Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 639.313 в реках
The paper presents materials on the state of aquatic bioresources and their habitat in the Dnieper River within the borders of the Smolensk region, according to 2019 data. The ichthyofauna of the Dnieper River within the surveyed area did not differ in species diversity: 10 species of fish belonging to the families Cyprinidae (Cyprinidae) and perch (Percidae) were identified. Roach (Rutilus rutilus) dominated, the subdominants were chub (Squalius cephalus) and perch (Perca fluviatilis). The average oligochaete index, ranging from 21 to 50%, characterizes the waters of the river as slightly polluted and belonging to class II quality. The composition of phytoplankton was dominated by diatoms and green algae. As part of zooplankton, representatives of the genus Brachionus dominated among rotifers, and crustaceans of the genus Bosmina dominated among branchiformes. The composition of zoobenthos was dominated by larvae of chironomids, subdominants – oligochaetes. The Dnieper River within the borders of the Smolensk region, according to our data, is characterized by the level of development of phytoplankton and zooplankton as a "low-feeding" area for phytophagous fish and zooplanktophages, and by the level of development of zoobenthos as a "high-feeding" area. The ichthyofauna of the studied area is characterized by the presence of predatory and omnivorous fish, the presence of phytophages and zooplanktophages is not characteristic, which may be due to the peculiarities of the state of the natural food supply.
Dnieper, population, commercial fish stock, freshwater, phytoplankton, zooplankton, benthic invertebrate communities, natural forage base, fish, ichthyofauna
Видовой состав – один из значимых показателей, позволяющий судить о проявлениях многообразных факторов, определяющих жизнь природного сообщества [1]. Фаунистические исследования являют собой необходимое звено в определении структурных и функциональных характеристик сообществ макрозообентоса и, кроме того, применяются с целью оценки состояния пресноводных экосистем. Состав донного населения водоёмов относительно постоянен, если акватория не подвержена сильному загрязнению, из-за которого из экосистемы выпадают целые группы беспозвоночных животных, происходят изменения видового состава биоценозов [2; 3; 4]. Вышеупомянутые обстоятельства определяют актуальность настоящей работы.
Одна из крупнейших европейских рек – Днепр является трансграничным водным объектом, находящимся в совместном международном пользовании Российской Федерации, Республики Беларусь и Украины. Длина р. Днепр от истока до устья составляет около 2,145 тыс. км [5]. Бассейн простирается с севера на юг почти на 1000 км, с запада на восток – на 600 км. Часть р. Днепр находится на территории Смоленской области, что составляет 1/5 часть из 509 тыс. км2 общей площади бассейна Днепра и имеет протяженность от истока до границы с Республикой Беларусь 503 км. Площадь водосбора основного русла р. Днепр в Смоленской области – 16,8 тыс. км2 (16,5% территории бассейна Верхнего Днепра) [6].
По данным Г.А. Оливари [7], основанным на большом объёме количественных и качественных проб, на начальных этапах зарегулирования р. Днепр общее число видов, входящих в состав бентоса, достигало 800. На основании многолетних (1970-1980 гг.) количественных сборов макрозообентоса на всём протяжении Днепра, в его составе зарегистрировано 362 вида беспозвоночных, принадлежащих к 12 классам [8]. Такое существенное различие видового богатства бентоса, по сравнению с данными Г.А. Оливари, по нашему мнению, объясняется тем, что материалы по бентосу представлены исключительно количественными дночерпательными пробами (без качественных смывов с камней, макрофитов и других субстратов), кроме того, из списка видов донной фауны [8] исключены клещи, большинство видов жуков, клопов, личинок многих групп двукрылых, являющихся неотъемлемым компонентом экосистем. Уменьшение (по сравнению с 1950-1960 годами) представительства таких групп как стрекозы и ручейники может быть закономерным явлением, обусловленным зарегулированием р. Днепр. Согласно данным Ю.С. Зверковой [1], полученным в рамках исследований на верхнем участке реки в границах Смоленской области, в прибрежной зоне было зарегистрировано 97 видов, что существенно меньше, чем у исследователей в 1950-1980 годы.
Целью настоящей работы являлось исследование состояния ихтиофауны и естественной кормовой базы р. Днепр в Смоленской области в 2019 г., в условиях отсутствия промышленного рыболовства. Для выполнения данной цели ставились задачи качественного и количественного исследования ихтиофауны, фитопланктона, зоопланктона и зообентоса.
Сбор материалов проводили в 2019 г. на р. Днепр в пределах Смоленской области в рамках комплексных исследований (рис. 1).
Рисунок 1. Карта постановки сетных орудий лова и схема станций отбора проб на реке Днепр в 2019 году
Станции исследований: 1, 6, 9, 15, 17, 23, 25 ‑ сбор ихтиологических, проб; 1, 2, 6, 7, 9, 11, 15, 22, 23 – сбор проб фитопланктона;1-25 – сбор проб зоопланктона и макрозообентоса.
Figure 1. Map of the placement of net fishing gear and scheme of sampling stations on the Dnieper River in 2019.
Research stations: 1, 6, 9, 15, 17, 23, 25 ‑ collection of ichthyological samples; 1, 2, 6, 7, 9, 11, 15, 22, 23 ‑ collection of phytoplankton samples; 1-25 ‑ collection of zooplankton and macrozoobenthos samples.
Ихтиофауна собиралась при помощи сетей с шагом ячеи от 30 до 70 мм.
Отбор и обработку гидробиологических проб фито- и зоопланктона, макрозообентоса выполняли по общепринятым методикам [9; 10; 11].
По данным П.И. Жукова [12], состав рыбного населения р. Днепр в 1960-е годы состоял из 35 видов рыб. После данного периода, до начала 2000-х годов, информация о водных биоресурсах отсутствует. В 2010-е годы в составе ихтиофауны отмечено от 18 до 22 видов [5; 13]. Однако по результатам исследований на участке р. Днепр в 2019 г. было выявлено лишь 10 видов рыб, относящихся к семействам карповые Cyprinidae и окуневые Percidae: плотва, голавль, речной окунь, лещ, белоглазка, судак, густера, язь, ёрш, красноперка. По встречаемости и массе в уловах 2019 г. на р. Днепр Смоленской области доминировали карповые – около 80% (рис. 2). Плотва (Rutilus rutilus) преобладает в рыбной части сообщества на исследованном участке р. Днепр. Видами-доминантами на большем протяжении русла Днепра являются также голавль (Squalius cephalus) и речной окунь (Perca fluviatilis), что характерно для большинства более или менее крупных рек Центральной России [13].
Возможно уменьшение количества видов в наших сборах в 2019 г. было связано с коротким периодом исследований и отсутствием при лове мелкоячейных орудий лова.
Рисунок 2. Встречаемость различных видов рыб в уловах на исследуемом участке р. Днепр в 2019 г, по численности (a), по массе (б), %
Figure 2. Occurrence of different fish species in catches on the studied section of the Dnieper River in 2019, by abundance (a), by mass (b), %.
Промысловая длина (SL) голавля в выборке из р. Днепр варьировала в пределах 21,5-37 см (25,8±0.81), коэффициент вариации (CV) составил 14,1%. В уловах отмечены особи массой 147-762 г (250,7±30,6), CV= 54,5%. В соотношении полов наблюдалось равенство. Возраст варьировал от 4+ до 6+ лет, средний возраст составил 4,6±0,16 лет, CV= 15,1%.
В 2019 г. в уловах отмечены особи плотвы с SL 18,5-26 см (22,1±0,5), CV=10,9%. Масса варьировала в пределах 94-314 г (191,6±14,9), CV=37,3%. В соотношении полов преобладали самки (93%). Выборка плотвы в 2019 г. была представлена возрастами 4+-6+ (4,5±0,14) лет, CV= 14,8%.
В сетных уловах в 2019 г. длина речного окуня варьировала в пределах 19,5-30 см (24,4±0,95), CV=14,1%. В выборке отмечены особи массой 92-400 г (218,2±27,1), CV= 44,9%. В соотношении полов наблюдалось полное доминирование самок (100%). Возраст варьировал от 3+ до 7+ лет, средний возраст составил 4,5±0,3 лет, CV= 23,1%.
Для нагула рыб сложились удовлетворительные условия практически на всей акватории р. Днепр, благодаря достаточному количеству кормовых организмов. Вследствие этого, коэффициент упитанности по Фультону для мирных видов рыб составил 1,54, а для хищных – 1,34.
Основные биологические характеристики рыб, обследованных в 2019 г. представлены в таблице 1.
Таблица 1. Основные биологические характеристики рыб на исследуемом участке р. Днепр в 2019 году
Table 1. Main biological characteristics of fish on the studied section of the Dnieper River in 2019
|
Вид |
Возраст, лет |
Соотношение ♀ : ♂ |
Коэффициент упитанности |
n |
|||||
|
2+ |
3+ |
4+ |
5+ |
6+ |
7+ |
||||
|
Голавль (Squalius cephalus) |
- |
- |
23,6 184,6 |
26,9 258,4 |
34,3 587,0 |
- |
1:1 |
1,38 |
20 |
|
Плотва (Rutilus rutilus) |
- |
- |
20,5 140,7 |
24,0 251,0 |
25,8 308,0 |
- |
1:0,08 |
1,70 |
22 |
|
Густера (Blicca bjoerkna) |
- |
- |
21,0 172,0 |
27,0 357,0 |
28,0 467,0 |
- |
все самки |
1,88 |
3 |
|
Белоглазка (Ballerus sapa) |
- |
23,5 168 |
24,3 190,3 |
26,5 239,3 |
30,0 372,5 |
- |
1:0,4 |
1,31 |
9 |
|
Лещ (Abramis brama) |
- |
- |
- |
34,5 716,0 |
34,5 672,0 |
46,5 1676,0 |
1:1 |
1,68 |
3 |
|
Речной окунь (Perca fluviatilis) |
- |
19,7 99,5 |
22,0 154,5 |
26,7 269,8 |
- |
29,5 400,0 |
все самки |
1,41 |
13 |
Примечание. Над чертой – средняя длина, под чертой – среднее значение массы, n – количество экземпляров
Гидробиологические исследования были проведены в мае, июле и августе 2019 года. В составе фитопланктона на исследованных участках в весенний период выявлено 29, в летний – 61, в осенний – 43 таксона водорослей. В таксономической структуре весной и осенью преобладали диатомовые (представители родов Cyclotella, Navicula, Nitzschia, Stephanodiscus); летом – протококковые (pp. Coelastrum, Tetrastrum, Dictyosphaerium, Ankistrodesmus, Crucigenia, Didymocystis, Scenedesmus). Осенью, кроме диатомовых, отмечены вольвоксовые (рp. Pandorina, Chlamydomonas). Синезелёные, в основном Microcystis, встречались летом и осенью. Численность и биомасса водорослей в среднем за вегетационный период составили 1,95 млн кл./л и 1,01 мг/л, соответственно.
В целом, на долю диатомовых и зелёных водорослей приходится 69% от всех отмеченных таксонов водорослей.
В зоопланктоне зарегистрировано 10 видов коловраток, 7 видов – ветвистоусых, а также – представители веслоногих ракообразных (Cyclopoida, Calanoida рода Diaptomus и науплии). Среди коловраток доминировали представители реки Brachionus, среди ветвистоусых – рачки рода Bosmina. Весной средняя численность зоопланктона составила 0,64 тыс. экз./м3, летом – 1,42 тыс. экз./м3, осенью – 18,76 тыс. экз./м3. Биомасса достигала значения 0,003 г/м3 весной, 0,005 г/м3 – летом и 0,06 г/м3 – осенью. Осенью увеличение численности и биомассы зоопланктона происходило за счет коловраток (Asplanchna priodonta, Keratella quadrata) и веслоногих ракообразных, в основном – Cyclopoida. В среднем численность коловраток за сезон составила 80,9% от общей численности и 56,5% от общей биомассы зоопланктона. Ветвистоусые ракообразные составили 4,8% от общей численности и 8,7% от общей биомассы зоопланктона, доля веслоногих ракообразных составила 14,2% и 34,8%, соответственно. Среднесезонные показатели зоопланктона в целом составили: численность – 6,94 тыс. экз./ м3, биомасса – 0,02 г/м3.
В составе зообентоса были обнаружены личинки хирономид, олигохеты, личинки мокрецов, ручейников, личинки и куколки прочих насекомых, двустворчатые и брюхоногие моллюски, пиявки, нематоды, водяные ослики.
Высокая встречаемость таксонов организмов на исследуемом участке р. Днепр характерна для личинок хирономид (от 80 до 84%), олигохет (от 64 до 80%), двустворчатых моллюсков (от 52 до 92%) и личинок мокрецов (от 40 до 60%) (табл. 2).
Таблица 2. Встречаемость групп макрозообентоса по сезонам на исследуемом участке р. Днепр в 2019 г, %
Table 2. Occurrence of benthic invertebrate communities groups by seasons on the studied section of the Dnieper River in 2019, %.
|
Таксоны |
Весна |
Лето |
Осень |
|
Личинки и куколки насекомых |
|||
|
Chironomidae |
84 |
84 |
80 |
|
Chaoboridae |
- |
- |
4 |
|
Tipulidae |
- |
- |
8 |
|
Ceratopogonidae |
40 |
56 |
60 |
|
Simuliidae |
- |
- |
8 |
|
Tabanidae |
- |
- |
4 |
|
Прочие Brachycera |
8 |
8 |
4 |
|
Trichoptera |
12 |
20 |
28 |
|
Plecoptera |
8 |
- |
4 |
|
Ephemeroptera |
- |
24 |
44 |
|
Odonata |
- |
- |
24 |
|
Coleoptera |
- |
- |
16 |
|
Куколки Nematocera |
28 |
12 |
12 |
|
Моллюски |
|||
|
Bivalvia |
68 |
52 |
92 |
|
Gastropoda |
20 |
12 |
4 |
|
Черви |
|||
|
Oligochaeta |
68 |
64 |
80 |
|
Nematoda |
20 |
36 |
16 |
|
Clitellata |
8 |
20 |
16 |
|
Ракообразные |
|||
|
Asellus aquaticus |
- |
4 |
- |
Наибольшее видовое разнообразие отмечено в осенний период за счет личинок насекомых, подготавливающихся к зимовке: хаоборусов, комаров-долгоножек, мошек, слепней, стрекоз и жуков.
В вегетационный период 2019 г. численность макрозообентоса р. Днепр в весенний период составляла 3,7 тыс. экз./м2, в летний – 5,7 тыс. экз./м2, в осенний – 2,3 тыс. экз./м2; весной биомасса достигала значения 332,5 г/м2, летом – 711,5 г/м2 и осенью – 90,4 г/м2, со средним значением за весь период исследований 3,9 тыс. экз./м2 и 378,1 г/м2, соответственно. Высокие показатели биомассы макрозообентоса обусловлены развитием двустворчатых (p. Unio) и брюхоногих моллюсков.
По численности в составе макрозообентоса в 2019 г. преобладали личинки хирономид (от 23,0% до 49,6%), олигохеты (от 22,5% до 43,2%) и моллюски (от 9,2% до 23,5%).
По данным проведённых исследований в 2005-2008 гг. Ю.С. Зверьковой [1], по численности в бентосе преобладали моллюски (34,1%-53,9%) и олигохеты (12,4%-33,2%), а среди личинок и куколок насекомых доминировали хирономиды (13,8%-36,0%). Численность донных организмов в среднем составляла 438 экз./м2, при общей биомассе 410,67 г/м2.
При сравнении данных сезона 2005-2008 гг. и 2019 г. можно отметить увеличение численности макрозообентоса, однако при этом наблюдается незначительное снижение биомассы, что обусловлено изменениями в его структуре – снижение количества моллюсков и бурное развитие хирономид и олигохет.
Показатели численности и биомассы мягкого зообентоса представлены на рисунках 3 и 4.
Рисунок 3. Численность наиболее ценных в пищевом отношении организмов макрозообентоса на исследуемом участке р. Днепр в 2019 году
Figure 3. Abundance of the most valuable organisms in terms of food in the benthic invertebrate communities on the studied section of the Dnieper River in 2019
Рисунок 4. Биомасса наиболее ценных в пищевом отношении организмов макрозообентоса на исследуемом участке р. Днепр в 2019 году
Figure 4. Biomass of the most valuable organisms in terms of food in the benthic invertebrate communities on the studied section of the Dnieper River in 2019
Качество воды р. Днепр, по показателям олигохетного индекса, значительно изменялось по станциям (от 0 до 100%), но незначительно – по сезонам. Условно стабильные показатели олигохетного индекса отмечены на ст. 2 и ст. 25. На остальных станциях для данного показателя характерна сезонность.
В среднем по участку исследования олигохетный индекс весной составил 30%, летом и осенью – по 34%. Согласно РД.52.24.309-2016, олигохетный индекс, находящийся в пределах от 21 до 50% характеризует воды реки как слабозагрязненные и относит ко II классу качества.
Среднесезонные показатели численности макрозообентоса р. Днепр равны 3,8 тыс. экз./м2, биомассы – 378,1 г/м2.
Наиболее ценный для рыб в кормовом отношении макрозообентос – личинки насекомых и малощетинковые черви. Численность «кормового» макрозообентоса составляла в весенний период 3,3 тыс. экз./м2, в летний – 5,1 тыс. экз./м2, в осенний – 1,7 тыс. экз./м2; биомасса весной достигала значения 8 г/м2, летом – 10,3 г/м2, осенью – 1,5 г/м2. Среднесезонные показатели кормового зообентоса составили: численность – 3,4 тыс. экз./м2, биомасса – 6,6 г/м2.
Выводы
Ихтиофауна р. Днепр, в пределах исследованного участка, в 2019 г. не отличалась высоким видовым разнообразием. Возможно это связано с коротким периодом исследований и отсутствием при лове мелкоячейных орудий лова.
Полученные данные по развитию макрозообентоса указывают на доминирование в его составе личинок хирономид и олигохет по численности и двустворчатых моллюсков (р. Unio) по биомассе. В летний период высокие биомассы кормового макрозообентоса обусловлены присутствием в пробах личинок подёнок, численность которых изменялась по станциям от 0,6 до 6,6 тыс. экз./м2, биомасса – от 0,4 до 48,7 г/м2, составив в среднем, соответственно, 0,45 тыс. экз./м2 и 5,11 г/м2.
По уровню развития фито-, и зоопланктона р. Днепр в границах Смоленской области характеризуется как «малокормный» участок для рыб фитофагов и зоопланктофагов, а по уровню развития зообентоса как «высококормный» участок для прочих видов рыб [14]. Наличие в составе ихтиофауны хищных и всеядных видов рыб, а также бентофагов, вероятно, свидетельствует о влиянии состояния естественной кормовой базы на состав ихтиофауны на данном участке р. Днепр.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад в работу авторов: Никитенко А.И. – идея и подготовка статьи; Тюлин Д.Ю. – анализ данных, подготовка статьи; Горячев Д.В. – идея статьи, отбор ихтиологических и гидробиологических проб; Смирнов А.А. – подготовка статьи, окончательная проверка текста; Ускова С.С. – анализ гидробиологических данных, подготовка статьи; Христенко Г.И. – обработка гидробиологических проб; Ерёмкин С.С. – отбор гидробиологических проб; Жарикова В.Ю. – подготовка статьи, окончательная проверка текста.
Contribution to the work of the authors: Nikitenko A.I. – idea and preparation of the article; Tyulin D.Yu. – data analysis, preparation of the article; Goryachev D.V. – idea of the article, selection of ichthyological and hydrobiological samples; Smirnov A.A. – preparation of the article, final verification of the text; Uskova S.S. – analysis of hydrobiological data, preparation of the article; Khristenko G.I. – processing of hydrobiological samples; Eremkin S.S. – selection of hydrobiological samples; Zharikova V.Yu. – preparation of the article, final verification of the text.
1. Zverkova Yu.S. (2011). Taxonomic composition and spatial distribution of macrozoobenthos R. Dnipro on the territory of the Smolensk region // Proceedings of the Smolensk State University. No. 2 (14). Pp. 7-19. (In Russ.).
2. Kachalova O.L. (1983). Characteristics of the quality of natural waters according to zoobenthos // Development and implementation of biological monitoring methods at complex background stations. Vol. 2 // edited by G.P. Andrushaitis. Riga: Zinatne. Pp. 57-61. (In Russ.).
3. Yakovlev V.A. (1996). Dynamics of communities of freshwater zoobenthos and zooplankton of the Subarctic under conditions of various anthropogenic loads // Materials of the VII Congress of the Hydrobiological Society of the Russian Academy of Sciences. Kazan: Polygraph. Vol. 1. Pp. 93-136. (In Russ.).
4. Karandashova A.A. (2002). Integral assessment of the ecological state of small rivers of a large industrial center by structural and functional indicators of macrozoobenthos (on the example of Nizhny Novgorod) // Dis. ... cand. biol. nauk. N. Novgorod. 145 p. (In Russ.).
5. Nikitenko A.I., Goryachev D.V., Kostousov V.G., Prishchepov G.P., Rizevsky V.K., Korabelnikova O.V., Klets N.N. (2021). The current state of aquatic bioresources of the transboundary section of the Dnieper River within the Smolensk region of the Russian Federation and the Republic of Belarus // Fish farming and fisheries. No. 7 (186). Pp. 8-21. DOIhttps://doi.org/10.33920/sel09210701. (In Russ.).
6. Romanova N.N., Nikitenko A.I., Zdrok A.V., Kukin M.S., Korabelnikova O.V. (2022). Assessment of water quality and epizootic situation on the Dnieper River in the modern period // Questions of fisheries. Vol. 23. No. 1. pp. 16-31. DOIhttps://doi.org/10.36038/0234-2774-2022-23-1-16-31.
7. Hydrobiological regime of the Dnieper in conditions of regulated flow. / edited by Ya.Ya. Zeeb. Kiev: Nauk. 1967. Dumka. 387 p. (In Russ.).
8. Zimbalevskaya L.N., Sukhoivan P.G., Chernogorenko M.I. (1989). Invertebrates and fishes of the Dnieper and its reservoirs. Kiev. 245 p. (In Russ.).
9. Guidelines on methods of hydrobiological analysis of surface waters and bottom sediments. / edited by V.A. Abakumov. L.: Hydrometeoizdat. 1983. 239 p. (In Russ.).
10. Methodology of studying biocenoses of inland reservoirs. // edited by F.D. Mordukhai-Boltovsky. M.: Nauka. 1975. 240 p. (In Russ.).
11. Methodological recommendations for the collection and processing of materials during hydrobiological studies in freshwater reservoirs. Zooplankton and its products. // L.: GosNIORH. 1983. 33 p. (In Russ.).
12. Zhukov P.I. (1965). Fishes of Belarus. Minsk: Science and Technology. 415 p.
13. Bykov A.D. (2017). The current state of the ichthyofauna of the upper reaches of the Dnieper River within the borders of the Smolensk region // Questions of fisheries. Vol. 18. No. 1. Pp. 65-76. (In Russ.).
14. Pidgayko M.L., Alexandrov B.M., Ioffe I.Ts., Maksimova L.P., Petrov V.V., Savateeva E.B., Salazkin A.A. (1968). Brief biological and production characteristics of reservoirs of the North-West of the USSR // L.: Izv. GosNIORH. Vol. 67. Pp. 205-228. (In Russ.).
