Донные сообщества равнинной реки Уса бассейна Средней Волги: особенности пространственного распределения

УДК 57.087.1:574.587

DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10040

ДОННЫЕ СООБЩЕСТВА РАВНИННОЙ РЕКИ УСА БАССЕЙНА СРЕДНЕЙ ВОЛГИ: ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Т.Д. Зинченко, В.К. Шитиков, Л.В. Головатюк

Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия

Аннотация. Рассмотрены закономерности структурной изменчивости донных сообществ на участках равнинной реки Уса бассейна Средней Волги. В результате статистической обработки проб макрозообентоса на 9 станциях выявлен характер пространственного распределения видов по продольному профилю реки.

Ключевые слова: сообщества макрозообентоса; видовое богатство; речной континуум; многомерная ординация.

BOTTOM COMMUNITIES OF THE PLAIN RIVER USA IN THE MIDDLE VOLGA RIVER BASIN: FEATURES OF THE SPATIAL DISTRIBUTION Tatiana D. Zinchenko, Vladimir K. Shitikov, Larisa V.Golovatyuk

Institute of Ecology of the Volga River Basin of the Russian Academy of Sciences, Togliatti, Russia

Annotation. The regularities of structural variability of bottom communities in the areas of the plain river USA in the middle Volga river basin are considered. As a result of statistical processing of macrozooben-thos samples at 9 stations, the nature of the spatial distribution of species along the longitudinal profile of the river was revealed..

Key words: macrozoobenthos communities; species richness; river continuum; multidimensional ordination.

Анализ закономерностей пространственно-временного распределения сообществ гидробио-нтов относится к фундаментальным задачам экологии и гидробиологии. Для лотических систем ведущая роль отводится проблеме гетерогенности видовой структуры сообществ по продольному профилю реки, где значительное влияние оказывают гидрологические и ландшафтно-геоморфологические факторы. Обычно рассматривается несколько научных гипотез: 1) виды по течению распределены случайно; 2) видовой состав сообществ непрерывно и закономерно изменяется от истоков к устью; 3) в реке можно выделить обособленные, существенно различающиеся между собой «процессные зоны» с характерным видовым комплексом.

Анализ комплекса факторов и условий, определяющих функционирование экосистемы, привели к обоснованию ряда научных концепций, основными из которых являются теории речного континуума [1], экологической ниши [2] и ландшафтных фильтров [3]. На фоне общей континуальной закономерности в большинстве водотоков наблюдается локальная биотопическая изменчивость, определяемая, в первую очередь, особенностями геоморфологии ландшафта. Все это вызывает мозаичный характер размещения популяций гидробионтов. То есть, при формировании специфического комплекса видов происходит извлечение из регионального пула (т.е. из всех возможных видов [4]) наиболее приспособленных гидробионтов, которые проходят отбор через многоуровневую систему «ландшафтных фильтров».

При анализе пространственной структурированности сообществ донных организмов р. Уса -типичной равнинной реки лесостепной зоны Среднего Поволжья. Особое внимание уделяется использованию различных статистических методов. Река Уса берёт начало на Волжско-Свияжском водоразделе (53°26'32.2'' с. ш., 48°09'26.5'' в. д.) и впадает в Усинский залив Куйбышевского водохранилища у северо-западной оконечности Жигулевских гор. Длина реки - 76 км, водосборная площадь - 2240 км2. Среднемесячная температура воды в реке в вегетационный период колеблется

от 2,8 °C в мае до 4,8°C в октябре, с максимальной температурой в июле- 18,7°C. Объект исследований - сообщества макрозообентоса, отдельные таксоны которых обладают признанными биоиндикационными свойствами и являются наиболее стабильными и разнообразными компонентами лотических экосистем [5]. Исходный материал получен по результатам обработки 85 гидробиологических проб, взятых в разные месяцы вегетационного периода в 1989 г. и рекогносцировочных исследований в 2009, 2010, 2012, 2015 гг. на 9 станциях р. Уса с учетом участков, расположенных ниже и выше притоков.

Состояние экосистемы реки определяется особенностями водосборной площади, масштабом хозяйственного, бытового и сельскохозяйственного использования. Качество воды в реке оценивается как «загрязнённая»: гидрохимический индекс загрязнения воды составляет 3,2.

Статистический анализ последовательностей гидробиологических показателей по продольному градиенту р. Уса с использованием теста Дики-Фуллера показал, что наличие линейного тренда в сочетании со случайным распределением характерно для рядов общей биомассы макро-зообентоса, индекса разнообразия Шеннона и численностей организмов таких таксонов, как подёнки (семейство Baetidae), малощетинковые черви (семейство Tubificidae), личинки жуков (семейство Elmidae), личинки двукрылых семейств Limoniidae и Chironomidae (подсемейства Prodia-mesinae и трибы Tanytarsini). Пространственное распределение остальных гидробиологических показателей трактуется как однородное (стационарное). То есть, в результате статистической обработки проб макрозообентоса на 9 станциях реки выявлен характер пространственного распределения видов по продольному профилю реки. С использованием теста Дики-Фуллера для большинства рядов обобщенных гидробиологических показателей и численности основных таксономических групп подтверждена гипотеза о нестационарном характере их биотопического распределения и существовании закономерных трендов. Методом случайного зондирования Пиелу показана статистическая значимость детерминированной тенденции в изменении структуры донного сообщества по продольному градиенту реки. Выполнен сравнительный анализ скоростей изменения видового богатства и оценок бета-разнообразия для сезонного, многолетнего и пространственного вариантов комбинирования наблюдений. С использованием многомерного неметрического шкалирования осуществлена ординация видов и выделены группы станций, соответствующие характерным зонам реки. Из сформированного набора абиотических факторов среды произведен отбор значимых параметров, определяющих комплексный продольный градиент (насыщение кислородом, скорость течения и содержание фосфора). Показано, что пространственное распределение видов макрозоо-бентоса экосистемы р. Уса объясняется механизмами сложного объединения трех концепций: «нейтрального» водотока, речного континуума и «мозаики пятен» [6]. Пространственное распределение видов в сообществах макрозообентоса экосистемы р. Уса объясняется механизмами сложного объединения всех трех концепций: «нейтрального» водотока, речного континуума и «мозаики пятен». Видовой состав на каждом из участков реки специфичен и формируется в соответствии с совокупностью особенностей экологических условий, связанных с воздействующими природными и антропогенными факторами. С использованием многомерного неметрического шкалирования осуществлено построение ординационных диаграмм видов и выполнено выделение ценозов, соответствующих характерным зонам водотока( с выделением нижнего течения р.Уса) в условиях гидролого-гидрохимических факторов, определяющих комплексный градиент среды.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ № 17-44-630197 "Экосистемное разнообразие равнинных рек бассейна Средней Волги в современных условиях изменения климата и антропогенного воздействия"

Литература

1. Vannote RL, Minshall GW, Cummins KW. et al. The river continuum concept. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1980;37:130-137.

2. Chase JM., Leibold MA. Ecological Niches: Linking Classical and Contemporary Approaches. Chicago, USA: The University of Chicago Press; 2003. 221 р.

3. Poff NL. Landscape filters and species traits: towards mechanistic understanding and prediction in stream ecology. J. North Am. Benthol. Soc. 1997;16:391-409.

4. Шитиков В.К., Зинченко Т.Д., Розенберг Г.С. Макроэкология речных сообществ: концепции, методы, модели. Тольятти : Кассандра, 2012. 257 с.

5. Зинченко Т.Д. Эколого-фаунистическая характеристика хирономид (Diptera, Chironomidae) малых рек бассейна Средней и Нижней Волги (атлас). Тольятти: Кассандра, 2011. 258 с.

6. Зинченко Т.Д., Головатюк Л.В., Шитиков В.К. Особенности пространственного распределения донных сообществ равнинной реки бассейна Средней Волги // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017. № 40. C. 163-180.

УДК 581.92

DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10041

ПРОИЗРАСТАНИЕ СЕРОЙ ОЛЬХИ (ALNUSINCANA (L.) MOENCH) НА ТЕРРИТОРИИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ А.В. Иванова

Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия е-mail: nastia621@yandex.ru

Аннотация. Указываются местонахождения ольхи серой (Alnus incana (L.) Moench) на территории Заволжья Самарской области. Произрастание данного вида отмечено в восточной части Сокского бассейна, в одном из притоков реки Большой Кинель и притоке реки Черемшан. Ключевые слова: ольха серая, местообитания, Сокский район, притоки рек Сок, Черемшан, Большой Кинель

GROWTH OF GRAY ALDER (ALNUS INCANA (L.) MOENCH) ON THE TERRITORY OF THE SAMARA REGION

A.V. Ivanova

Institute of Ecology of the Volga River Basin of the Russian Academy of Sciences, Togliatti, Russia

е-mail: nastia621@yandex.ru

Annotation.The location of alder gray (Alnus incana (L.) Moench) in the Transvolga region of the Samara Region is indicated. The growth of this species was noted in the eastern part of the Sok basin, in one of the tributaries of the Bolshoy Kinel River and the tributary of the Cheremshan River. Key words: gray alder, habitat, Soksky district, tributaries of the Sok, Cheremshan, Bolshoy Kinel rivers

Aреал ольхи серой (Alnus incana (L.) Moench) в Восточной Европе включает следующие районы: Север, Центр и Запад, Арктику, Прибалтику [1]. Самарская область находится на южной границе распространения этого вида, здесь он отмечается редко [2]. Нами серая ольха была встречена на территории Высокого Заволжья - крайних северо-восточных административных районах: Кляв-линский Камышлинский и Шенталинский [3]. В геоморфологическом отношении это Сокский возвышенно-равнинный лесостепной район с грядово-увалистым рельефом - часть провинции Высокого Заволжья [4].

Территория Сокского района представляет собой волнистую возвышенную равнину, расчлененную глубокими и широкими речными долинами. Непересыхающие притоки рек - Сока, Че-ремшана, Большой Кинель - создают условия обитания видов рода ольха, которые являются гигрофитами и произрастают непосредственно в прирусловой части водотоков. Юго-восточная часть