Оценка чувствительности индексов сапробности для фитофильных макробеспозвоночных и их связь с показателями разнообразия

УДК 574.583:556.115

А. Е. Усов

Черниговский государственный педагогический университет им. Т. Г. Шевченко,
Чернигов, Украина, usov_alex@hotbox.ru

ASSESSMENT OF THE SENSITIVITY OF SAPROBITY INDICES
FOR PHYTOPHILOUS MACROINVERTEBRATES
AND ITS CONNECTION WITH DIVERSITY INDICES

A. Y. Usov

T. G. Shevchenko State Pedagogical University of Chernihiv,
Chernihiv, Ukraine,  usov_alex@hotbox.ru

Существует ряд подходов к расчету индекса сапробности, что усложняет сравнение и интерпретацию полученных данных. Отдельным вопросом является использование показателей разнообразия при индикации загрязнений водных экосистем. В связи с этим целью исследования было проведение сравнительного анализа чувствительности различных модификаций индексов сапробности для фитофильных группировок макробеспозвоночных и оценка их связи с показателями разнообразия.

Материалом для работы послужили сборы августа 2005 г. Исследования проводили на примере р. Десна в районе впадения р. Белоус, воды которой загрязнены сточными водами коммунального предприятия «Черниговводоканал». Фитофильные зооценозы исследовали на пяти станциях имеющих различный уровень загрязнения. Контрольная станция (ст. 1) расположена на расстоянии 150 м выше по течению от устья Белоуса. Химические и биологические показатели указывают на отсутствие загрязнения. Макрофиты хорошо развиты, доминируют осоки, среди погруженной растительности – рдест пронзеннолистный. Устьевой участок реки Белоус (ст. 2) вследствие сбросов характеризуется низким содержанием кислорода и малой прозрачностью воды, отмечены значительные концентрации биогенных ионов и органических веществ. Среди высшей водной растительности фрагментарно встречается роголистник погруженный. На расстоянии 35 и 100 м ниже устья Белоуса по течению на Десне расположены станции 3 и 4 соответственно. Характеристики данных станций схожи, по сравнению с контролем понижается прозрачность воды, наблюдается снижение содержания кислорода, повышение концентраций биогенов. Значительно развита высшая водная растительность с доминированием стрелолиста, роголистника и рдестов. Последняя станция (ст. 5) находится на расстоянии 500 м от устья Белоуса вниз по течению. Также характеризуется значительным развитием макрофитов. Доминирует стрелолист, среди погруженных растений – роголистник. Физико-химические показатели начинают приближаться к таковым в контрольной станции.

Отбор проб проводили согласно принятым в гидробиологии методам, используя водные грабли и гидробиологический сачок. В каждой изучаемой станции отбирали одну смешанную пробу весом 500–600 г состоящую из 3 проб извлеченных с интервалом 1–3 м. Пробы немедленно обрабатывались – извлекались беспозвоночные, после чего их фиксировали и в лаборатории проводили идентификацию до вида. Извлеченные макрофиты взвешивали для определения сырой массы. Численность организмов приводили на 1 кг сырого веса растений.

Сапробиологический анализ проводили с использованием пяти различных подходов. В качестве показателей разнообразия использовали общее количество видов, количество таксономических групп беспозвоночных (за учитываемую группу принимали классы беспозвоночных, для насекомых – отряды, а для отряда двукрылых – семейства), а также рассчитывали информационный индекс Шеннона (бит/экз.).

Максимальные и минимальные значения индекса Шеннона по численности и общего количества видов наблюдаются в одних и тех же точках (табл.). Минимальные значения – в устье Белоуса, а максимальные – на расстоянии 100 м от устья вниз по течению. Причин увеличения количества видов после смешения вод может быть несколько, можно предположить, что в непосредственной близости от устья наблюдается сложение «видов Белоуса» и «видов Десны», также возможно загрязненные органическими веществами воды Белоуса, смешиваясь с относительно богатыми кислородом водами Десны, обеспечивают лучшее развитие микрофлоры и соответственно макробеспозвоночных.

Таблица. Показатели разнообразия в изученных точках

 

Иной характер имело распределение количества таксономических групп макробеспозвоночных в контрольных точках. Хотя разброс значений показателя был не таким большим, как для количества видов, его динамика хорошо коррелировала с уровнем загрязнения. Минимальное значение наблюдалось в наиболее загрязненной точке – устье, а максимальное – в контрольной. Чувствительность полученных индексов сапробности оценивали при помощи коэффициента вариации и по величине разницы между значениями индексов в контрольной станции и наиболее загрязненной. Наиболее чувствительным оказался индекс сапробности рассчитанный по методу Зелинки–Марвана в модификации Тодераша, близок к нему по значениям индекс сапробности рассчитанный по методу Пантле–Букка в модификации Сладечека. Связь показателей разнообразия и индекса сапробности рассчитанного по методу Зелинки–Марвана в модификации Тодераша оценена с помощью регрессионного анализа – построены графики зависимости с подбором уравнений регрессии, а также рассчитан коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r). Следует отметить, что пять пар значений, несомненно, мало для проведения такого анализа.

Зависимость между общим количеством видов и значением сапробности не была выраженной (r = –0,36; р = 0,55). Между количеством групп зоофитоса и показателем сапробности отмечена сильная обратная зависимость (r = –0,97; р = 0,005). Линия тренда между значениями индекса Шеннона по численности и значениями сапробности рассчитанной по методу Зелинки–Марвана в модификации Тодераша может быть описана полиномом второй степени, абсолютные значения показателей разнообразия снижаются в области как малых, так и больших значений сапробности.

Таким образом, наибольшую чувствительность при оценке органического загрязнения по группировкам фитофильных организмов погруженных макрофитов имеет индекс сапробности, рассчитанный по методу Зелинки–Марвана в модификации Тодераша. Значения индекса сапробности нелинейно коррелируют с индексом видового разнообразия Шеннона.

---

Zoocenosis — 2007
 Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 121-123.