Оценка степени загрязнения и состояния макрозообентоса реки Болвы в черте города Брянска

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

щихся в нем живых деревьев показал, что в возрасте 83 лет не выявлено влияние сохранившегося количества деревьев на запас общей фитомассы насаждения (различия по фитомассе не выходят за ошибку средней величины).

Выполненное исследование позволило сформулировать следующие выводы:

1. Первоначальная густота посадки влияет на распределение фитомассы по ступеням толщины и общий ее запас в возрасте спелости.

2. Общая фитомасса культур сосны, произрастающих по I классу бонитета, к возрасту 83 года в условиях Брянского лесного массива достигает 310 т/га.

3. Максимальные запасы фитомассы сформировались в насаждениях с первоначальной густотой посадки 18,5 - 19,6 тыс. шт./га.

4. К возрасту спелости в сомкнутых культурах не обнаруживаются связи между количеством сохранившихся в насаждении деревьев и общим запасом фитомассы насаждения.

Библиографический список

1. Бабич, Н.А. Биологическая продуктивность лесных культур / Н.А. Бабич, М.Д. Мерзленко. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 1998. - 89 с.

2. Бабич, Н.А. Структура и запасы надземной фитомассы сосняка черничного искусственного происхождения / Н.А. Бабич, Г.И. Травникова, Н.П. Гаевский // Лесной журнал. - 1999. - № 2-3. - С. 29-35.

3. Пшеничникова, Л.С. Продуктивность сосновых молодняков разной густоты / Л.С. Пшеничникова // Факторы продуктивности леса. - Новосибирск: Наука, 1978. - С. 36-52.

4. Рубцов, В.И. Биологическая продуктивность сосны в лесостепной зоне / В.И. Рубцов, А.И. Новосельцева, В.К. Попов и др. - М.: Наука, 1976. - 223 с.

5. Сафронова, Г.П. Структура надземной фитомассы подроста сосны обыкновенной / Г.П. Сафронова // Лесоведение. - 2004. - № 6. - С. 63-66.

6. Стефуришин, М.В. Надземная фитомасса сосновых культур на почвах двучленных отложений Брянского лесного массива / М.В. Стефуришин // Вопр. лесовед. и лесовод.: сб. науч. тр. Брянск, БГИТА. - 2000. - Вып. 9. - С. 68-69.

7. Тихонов, А.С. Брянское опытное лесничество: 1906 - 2006 / А.С. Тихонов. - Калуга: издательский педагогический центр «Гриф», 2006. - 208 с.

8. Усольцев, В.А. Методы определения биологической продуктивности насаждений: монография / В.А. Усольцев, С.В. Залесов // - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005. - 147 с.

9. Усольцев, В.А. Регрессионная модель предельных показателей фитомассы сосновых древостоев / В.А. Усольцев, А.В. Усольцев // Лесной журнал.

- 2001. - № 1. - С. 7-14.

10. Уткин, А.И. Биологическая продуктивность культур сосны обыкновенной в Ульяновском Поволжье / А.И. Уткин, Л.С. Ермолова // Лесоведение.

- 1979. - № 3. - С. 3-15.

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И СОСТОЯНИЯ МАКРОЗООБЕНТОСА рЕКи БоЛВЫ В ЧЕрТЕ Города БрЯНСКА

Л.В. КОННОВА, асп. каф. экологии и рационального природопользования Брянского ГУ, В.Б. ЛЮБИМОВ, проф. каф. экологии и рационального природопользования Брянского ГУ, д-р биол. наук

Проблема качества воды занимает особое, определяющее место в системе охраны природы и здоровья населения. Существование всех форм жизни на земле связано с потреблением воды. Поэтому загрязнение водоемов, поверхностных и подземных водных источников несет угрозу существованию живой природы. Вода является также важнейшей субстанцией, широко используемой в большинстве технологических процессов, в том числе в энергетике, химическом производстве, сельском хозяйстве

lykonnova@list.ru

и других отраслях народного хозяйства. Для всех организаций, связанных с хозяйственнопитьевым водоснабжением, охраной природы, осуществлением государственного надзора за качеством воды, а также для промышленных предприятий большой практический интерес представляет внедрение международных стандартов [1]. Умение представителей природоохранных служб оценивать ситуацию и вовремя предъявлять обоснованные претензии за ущерб, нанесенный окружающей среде, обес-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2009

27

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

печивать поиск и реализацию наиболее рациональных водоохранных мероприятий, будет способствовать сохранению чистоты водоемов [2-4]. Сегодня антропогенный прессинг на природные экосистемы, в том числе и на водные объекты, интенсивно растет. Заметно перемещение наносов в устьевые участки, что ведет к нарушению эволюционно сложившихся биоценозов, экологического равновесия в водной экосистеме, снижению интенсивности самоочищения водных объектов. Значительно увеличивается объем промышленных и бытовых сточных вод, усиливается химическое и физическое загрязнение, что особенно проявляется в крупных городах, в том числе и в Брянске [5].

Река Болва (объект исследования) является левым притоком реки Десны и впадает в нее на расстоянии 794 км от ее устья. Протекает по территории Калужской и Брянской областей. Длина составляет 213 км, а площадь водосбора - 4340 км2. В Брянской области протяженность реки составляет 92 км, а площадь бассейна - 2324 км2. Река берет начало на склонах Смоленской возвышенности и впадает в р. Десну напротив древнего городища (современного Чашина Кургана). Среднегодовой расход воды в реке в районе г. Брянска составляет 21,4 м3/с (в межень - до 5,5 м3/с, в половодье - 1050 м3/с). Основными притоками р. Болвы в пределах Брянской области являются: правые - Верещевка, Олешня, Дарковка; левые - Овсорок, Болдыж и Радица. Крупными населенными пунктами в бассейне р. Бол-вы являются Дятьково, Любохна и Фокино. Устьевой участок в пределах г. Брянска имеет протяженность 17,5 км [6]. Берега Болвы практически сплошь покрыты лесной растительностью из дуба черешчатого (Quercus robur L), сосны обыкновенной (Pirns sylvestris L.) и других видов древесных растений.

Наиболее значительные амплитуды между средними значениями скорости течения реки Болвы и максимальным зарегистрированы в январе, апреле и июле.

Расход воды составляет 24,1 м3/с в среднем в год. Площадь водного сечения составляет 41,6 м2. Ширина русла изменяется в пределах от 3,5 до 30 м, средняя глубина реки в межень составляет 1,2 (на плесах - до 3,3 м, на пере-

катах - до 0,1 м), в период половодья уровень возрастает в 2 раза. Средняя скорость течения в пределах исследуемого участка в черте города Брянска изменяется от 0,16 до 0,34 м/с.

Основными источниками загрязнения реки Болвы являются предприятия автомобильной промышленности, тяжелого машиностроения и стройматериалов. Для реки Болвы в целом характерна загрязненность органическими веществами по БПК5, а также железом общим и азотом нитритным.

Макрозообентос благодаря экологическому спектру, характерному для каждого вида, входящего в него, экологической валентности - толерантности этих видов к загрязнителям и ответным реакциям особей этих видов на загрязнение токсичными веществами, может быть использован в качестве одного из показателей состояния водной среды. Целесообразность использования этого показателя в комплексном мониторинге повышается тем, что у большинства представителей макрозообентоса продолжительность жизненного цикла превышает несколько месяцев, а в ряде случаев и лет. Вместе с тем следует отметить, что до настоящего времени макрозообентос нижнего течения реки Болвы на территории Брянской области был недостаточно изучен, что определяет актуальность исследований этого направления. Научно-исследовательская работа осуществляется в соответствии с темой научных исследований кафедры экологии и рационального природопользования Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского.

Целью работы является изучение видового состава макрозообентоса, его количественных показателей, динамики в зависимости от степени количественного и качественного загрязнения. В 2007 г. объектом исследований являлся участок нижнего течения р. Бол-вы в пределах города Брянска. Исследования проводились в период с 1 апреля по 30 октября 2007 г. на 4 гидробиологических станциях р. Болвы, расположенных в черте города Брянска. Станция № 1 (100 м выше ж/д моста), станция № 2 (ниже по течению - сток Брянского машиностроительного завода «БМЗ»), станция № 3 (10 м ниже автомобильного моста), станция № 4 - устье реки (таблица).

28

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2009

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица

Характеристика станций отбора проб зообентоса

Местоположение станции Средняя глубина, м Характер грунтов Характеристика станций

100 м выше по течению от ж/д моста 0,7 песчано- илистый Правый берег низкий, заросли древесных видов растений повсеместны. Левый берег высокий, травяной покров не нарушен

Сток БМЗ 1,2 черный ил Берег пологий. Вода мутная, с запахом и присутствием древесных остатков, повсеместно встречается ряска

10 м ниже по течению от автомобильного моста 1,8 каменисто- песчаный Берега низкие, песчаные. Макрофиты представлены роголистником и кубышкой желтой

Устье реки 0,9 плотный, илистый Берега пологие, макрофиты представлены осокой, рдестом. Левый берег покрыт кустарниками

Станции для исследования были выбраны с учетом разной степени антропогенного прессинга и морфометрических показателей реки на данном участке.

Наиболее значительный расход воды в межень составлял от 5,9 м3/с - на створе № 3 до 7,0 м3/с - на створе № 4 .

Отбор проб зообентоса производили гидробиологическим сачком. Донные отложения с бентосными организмами отбирались при помощи дночерпателя системы Петерсена. Отбор проб производился на расстоянии 0,5 - 2 м от берега и на глубине от 0,1 до 0,7 м. Отобранный грунт промывался через сито с размером ячей 200-220 мкм и производился отбор организмов. Отобранный материал фиксировался в восьмпроцентном формалине. Моллюски фиксировались в 70 %-м спирте. Анализ количественных проб зообентоса заключался в определении видового состава, численности и биомассы организмов. Пересчет организмов из расчета на 1 м2, их фиксация и взвешивание организмов производилось согласно общепринятой методике [7]. Результаты обрабатывались методами математической статистики с применением компьютерной программы Microsoft Excel [8].

Видовой состав беспозвоночных определялся в лабораторных условиях с использованием бинокуляра и микроскопа Микмед, а также определителей [9-10]. Исследованный материал составил 55 проб зообентоса. Были изучены следующие показатели: число видов, численность (ч., эк-зем./м2), биомасса (б., г/м2), индекс видового разнообразия Шеннона-Уивера (Н, бит/экз.),

индекс сапробности по методу Пантле-Бук-ка, биотический индекс Вудивисса (БИ), индекс Гуднайта и Уитлея.

В результате проведенных исследований выявлена таксономическая структура и видовой состав макрозообентоса нижнего течения реки Болвы. Дана оценка структуры макрозообентоса при различных уровнях антропогенной нагрузки. Таксономический состав макрозообентоса включает 26 видов и форм олигохет, 24 - моллюсков, 11 видов и форм личинок хирономид, 4 - прочих двукрылых, 4 - пиявок, 5 - ручейников, 7 - поденок, 2 - ракообразных, 8 - стрекоз, 3 - полужесткокрылых и 2 вида из числа жесткокрылых. Ведущими по числу видов и внутривидовых таксонов являются олигохеты. Лидирующее положение занимает Tubifex tubifex. Хироно-миды представлены в основном Chironomus plumosus L. На всех станциях были зарегистрированы пиявки - Glossiphonia complanata L., а ручейники и поденки отмечены только на ст. № 1 и № 4, что указывает на достаточно чистую водную среду. Число видов по станциям колебалось в широких пределах - от 6 (ст. № 2 - сток БМЗ) до 22 (ст. № 4 - устье). Наименьшее суммарное число видов (4) за весь период наблюдений выявлено на ст. 2, а наибольшее (42) - на ст. № 4. Результат подтверждается и рассчитанным индексом видового разнообразия Шеннона-Уивера, значение которого на ст. № 4 довольно высоко и составляет 3,17 бит/экз., тогда как на ст. № 2 его значение не поднималось выше 0,87 бит/ экз. На ст. № 1 и ст. № 3 значение индекса колебалось в пределах от 1,68 до 2,65.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2009

29

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

1 -Ъ-2 3

Рисунок. Количественные показатели макрозообентоса на станциях р. Болвы (2007 г.): по оси ординат - значения показателей, % от средней величины: 1 - средняя сапробность, 2 - индекс Гуднайта и Уитлея, 3 - биотический индекс Вудивисса

Что касается численности особей, то наибольшее значение было отмечено на станции № 2 (3136 экз. /м2). Доминировали олиго-хеты (82 %). Из них наибольшее представительство зарегистрировано для рода Tubifex и Limnodrilus, что говорит о наличии значительных загрязнений стоками завода «БМЗ». Численность здесь возрастает и в то же время происходит обеднение видового состава. На ст. № 3 основу численности составили моллюски, представители родов Viviparus viviparus, Amesoda, Lymnaea, что подтверждается здесь и высоким значением биомассы (168,02 г/м2). Большое разнообразие моллюсков связано с наличием песчаного грунта, характерного для этой станции, и относительно незагрязненной средой. Кроме того, нами было рассчитано значение биотического индекса Вудивисса (БИ), индекса Гуднайта и Уитлея, а также индекса сапробности по методу Пантле - Букка (S) (рисунок).

Все три показателя (индекс Гуднайта и Уитлея, БИ, СС), используемые для оценки загрязнения, дают в целом сходную картину. Ст. № 2 и № 3 загрязняются стоками завода «БМЗ» и относятся к умеренно-загрязненным, тогда как на ст. № 1 и № 4 обстановка намного благоприятнее для обитания макрозообентоса. Причем на станции № 4 это, видимо, связано с особенностями гидрологического режима (уровня воды, скорости течения, содержания кислорода в придонном слое, наличия пищи), т.к. на этой станции река Болва впадает в Десну.

По средней величине индекса сап-робности Пантле-Букка (1,75) исследованный участок реки можно характеризовать как в - мезосапробная зона.

Таким образом, таксономический состав реки Болвы на исследуемом участке представлен в основном олигохетно-мол-люсковым комплексом. Наибольшую антропогенную нагрузку река Болва испытывает вблизи промышленной зоны, что отражается на видовом составе и выпадении целых групп организмов макрозообентоса. Исследования этого направления следует продолжить с целью определения возможности использования результатов для комплексного мониторинга состояния водных объектов.

Библиографический список

1. Шарова, Н.Х. Зоология беспозвоночных / Н.Х. Шарова. - М.: Гуманит - Центр ВЛАДОС, 1999. -592 с.

2. Жмур, Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками / Н.С. Жмур. - М.: Луч, 1997. -172 с.

3. Абакумов, В.А. Контроль качества вод по гидробиологическим показателям в системе Гидрометеорологической службы СССР / В.А. Абакумов // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям.

- Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 93-100.

4. Абакумов, В.А. Состояние экосистем поверхностных вод России по данным многолетнего мониторинга / В.А. Абакумов, Г.М. Черногаева // Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. - М.: Наука, 2001. - С. 177-191.

5. Карева, Н.А. Эколого-экономическая оценка влияния промышленных сточных вод на процессы биологической очистки / Н.А. Карева. - Брянск, 2005.

- 162 с.

6. Ахромеев, Л.М. Природа и природные ресурсы Брянской области / Л.М. Ахромеев, А.Д. Булохов, Н.А. Булохова и др. - Брянск: БГУ, 2001. - 216 с.

7. Методика изучения биоценозов внутренних водоемов. - М.: Наука, 1975. - 240 с.

8. Пузаченко, Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях / Ю.Г. Пузаченко. - М.: Академия, 2004. - 416 с.

9. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (планктон и бентос). - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 512 с.

10. Определитель беспозвоночных России. Высшие насекомые / Под общ. ред. С.Я. Цалолихина. - М.: Наука, 2001. Т. 5. - 836 с.

30

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2009