 0,970 0,645 1,294 0,0610 0,248 1,035 0,687 1,294 0,0453 0,213 1,083 0,783 1,294 0,0319 0,178   •

р1/1 0,263 0,239 0,299 0,0003 0,018 0,267 0,241 0,290 0,0002 0,016 0,269 0,250 0,327 0,0005 0,022   •

РУД 0,255 0,250 0,273 0,0002 0,014 0,261 0,253 0,276 0,0001 0,006 0,265 0,250 0,301 0,0002 0,014  •

УАД 0,228 0,198 0,242 0,0001 0,012 0,232 0,201 0,258 0,0002 0,016 0,218 0,183 0,252 0,0004 0,022   •

Сред. 0,0077 0,053 0,0074 0,054 0,0128 0,083  •

Примечание

^ - различия между : створов №1 и 2 статистически достоверны (Р<0,05).

^ - различия между "створов №1 и 3 статистически достоверны (Р<0,05). А

^ - различия между ' створов №2 и 3 статистически достоверны (Р<0,05).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ И ФИЗИКА

Пластические признаки леща

Признаки Статистические показатели

Створ №1

X min max а2 Sx X min max а2 Sx

г/с 0,317 0,242 0,446 0,0076 0,087 0,304 0,264 0,366 0,0012* 0,035

о/с 0,272 0,200 0,333 0,0015 0,039 0,263 0,192 0,324 0,0015 0,039

ро/с 0,473 0,416 0,526 0,0015 0,039 0,482 0,384 0,535 0,0024 0,049

Ис/с 0,729 0,645 0,944 0,0127 0,113 0,722 0,629 0,918 0,0120 0,109

с/1 0,210 0,193 0,226 0,0001 0,010 0,208 0,186 0,226 0,0002* 0,014

Н/1 0,384 0,357 0,440 0,0006 0,025 0,380 0,333 0,426 0,0005 0,023

аЮ/1 0,547 0,505 0,627 0,0020 0,045 0,546 0,473 0,645 0,0023 0,048

рЮ/1 0,337 0,311 0,362 0,0002 0,016 0,337 0,296 0,373 0,0006* 0,025

ИВ/Ю 1,918 1,400 2,330 0,0688 0,262 1,903 1,465 2,333 0,0760 0,275

ИА/1А 0,816 0,784 0,833 0,0004 0,021 0,651 0,566 0,750 0,0034* 0,058

р1/1 0,251 0,231 0,279 0,0003 0,017 0,248 0,213 0,300 0,0005* 0,023

РУ/1 0,271 0,222 0,320 0.0011 0,034 0,270 0,233 0,309 0,0010 0,031

УА/1 0,164 0,133 0,200 0,0005 0,023 0,167 0,131 0,218 0,0009 0,030

Среднее о2 0,0074 0,056 0,0078 0,058

Примечание. * - различия между створом №1 и №2 по о2 статистически достоверны (Р<0,05).

Средние показатели дисперсии по створам №1 и №2 аналогичны и у плотвы и у леща. Они варьируются в пределах 0,0074-0,0078. Подобным образом ситуация складывается и по средним величинам показателя Sx (0,053-0,058). Наибольшая средняя дисперсия наблюдается в выборке плотвы из створа №3 (0,0128), в меньшей степени на этом участке возрастает среднее Sx (от 0,054 до

0,083).

Таблица 4

Счётные признаки

Створ п 1.1. D A Sp. Ьг.

Lim X Lim X Lim X Lim X

Плотва

№1 97 40-44 42,7 9-11 10,2 9-12 10,9 12-16 14,0

№2 95 39-43 42,3 9-12 11,1 9-12 10,4 11-16 13,4

№3 70 40-45 44,6 10-12 11,4 10-12 11,3 12-17 14,7

Лещ

№1 29 50-53 52,0 8-11 9,3 23-27 26,1 20-24 23,6

№2 21 52-54 52,6 7-11 9,4 24-28 27,2 21-25 24,3

Статистически достоверные различия о2 наблюдаются у подавляющего большинства анализируемых признаков плотвы, причем между выборками со всех створов. Интересно то, что средние величины о2 у плотвы между створами №1 и №2 статистически не различаются. Это говорит о том, о по отдельным параметрам в данных выборках растёт не только от створа №1 к №2, но и в обратном направлении, что, в итоге, нивелирует отличия по всей выборке. У леща достоверно отличаются только параметры г/с, с/1, рБ/1, ИА/1А и р1/1.

Анализ счётных признаков плотвы, леща и окуня позволяет говорить о нестабильности их проявления при продвижении от створа №1 к №3. Наиболее стабильным счётным признаком по всем трем видам можно считать число ветвистых лучей в спинном плавнике (Б), а наиболее нестабильными - это 1.1. и Sp. Ьг. Высокими отклонениями характеризуются счётные признаки у окуня и плотвы из выборки створа №3. Увеличивается диапазон показателя Ыш, а также и средние значения анализируемых счётных признаков.

Выводы

1. С каждым годом уровень воды в реке Ишим устойчиво снижается. Вкупе со стабильно высоким уровнем антропогенного воздействия на речное русло это создает угрозу превышения ПДК токсичных веществ [2]. Уменьшение абсолютной численности рыб, снижение индексов видового разнообразия, а также выпадение из сообществ отдельных видов от створа №1 к №3 - всё это говорит о неблагоприятном влиянии городского хозяйства и сточных вод на ихтиофауну реки.

2. В ходе исследования выявились близкие морфологические различия параметров у плотвы и леща в зоне влияния сельского хозяйства (створ №1) и умеренного антропогенного воздействия (створ №2), что выразилось в сходных значениях о и Sx по многим пластическим и счётным признакам. Отличие заключается в том, что у леща эти различия, в большинстве своём, статистически недостоверны, а плотвы - достоверны. Очевидно, можно говорить об относительном сходстве механизмов адаптации у плотвы и леща к умеренному антро-

погенному воздействию. В более жестких условиях (створ №3) лещ не обитает, что говорит об ограниченности его адаптационных способностей (пластичности).

3. Учитывая статистически значимые отличия по дисперсии большинства анализируемых признаков у плотвы можно говорить о существовании определенного механизма адаптации к стрессовым антропогенным воздействиям (прежде всего усилении биогенного загрязнения и, как следствие, нарушение кислородного режима), что позволяет плотве доминировать во всех исследуемых створах реки Ишим среди нехищных рыб.

4. Окунь как достаточно пластичный в экологическом отношении вид, так же проявляет высокую морфологическую изменчивость счетных признаков от створа №1 к №3. В наиболее напряженном в экологическом смысле участке окунь занимает доминирующее положение за счёт того, что вытесняет других хищников, и за счёт того, что увеличивается относительная численность основного кормового ресурса - плотвы.

Библиографический список

1. Веселов Е. А. Определитель пресноводных рыб фауны СССР [Текст] / Е. А. Веселов. - М.: Просвещение, 1977. - 238 с.

2. Калиненко Н. А., Фёдоров Е. Ф. Неорганические формы азота в водах реки Ишим [Текст] / Н. А. Калиненко, Е. Ф. Фёдоров // Естественные науки и экология. Ежегодник. Выпуск 12. Межвузовский сборник научных трудов. - Омск: изд-во ОмГПУ, 2008. - С. 129-132.

3. Лукьяненко В. И. Экологические аспекты ихтиотоксикологии [Текст] / В. И. Лукьяненко. - М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 239 с.

4. Николаев С. А. Антропогенные сукцессии ихтиоценозов малых рек бассейна Рыбинского и Горьковского водохранилищ [Текст] / С. А. Николаев // Биоценология рек и озер Волжского бассейна. - Ярославль, 1985. - С. 77-86.

5. Правдин И.Ф. Руководство по изучению рыб [Текст] / И. Ф. Правдин - М., Пищевая пром-сть, 1966. - 224 с.

6. Слынько Ю. В., Кияшко В. И. Морфологический анализ массовых видов рыб [Текст] / Ю. В. Слынько., В. И. Кияшко // Экологическое состояние малых рек Верхнего Поволжья / Отв. ред. В. Г. Папченко. - М.: Наука, 2003. - С. 155 - 164 .

7. Penczak T., Gomes L. C. Impact of engineering on fish diversity and community structure in the Gwda River basin, north Poland [Текст] / T. Penczak, L. C. Gomes // Pol. Arch. Hydrobiol. 2000. V. 47 . №1.- Р. 131-141.

Bibliography

1. Kalinenko, N.A., Feodorov E. F. Inorganic Forms of Nitrogen in Waters of the Ishim River [Text] / N. A. Kalinenko, E. F. Feodorov // Natural Sciences and Ecology. Yearbook. Vol. 12. Interuniversity Collection of Proceedings. - Omsk: Publishing House of OmSPU, 2008. - P. 129132.

2. Lukyanenko, V.I. Ecological Aspects of Ichthyological Toxicology [Text] / V. I. Lukyanenko. - M.: IN "Agpromisdat", 1987. - 239 p.