Основные индексы экологического состояния реки жайык с предустьевым пространством

Аннотация

Нашей целью было оценить видовое разнообразие зоопланктона в низовьях и предустье реки Жайык. Проведена предварительная оценка фонового экологического состояния водоемов. Исследовалась динамика численности популяций обнаруженных видов.

Жайык-Каспийский бассейн является рыбохозяйственным водоемом, где ведется промысел полупроходных видов рыб. Благоприятное состояние биоресурсов в целом зависит от условий развития кормовой базы и обеспеченностью пищей рыб

Известно, что популяционная и видовая плотность сообществ гидробионтов может меняться во времени в зависимости от изменений факторов среды. Это может происходить как в ходе эволюционных процессов, протекающих в течение длительного времени, так и при антропогенном эвтрофировании и загрязнении водоемов, когда процессы изменения структуры экосистем протекают с большими скоростями. Сокращается число видов, возрастает доминирование отдельных видов, для которых характерны более короткие жизненные циклы, проявляется раннее наступление половозрелости, увеличение биомассы и продукции [1].

Индекс Шеннона суммирует большое количество информации о численности и видовом составе организмов, учитывая число видов и степень их доминирования. Существенным достоинством индекса разнообразия является его полная независимость от биоценотического сходства сравниваемых сообществ и возможность оценки степени разнообразия каждого ценоза в отдельности [2].

Индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) варьировал от 1,95 до 2,85 бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,43 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненности наблюдалось на станции «Бугорки». Индекс выравненности по Пиелу в среднем равен 0,92 (таблица 1).

Станции исследований

Число видов

Численность, тыс. экз./м3

Индекс Шеннона-

Уивера

Индекс выравненности по Пиелу

«Бугорки»

10

11,73

2,85

0,85

«Институт»

5

6,63

2,25

0,96

«Балыкши»

4

8,44

1,95

0,95

«Нижняя Дамба»

7

9,24

2,7

0,96

«7 пост»

6

11,93

2,5

0,96

«Начало Канала»

7

11,18

2,35

0,83

Среднее

6

9,86

2,43

0,92

Таблица 1 - Структурные показатели развития зоопланктона в р. Жайык весной 2015 г.

Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена. Анализируя таблицу 2 можно отметить, что коэффициент видового сходства Серенсена в большинстве станций был мал, кроме 3-х станций, где К с более 0,5.

Таблица 2 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык весной

Район

1-

2

1 -

3

1 -

4

1 -

5

1 -

6

2-

3

2-

4

2-

5

2- 6

3-4

3-5

3-6

4-5

4-6

5-6

Коэф. Kc

0,26

0,57

0,47

0,57

0,23

0,22

0,33

0,18

0,50

0,36

0,2

0,36

0,31

0,28

0,15

2015 г. Летом индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) варьировал от 1,8 до 3,22 бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,28 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненное™ наблюдалось на станции «Начало Канала». Индекс выравненное™ по Пиелу в среднем равен 0,85 (таблица 3).

Таблица 3 - Структурные показатели развития зоопланктона в р.Жайык летом 2015г.

Станции исследований

Число видов

Численность, тыс. экз./м3

Индекс Шеннона-

Уивера

Индекс выравненное™ по Пиелу

«Бугорки»

6

7,65

2,03

0,77

«Институт»

6

4,48

2,03

0,77

«Балыкши»

4

4,12

1,95

0,97

«Нижняя Дамба»

7

4,69

2,66

0,93

«7 пост»

5

9,27

1,8

0,77

«Начало Канала»

12

14,41

3,22

0,9

Среднее

7

7,44

2,28

0,85

Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена. Коэффициент видового сходства Серенсена в большинстве станции был мал, кроме 2-х станций, где Kc более 0,5 (таблица 4).

Таблица 4 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык летом

2015 г.

Район

1-

2

1 -

3

1-4

1 -

5

1-6

2-3

-h. hJ I

2- 5

СП M

I

3-4

3- 5

3-6

4-5

СП Ф

I

5-

6

Коэф. Kc

0,16

0,20

0,15

0

0,33

0,60

0,46

0,36

0,56

0,18

0

0,25

0,33

0,53

0,35

Осенью индекс Шеннона - Уивера, рассчитанного по численности (Нч) был несколько выше по сравнению с весной и летом и варьировал от 2,24 до 3,07бит/экз. Среднее значение индекса Шеннона-Уивера составило 2,6 бит/экз. Наибольшее значение индекса Шеннона-Уивера и выравненное™ наблюдалось на станции «Начало Канала» - 3,07 бит/экз. Индекс выравненное™ по Пиелу в среднем равен 0,9 (таблица 5).

Таблица 5 - Структурные показатели развития зоопланктона в р. Жайык осенью 2015г.

Станции исследований

Число видов

Численность, тыс. экз./м3

Индекс Шеннона-Уивера

Индекс выравненное ти по Пиелу

«Бугорки»

10

51,5

2,25

0,67

«Институт»

6

10,51

2,24

0,98

«Балыкши»

6

6,36

2,58

0,99

«Нижняя Дамба»

7

14,89

2,8

0,86

«7 пост»

6

6,27

2,58

1,0

«Начало Канала»

11

13,5

3,07

0,88

Среднее

8

17,17

2,6

0,9

Коэффициент видового сходства Серенсена был выше в сравнении с весной и летом. В большинстве станций значения его были выше 0,5, кроме 3-х случаев, где Kc был равен 0,47 и в одном - 0,38 (таблица 6).

Таблица 6 - Коэффициент видового сходства Серенсена в р. Жайык осенью 2015 г.

Район

1 -

2

1 -

3

1 -

4

1 -

5

1 -

6

2- 3

NJ I

2- 5

2-

6

3-4

3-5

3-6

4-5

4-6

5-6

Коэф.

Kc

0,50

0,50

0,59

0,38

0,67

0,75

0,62

0,50

0,47

0,62

0,50

0,47

0,62

0,67

0,47

В предустье весной индекс видового разнообразия Шеннона-Уивера колебался от 1,33 бит/экз. до 3,46 бит/экз., в среднем - 3,08 бит/экз. Средние показатели индекса равномерности Пиелу равны 0,94. Данный показатель варьировал от 0,57 до 1,9. Количество видов по станциям варьировало в пределах от 5 до 13 (таблица 7).

Таблица 7 - Структурные показатели развития зоопланктона в предустье р. Жайык весной 2015 г.

Номер квадрата

Количество видов

Численность, тыс экз./м3

Индекс Шеннона- Уивера

Индекс Пиелу

8

13

61,92

3,46

0,94

12

6

10,62

2,50

0,97

21

10

21,98

2,96

0,89

23

9

31,42

2,44

0,68

25

13

41,46

6,94

1,9

27

13

72,78

3,25

0,88

41

7

23,5

1,77

0,69

43

5

12,71

1,33

0,57

Среднее

9

34,55

3,08

0,94

Коэффициент видового сходства Серенсена исследованных станций был мал. Анализ показывает, что весной в двух районах коэффициент больше 0,5 в остальных районах сходства нет (менее 0,5) (таблица 8).

Таблица 8 - Коэффициент видового сходства Серенсена в предустье р. Жайык весной 2015 г.

Район

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

1-8

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

2-8

3-4

Коэф. Kc

0,21

0,17

0,45

0,27

0,54

0,46

0,20

0,11

0,38

0,27

0,32

0,31

0,42

0,43

Район

3-5

3-6

3-7

3-8

4-5

4-6

4-7

4-8

5-6

5-7

5-8

6-7

6-8

7-8

Коэф. Kc

0,35

0,35

0,27

0,45

0,45

0,45

0,25

0,29

0,46

0,40

1,33

0,40

0,22

0,50

Летом индекс видового разнообразия в предустье в среднем равен 2,65 бит/экз., индекс Пиелу - 0,85, что ниже весенних показателей. Коэффициент видового сходства в 7-ми районах превышал цифру 0,5. В остальных случаях значения коэффициента были низкими, т.е. сходства не наблюдалось (таблицы 9, 10).

Таблица 9 - Структурные показатели развития зоопланктона в предустье р. Жайык летом 2015 г.

Номер квадрата

Количество видов

Численность, тыс. экз./м3

Индекс Шеннона- Уивера

Индекс Пиелу

8

12

60,46

2,88

0,81

12

6

16,68

1,79

0,74

21

4

2,65

1,79

0,9

23

13

82,04

3,64

0,93

25

6

37,8

2,30

0,89

27

11

67,23

3,47

0,94

41

12

60,1

3,22

0,90

43

8

20,25

2,15

0,77

Среднее

9

43,4

2,65

0,85

Таблица 10 - Коэффициент видового сходства Серенсена в предустье р. Жайык летом 2015 г.

Район

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

1-8

2-3

2-4

2-5

2-6

2-7

2-8

3- 4

Коэф. Ke

0,33

0,38

0,56

0,56

0,43

0,42

0,30

0,40

0,42

0,17

0,12

0,11

0,14

0,12

Район

3-5

3-6

3-7

3-8

4-5

4-6

4-7

4-8

5-6

5-7

5-8

6-7

6-8

7-8

Коэф. Ke

0,20

0,13

0,38

0,33

0,53

0,50

0,40

0,2

0,71

,56

0,43

0,52

0,63

0,40

Методика расчета индексов

Разнообразие сообществ, отражающее число видов и их долю в суммарных количественных показателях, оценивали по индексу Шеннона-Уивера по формуле 1 [1]:

H = -1 P, Ig2 Pi, (1)

где H - индекс разнообразия, бит/экз, бит/г; pi = Ni/Ns или Bi/Bs; Ni - численность i таксона; Ns - общая численность таксонов; Bi - биомасса i таксона; B- общая биомасса организмов.

Поделив индекс Шеннона-Уивера на логарифм числа видов, мы получаем индекс выравненное™ по Пиелу (E) (формула 2), показывающий относительное распределение особей среди видов [1]:

E=H/ S (2)

где H - значение индекса Шеннона-Уивера, S - число видов в сообществе.

Для сравнения степени видового сходства биоценозов использовали индекс Серенсена, вычисляемый по формуле (3):

Кс=2с/(а + Ь) (3)

где а и b - число видов, обнаруженных в каждом из сравниваемых биоценозов, с - число общих видов. Kc <0,5 сходства нет, Kc >0,5 сходство есть .

Таким образом, максимальное значение индекса Шеннона 2,6 в низовьях и 3,1 в предустье было при наиболее низкой температуре и наибольшем содержании растворенного в воде кислорода. Отсюда следует, что такие условия являются наиболее благоприятными для развития планктонных ракообразных, а температура и содержание кислорода являются лимитирующими факторами.

 

Список литературы

  1. А.Ф. Алимов. Элементы теории функционирования водных экосистем.- СПб., Наука, 2000. 147с.
  2. Видовое обилие зоопланктона водоемов Средней Азии и Нижней Волги / Романова Е.П. // Принципы и способы сохранения биоразнообразия: Мат. 3 Bcepoc. Науч. Конф., Йошкарола, Tl янв.- Іфевр., 2008.-С.84-86.
  3. Шарапова Л.И., Фаломеева А.П. Методическое пособие при гидробиологических рыбохозяйственных исследованиях водоемов Казахстана. - Алматы, 2006. -С. 10- 23.
  4. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1997. - С.97 - 304.
Теги: Реки
Год: 2016
Город: Атырау
Категория: Экология