СРАВНИТЕЛЬНЫЕ  ДАННЫЕ  ПО  ФАУНЕ  ХИРОНОМИД  ПРУДА  ШКОЛЬНОГО  ГОРОДА  КАЛИНИНГРАДА

Гапаненок  Евгения  Анатольевна

аспирант  Балтийского  федерального  университета  им.  И.  Канта,  РФ,  г.  Калининград

Е-mail :  jane_1302@mail.ru

Винокурова  Наталья  Владимировна

канд.  биол.  наук,  доцент  Балтийского  федерального  университета  им.  И.  Канта,  РФ,  г.  Калининград

Е-mail: 

COMPARATIVE  DATA  ON  THE  FAUNA  OF  CHIRONOMID  OF  THE  POND  SHKOLNY  OF  KALININGRAD

Gapanenok  Evgeniya

postgraduate  student  of  Immanuel  Kant  Baltic  Federal  University,  Russia,  Kaliningrad

Vinokurova  Natalya

candidate  of  biological  sciences,  associate  professor  of  Immanuel  Kant  Baltic  Federal  University,  Russia,  Kaliningrad

АННОТАЦИЯ

Произведена  оценка  фауны  хирономид  пруда  Школьного  г.  Калининграда.  Определены:  видовой  состав  сообщества  хирономид,  показатели  численности  и  биомассы,  индексы  видового  богатства  и  разнообразия,  частоты  встречаемости,  доминирования,  характерные  для  данного  сообщества  хирономид.  В  данном  водоёме  определено  10  видов  хирономид.  Выявлены  доминантный  вид  Glyptotendipes  glaucus  и  два  субдоминанта  Camptochironomus  tentans  и  Glyptotendipes  paripes.  Полученные  данные  указывают  на  средний  уровень  видового  разнообразия  сообщества  хирономид  пруда  Школьного.

ABSTRACT

The  fauna  of  chironomid  of  the  pond  Shkolny  of  Kaliningrad  are  evaluated.  Species  composition  of  the  community  of  chironomids,  indices  of  abundance  and  biomass,  indices  of  species  richness  and  diversity,  indices  of  frequency  of  occurrence  and  domination  characteristic  of  the  community  of  chironomids  are  identified.  10  species  of  chironomid  are  defined  in  this  pond.  Dominant  species  Glyptotendipes  glaucus  and  two  subdominant  Camptochironomus  tentans  and  Glyptotendipes  paripes  are  identified.  The  obtained  data  indicate  the  average  level  of  a  specific  variety  of  community  of  the  pond  Shkolny.

Ключевые  слова:  хирономиды;  пруд  Школьный;  видовое  разнообразие;  численность;  биомасса.

Keywords: chironomidae;  Pond  Shkolny;  species  diversity;  abundance;  biomass.

Введение

Антропогенный  фактор  —  один  из  важнейших  источников  экологических  проблем.  Калининградская  область,  как  и  многие  области  нашей  страны,  подвержены  влиянию  данного  фактора.  Водоемы  города  Калининграда  страдают  от  засорения  мусором  и  несанкционированных  стоков  бытовых  отходов,  которые  влияют  на  устойчивость  водных  экосистем.  Под  угрозой  вымирания  находятся,  в  первую  очередь,  беспозвоночные,  высокочувствительные  к  любым  видам  загрязнения.  При  любом  типе  антропогенного  воздействия  на  водоемы  универсальной  ответной  реакцией  сообществ  гидробионтов  является  глубокое  изменение  видового  разнообразия  [6]. 

В  настоящее  время  становится  актуальной  оценка  степени  загрязнения  природной  среды  по  средствам  изучения  видового  разнообразия  микрозообентоса.

Личинки  хирономид  семейства  водных  двукрылых  насекомых  широко  распространены  в  природе.  Они  являются  важнейшим  звеном  во  многих  трофических  цепях.  Служат  объектом  питания  бентосоядных  промысловых  рыб  и  их  молоди.  Личинки  хирономид  являются  универсальной  моделью  для  проведения  биоиндикационных  исследований  степени  загрязнения  рек  и  трофности  озер,  так  как  постоянно  присутствуют  в  природе.  Благодаря  наличию  гигантских  политенных  хромосом  в  слюнных  железах,  личинки  семейства  Chironomidae  служат  как  модель  для  биоиндикационных  исследований.  Политенные  хромосомы  позволяют  проводить  цитогенетический  анализ  и  выявлять  различные  хромосомные  перестройки,  происходящие  под  воздействием  токсических  веществ  [8]. 

Материал  и  методы

Материалом  для  данной  работы  послужили  сборы  личинок  хирономид  в  пруду  Школьном  города  Калининграда  в  апреле  2011  г.  и  июне  2012  г.  Количественный  сбор  проводился  на  7  точках  помощью  скребка  с  длиной  режущей  кромки  17,5  см  и  гидробиологической  рамки  размером  40х40  по  стандартной  методике  [4;  5]  в  прибрежной  зоне  пруда  Школьного.  Затем  на  торсионных  весах  ВТ-500  личинки  были  взвешены  и  посчитаны,  а  после  зафиксированы  по  стандартной  методике  (Кикнадзе  и  др.,  1991)  в  смеси  96  %-го  этилового  спирта  и  ледяной  уксусной  кислоты  в  соотношении  3:1.  Фиксатор  в  ёмкости  с  личинками  меняли  до  тех  пор,  пока  не  станет  прозрачным.  Временные  цитологические  препараты  политенных  хромосом  слюнных  желез  личинок  были  приготовлены  по  стандартной  ацето-орсеиновой  методике  [3;  7].  Для  изучения  видового  разнообразия  хирономид  пруда  Школьного  было  исследовано  253  личинки.

Для  характеристики  состояния  биоценоза  хирономид  и  степени  загрязнения  водоемов  использовались  следующие  показатели:  численность  (N,экз./м²  ),  биомасса  (B,  г/м²)  [10],  индекс  видового  богатства  Маргалефа  (d),  индекс  доминирования  Палия,  Ковнацки  (D),  частота  встречаемости  видов  (P,%),  видовое  разнообразие  Шеннона  по  численности  (H,  бит/экз.),  индекс  Е.В.  Балушкиной  (K)  [9]. 

Результаты  и  обсуждение

Пруд  Школьный  находится  в  конце  улицей  Красной  около  школы  №  20  в  городе  Калининграде.  Водоём  эвтрофный,  глубиной  2—3  м,  длиной  —  350  м,  шириной  —  80—100  м.  Площадь  водной  поверхности  составляет  0,056  км².  Водоем  создавался  для  обеспечения  Кенигсберга  питьевой  водой.  В  пруд  впадает  канал  из  озера  Дивного  на  севере,  на  юге  вытекает  канал  Питьевой  [2].  Цвет  ила  варьирует  от  серого  до  черного.  Ил  густой  с  растительными  остатками  и  слабым  запахом.  Дно  глинистое  или  каменистое.  Из  растений  на  пруду  можно  обнаружить  рогоз  и  тростник.  Также  здесь  присутствуют  личинки  стрекоз,  нематоды,  плавунцы,  личинки-гусениц,  двукрылые  бокоплавы,  пиявки  и  улитки. 

Озеро  постоянно  подвергается  антропогенным  бытовым  загрязнениям  из  стоков  близлежащих  домов.  C  2005  года  ведется  активное  строительство  вокруг  озера  [2].

Средние  показатели  численности  в  июне  2012  г.  составили  15  экз./м²,  а  биомассы  —  0,6  г/  м²,  в  апреле  2011  г.  120,5  экз./м²  и  2  г/  м²  соответственно.  По  рисункам  1  и  2  заметно,  что  численность  и  биомасса  в  июне  2012  г.  заметно  меньше,  чем  в  апреле  2011  г.  Это  связано  с  тем,  что  вылет  комаров  первой  генерации  большинства  видов  приходится  на  начало  лета.

Рисунок  1.  Средние  показатели  численности  (экз/м²)  в  апреле  2011  г.  и  июне  2012  г.

Рисунок  2.  Средние  показатели  биомассы  (г/м²)  в  апреле  2011  г.  И  июне  2012  г.

В  период  исследований  водоема  было  идентифицировано  10  видов  хирономид,  принадлежащих  к  двум  подсемействам  (Chironominae  и  Ortocladiinae)  (см.  табл.  1). 

Таблица  1.

Встречаемость  отдельных  видов  хирономид  пруда  Школьного

Примечание:  «+»  —  вид  присутствует,  «−»  —  вид  отсутствует,  *  —  виды,  впервые  отмеченные  для  Калининградской  области

Встречаемость  обнаруженных  видов  была  неоднородна  в  апреле  2011  г.  Такая  же  тенденция  сохранилась  в  июне  2012  г.  Наибольшая  встречаемость  наблюдается  у  β-мезосапробного  вида  —  Glyptotendipes  glaucus  и  составляет:  апрель  2011  г.  —  100  %,  а  июнь  2012  г.  —  80  %.

По  индексу  доминирования  Палия-Ковнацки  в  исследуемом  пруду  в  апреле  2011  г.  был  выявлен  один  доминирующий  вид  —  Glyptotendipes  glaucus  —  74,44;  два  субдоминанта:  Camptochironomus  tentans  и  Glyptotendipes  paripes  и  субдоминанты  1  и  2  порядков  (см.рис.  3).  Значение  индекса  Маргалефа  составило  1,02,  что  говорит  о  среднем  уровне  видового  богатства  популяции.  Соотношение  уровней  индексов  Шеннона  и  Симпсона  говорит  о  наличии  преобладающего  вида  в  формировании  общей  численности.

В  июне  2012  г.  в  сообществе  был  обнаружен  ярко  выраженный  доминант  —  Glyptotendipes  glaucus  —  62;  один  субдоминант  Chironomus  plumosus  и  субдоминанты  1  и  2  порядков  (см.рис.  4).  Значение  индекса  Маргалефа  являлось  средним  —  1,46.  Значение  индекса  видового  разнообразия  Шеннона  было  низким  —  1,2  бит/экз.,  а  индекса  Симпсона  высоким  —  0,62,  что  можно  объяснить  сравнительно  небольшим  количеством  видов.  Данное  соотношение  индексов  Шеннона  и  Симпсона  подтверждает  наличие  преобладающего  вида  в  формировании  общей  численности  в  пруду  Школьном. 

Рисунок  3.  Распределение  видов  по  значению  индекса  доминирования  Палия-Ковнацки  Di  в  пр.Школьном  (апрель  2011  г.)  Названия  видов:  1  —  G.glaucus,  2  —  C.  tentans,  3  —  G.paripes,4  —  E.albipennis,  5  —  Cr.  sylvestris,  6  —  Ch.  agilis

Рисунок  4.  Распределение  видов  по  значению  индекса  доминирования  Палия-Ковнацки  Di  в  пр.Школьном  (июнь  2012  г.)  Названия  видов:  1  —  G.glaucus,  2  —  Ch.plumosus,  3  —  Chironomus  sp.,  4  —  G.paripes,  5  —  P.kuzini,  6  —  E.albipennis,  7  —  P.pararostatus,  8  —  C.  tentans

Индекс  Балушкиной  в  апреле  2011  г.  был  равен  6,45,  это  свидетельствует  о  том,  что  водоём  характеризуется  умеренной  загрязнённостью.  В  июне  2012  г.  состояние  водоема  ухудшилось,  так  как  показатель  индекса  Балушкиной  увеличился  и  стал  равен  6,5,  что  характеризует  водоем  как  загрязненный.  Согласно  индексу  Шеннона,  как  и  в  апреле  2011  г.  так  и  в  июне  2012  г.  водоём  является  загрязнённым  (3-класс  качества  вод). 

Таким  образом,  за  два  года  исследований  пруда  Школьного  уровень  видового  разнообразия  остался  на  среднем  уровне,  доминанта  не  изменилась,  но  риск  загрязнения  водоема  увеличился.

В  исследуемом  водоеме  не  отмечается  резких  сезонных  изменений  в  возрастной  структуре  популяции  хирономид.  Весенние  и  летние  популяции  хирономид  представлены  более  зрелыми  личинками  (IV-VII  фазы  развития).  Это  связано  с  тем,  что  к  этому  времени  (середина  апреля  и  середина  июня),  популяция  готовится  к  вылету  следующей  генерации  комаров. 

Таблица  2.

Количественные  характеристики  сообществ  хирономид  по  индексам

Рисунок  5.  Сезонная  динамика  возрастной  структуры  личинок  хирономид  пр.  Школьного.  А  —  Апрель  2011  г.  Б  —  Июнь  2012  г.

Заключение

Изучение  сообщества  хирономид  пруда  Школьного  подтверждает  использование  личинок  как  биоиндикационных  объектов.  В  период  изучения  данного  водоема  было  идентифицировано  10  видов  личинок  хирономид.  Полученные  данные  по  количеству  видов  и  семейств  в  водоёме  за  два  года  исследований  по  индексу  Маргалефа  указывают  на  средний  уровень  видового  разнообразия.  Это  может  быть  обусловлено  небольшой  площадью  пруда  и  замедленными  процессами  самоочищения  в  нем,  а  также  поступления  сюда  в  большом  количестве  загрязненных  сточных  вод  вместе  с  водами  канала.

Важно  отметить,  что  комплексное  использование  индексов  позволяет  в  полной  мере  оценить  как  видовое  разнообразие  хирономид,  так  и  скорость  происходящих  в  природе  изменений.  Так,  соотношение  уровней  индексов  Шеннона  и  Симпсона  говорит  о  наличии  преобладающего  вида  в  формировании  общей  численности  как  в  апреле  2011  г.  так  и  в  июне  2012  г.  Увеличение  индекса  Балушкиной  в  2012  году  характеризует  водоем  как  загрязненный.  Индекс  Шеннона  также  указывает  на  этот  факт.

Так  как  основной  задачей  биоиндикации  является  разработка  методов  и  критериев,  которые  могли  бы  адекватно  отражать  уровень  антропогенных  воздействий  с  учетом  комплексного  характера  загрязнения  и  диагностировать  ранние  нарушения  в  наиболее  чувствительных  компонентах  биотических  сообществ  [1],  мониторинг  состояния  водоемов  Калининградской  области  посредством  изучения  личинок  хирономид  дает  возможность  изучить  диапазон  естественной  и  антропогенной  изменчивости  биоценозов.

Список  литературы:

1.Биоиндикация:  теория,  методы,  приложения  //  под  ред.  Г.С.  Розенберга.  Тольятти:  Интер-Волга,  1994.  —  266  с.

2.Данилова  М.В.  Значение  кариотипов  хирономид  (Chironomus  plumosusL.  и  Camptochironomus  tentans  F.)  для  оценки  состояния  водной  среды:  дис…кандидата  биологических  наук.  Калининград:  Балтийский  федеральный  университет  им.  И.  Канта,  2011  —  121  с.

3.Кикнадзе  И.И.,  Голыгина  В.В.,  Андреева  Е.Н.,  Гундерина  Л.И.,  Истомина  А.Г.,  Айманова  К.Г.,  Батлер  М.Дж.,  Мартин  Дж.,  Вюлкер  В.Г.  Кариофонды,  хромосомный  полиморфизм,  и  видообразование  у  голарктических  видов  хирономид//  Отчетная  сессия  Института  цитологии  и  генетики  Сибирского  отделения  Российской  академии  наук.  Сб.  научн.  тр.  Новосибирск.  Институт  цитологии  и  генетики  СО  РАН,  200.  —  C.  140—147.

4.Методические  рекомендации  по  сбору  и  обработки  материалов  при  гидробиологических  исследованиях  на  пресноводных  водоёмах.  Зообентос  и  его  продукция/  Под  ред.  Г.Г.  Винберга  и  Г.М.  Лаврентьева.  Л.:  ГосНИОРХ,  1984.  —  52  с.

5.Методическое  пособие  по  изучению  хирономид./  Под  ред.  Ахроров  Ф.  Душанбе:  Дониш,  1982.  —  84  с.

6.Скальская  И.А.  Зооперифитон  водоемов  Верхней  Волги.  Рыбинск,  2002.

7.Чубарева  Л.А.,  Петрова  Н.А.  Методика  приготовления  цитологических  препаратов  для  кариологического  изучения  двукрылых  насекомых  //  Новые  данные  по  кариосистематике  двукрылых  насекомых.  Ленинград:  Из–во  Зоол.  инст.,  1980.  —  87  с.

8.Шевчук  Т.А.,  Винокурова  Н.В.  Видовой  состав  и  экологические  характеристики  хирономид  (Diptera:  Chironomidae)  водоемов  Калининграда  //Вестн.  Рос.гос.  ун-та  им.  И.  Канта.  Серия  Естественные  науки  Калининград:  Изд-во  РГУ  им.  И.  Канта,  —  2010  —  №  7.  —  С.  71—77.

9.Шитиков  В.К.,  Розенберг  Г.С.,  Зинченко  Т.Д.  Количественная  гидроэкология:  методы  системной  идентификации.  Тольятти:  ИЭВБ  РАН,  2003.  —  463  с.

10.Krecker  F.H.  A  comparatire  stady  of  the  animal  population  of  certain  submerged  aquatic  plants.  Ecology,  —  1939,  —  №  20,  —  p.  553—562.