Материал и методы исследования

Введение

Исследование экосистемы городских водоемов - важная научная задача, касающаяся вопросов сохранения биоразнообразия. Кроме того, у данной темы есть прикладной аспект – оценка качества окружающей среды в зоне отдыха. Пруд используется гражданами для отдыха и любительского рыболовства.

Макрозообентос является хорошим показателем антропогенного воздействия. Среди бентосных организмов есть легко определяемые индикаторные группы – олигосапробы (веснянки и многие виды подёнок), мезосапробы (водяные ослики, шаровки), полисапробы (тубифициды) [Макрушин, 1974]. Видовой состав и структура бентоса является показателем долговременных многолетних изменений среды, поскольку бентосные организмы отличаются значительной продолжительностью жизни (обычно больше года) по сравнению с планктонными организмами, и относительно медленным размножением [Коплан-Дикс, Стравинская, 1980]. Особое значение имеет исследование бентоса прибрежья, так как прибрежные биоценозы принимают первый удар антропогенного воздействия на экосистему. Кроме того, именно с ними отдыхающие у водоема люди вступают в контакт. Таким образом, мониторинг бентоса прибрежья Муринского ручья является актуальной задачей.

В литературе имеются данные Института озероведения об экологическом состоянии Муринского пруда, включающие сведения о зоопланктоне, трофическом статусе и гидрохимическую характеристику [Кондратьев и др., 2000]. Макрозообентос прибрежья Муринского пруда исследовался, по-видимому, лишь гидробиологической группой «Петербургской усадьбы» и ДДЮТ [Боровская, 2010; Шихмагомедов, Купцов, 2011]. В основном архивные данные о бентосе относятся к осеннему периоду.

Целью нашей работы является оценить многолетние изменения макрозообентоса прибрежья на всем протяжении Муринского пруда c учетом данных 2014 года и оценить уровень загрязнения воды органическими отходами. Оценка качества воды в прибрежной зоне этого водоема важна, так как на берегах Муринского пруда создана рекреационная зона и люди, отдыхающие на берегах водоема, в первую очередь сталкиваются с организмами прибрежья.

Задачи:

- оценить уровень загрязнения по биотическим индексам Вудивисса и Маейра.

- определить видовой состав и плотность бентоса;

- проследить пространственно-временные изменения видового состава;

- исследовать изменения состава видов-индикаторов чистой воды;

- исследовать изменение плотности организмов;

- определить виды, доминирующие по плотности и степень доминирования;

Характеристика Муринского пруда

Муринский пруд расположен в северной части Санкт-Петербурга. Он является водохранилищем верховья Муринского ручья, образованным в 70-х годах ХХ века в результате сооружения плотны. Источником питания ручья являются пруды и болота парка "Сосновка". Имеет вытянутую форму, изогнутую по руслу ручья. Длина пруда около 1 км, ширина - до 30 м, глубины до 2—3 м. Течение практически отсутствует. Площадь бассейна 41 км². Значительная площадь прибрежья, а также центральная часть пруда, сильно заилены [Экологическая обстановка…, 2003].

Пруд относится к водоёмам 2-ой (низшей) категории рыбохозяйственного и коммунально-бытового водопользования [Правила охраны …, 1991].

В отличие от ручьевой части в пруду нет официальных точечных источников загрязнения. Но в верхней части химическими методами был обнаружен несанкционированный сброс сточных вод [Павлюц, 2010]. На берегах располагалось два ресторана. В ресторане у Северного проспекта содержались домашние животные и птицы, в пруду карп. Специальных ограждений для разведения животных не было обнаружено, поэтому фекалии с поверхностным стоком попадали в пруд. В 2014 году этот ресторан был закрыт.

По свидетельству рыболовов, в пруду водятся щука, окунь, плотва, карась. Исследования Института озероведения, проведённые в конце ХХ века [Кондратьев и др., 2000], показали, что это мезотрофный водоём (то есть имеет средний уровень продуктивности) с признаками хронического токсического загрязнения. Токсичность подтверждалась экспериментами на дафниях [Дайнеко, Замалеев, 2002], а также «нездоровьем» планктонных ракообразных – у 6% были обнаружены опухоли. Хотя отсутствуют точечные источники загрязнения, токсиканты поступают с атмосферными осадками, пылью, грунтовым и поверхностным стоком, от случайных источников, например, при мытье машин [Дайнеко, 2004]. От этих источников могут поступать органические, биогенные и токсические загрязнения [Экологическая обстановка…, 2003]. Периодически возможны аварийные сбросы загрязняющих веществ. Так, весной 2010 года прорвало канализационные стоки, что вызвало гибель рыбы и прекращение гнездования птиц, летом того же года проводились работы с тяжелой техникой.

Материал и методы исследования

Материалом для работы послужили результаты отбора проб макрозообентоса 22 сентября 2014 года. Использовались также архивные данные за 2004, 2007, 2010 годы. Пункты наблюдений были постоянными. Их расположение указано на спутниковой карте (рис. 1).

Рис. 1. Схема пунктов отбора проб в Муринском пруду.

Отбор проб осуществляли сачком с определенного расстояния. Разбор нефиксированных проб проводили в лаборатории в течение недели. До разбора пробы хранили в холодильнике при температуре около 3⁰С. Некоторые виды фиксировали формалином до лёгкого запаха (4%). Определение видов проведено по определителям [Определитель…, 1977; Определитель…, 2004]. По результатам разбора гидробиологических проб рассчитана плотность каждого вида и суммарная плотность.

Индикаторные виды определяли по нескольким источникам [Коростылёв, 1978; Макрушин, 1974; Определитель…, 1977; Скворцов и др., 2001].

Были определены следующие показатели видовой структуры [Константинов, 1979; Скворцов и др., 2001]:

1. Виды, доминирующие по плотности и олигохетный индекс (I_o) Гуднайта-Уотлея. При этом высокая степень доминирования олигохет по плотности свидетельствовала о высоком уровне органического загрязнения исследованного пункта. Критерии загрязнения проб по этому показателю были следующими: при доминировании от 60 до 80% проба считалась среднезагрязненной; при доминировании свыше 80% - сильнозагрязненной;

2. Биотический индекс по таблице Вудивисса [Макрушин, 1974]. Оценка качества воды по индексу Вудивисса проведена по [ГОСТ 17.1.3.07-82]

3. Индекс Майера [Безматерных, 2007]. Оценка по индексу Маейра:

>21 – водоём очень чистый – класс качества 1

17-21 –чистый - класс качества 2

11-16 – умеренно загрязненный - класс качества 3

6-15 – грязный - класс качества 4

3-5 – очень грязный - класс качества 5

< 3 – чрезвычайно грязный - класс качества 6.

Определены статистические характеристики: среднее арифметическое, стандартное отклонение, ошибка среднего арифметического [Хайтов, 2005].