V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЭКОЛОГИЯ И МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИХТИОФАУНЫ РЕК ШАЧА И КЕРА В УСЛОВИЯХ БЛИЗОСТИ ГОРОДА ВОЛГОРЕЧЕНСКА КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Коновалов  А.А. 1

---

1МБОУ СОШ №3

Звёздочкина  С.А. 1Анциферов А.Л. 2

---

1МБОУ СОШ №3

2ГКУДОКО ЭБЦ «Следово» им. Ю.П. Карвацкого

Работа в формате PDF

499.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивная деятельность человека, связанная с развитием промышленности, сельского хозяйства, водного транспорта и др. в ряде случаев отрицательно сказалась на состоянии рыбохозяйственных водоемов. Промысел рыбы всегда имел очень важное значение для жителей Костромской области. Рыбы отлавливались и отлавливаются в большом количестве. Но рыбные ресурсы не безграничны. В пределах Костромской области водные ресурсы практически всех речных систем Волжского бассейна частично или полностью зарегулированы плотинами крупных гидроэлектростанций, подвержены интенсивному использованию для целей энергетики и сельского хозяйства. Произошло резкое сокращение объема паводковых вод. Вырубка леса, распашка склонов рек и речных пойм приводит к заилению и захламлению нерестилищ, а загрязнение воды токсичными стоками губительно действует на ихтиофауну водоемов. Существенное влияние на состояние рыбных популяций оказывает, также, и рост урбанизации территорий, в частности близость таких городов Костромской области, как Волгореченск, представляющий собой значительный промышленный центр.

Антропогенное воздействие на водоемы в конечном итоге привело к сокращению рыбных запасов и уловов рыбы во внутренних водоемах.

В этой связи особое значение и актуальность приобретают целенаправленные мониторинговые исследования по сбору информации о современном состоянии ихтиофауны речных водоемов Костромской области, включающей данные о видовом составе, численности, морфометрии, возрастной структуры и патологии рыбных сообществ. В перспективе эти данные могут играть важную роль в организации и планировании природоохранных и профилактических мер, направленных на восстановление и сохранение рыбных популяций, включая поголовье промысловых видов.

Цель: выявление видового состава ихтиофауны и морфобиологических особенностей рыб, обитающих в малых реках Волжского бассейна – Шаче и Кере, протекающих в границах города Волгореченск.

Задачи:

1. Изучить особенности среды обитания рыб в реках Шача и Кера в границах города Волгореченск;
2. Выявить видовой, возрастной и размерный состав рыб исследуемых рек.
3. Оценить степень паразитологической угрозы для поголовья ихтиофауны исследуемых рек.

 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Характеристика условий проведения исследований

Исследования проводились в июне 2015 года на отрезках водотоков рек Керы и Шачи в границах города Волгореченска Костромской области.

Река Кера берёт начало у деревни Иванково Нерехтского района из небольшого родника, расположенного на дне оврага. Течёт, петляя сначала на восток, потом на северо-восток – впадает в реку Волгу. Дно реки песчаное, средняя глубина 2,5 метра. Ширина  в среднем течении 3 метра. Правый берег более крутой - левый более пологий.

Для сравнительного анализа дополнительно исследовалась ихтиофауна более крупной и протяженной реки Шачи, берущей начало в Ивановской области. Дно Шачи песчаное и местами  каменистое. Ширина реки 25м. Средняя глубина 4,5 м. Река Шача так же как и река Кера является притоком реки Волги I порядка.

1.2. Методика полевых исследований

Для изучения гидрохимических параметров исследуемых рек за основу взяты полевые методики, предложенные рядом авторов: Т. Я. Ашихминой с соавторами (2000, 2006, 2012), А. А. Кулясовой с соавторами (2006), Е. В. Лобуничевой с соавторами (2013).

Отбор проб воды производился через определённые равные расстояния на берегу реки Керы и Шачи, в трехкратной повторности. Затем каждая проба подвергалась органолептическому анализу.

Отловленная рыба определялась   до вида, определялись её размеры и возраст по чешуе (Сабанеев, 2001).

1.3. Методы камеральных исследований

Определение видов рыб производилось по определительным таблицам Н. А. Мягкова (1994).

Для выявления уровня видового разнообразия сообщества ихтиофауны исследуемых рек применялся коэффициент видового разнообразия (К).

К= 1/p1² +p2² +p3²+p4²+p5²+p6²,

где К - коэффициент видового разнообразия, а р доля каждого вида. Она определяется по формуле р= n/S, где  n   количество особей одного вида, а   S   общее количество особей, отловленных в одном месте.

Для того чтобы оценить, насколько стабильно население ихтиофауны (по размерным и возрастным параметрам) в исследуемых реках применялся коэффициент вариации (Ивантер, Коросов, 2005):

CV = δ*100/M

Где δ – среднее квадратичное (стандартное) отклонение, М – среднее арифметическое признака.

Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Особенности среды обитания рыб в реках Шача и Кера

в границах города Волгореченск

На основании первоначальных гидрохимических исследований мы получили следующие результаты: вода слабопылецирующая, запах землистый, интенсивность запаха сильная 5 баллов, цвет слабо-жёлтый. Таким образом, по органолептическим показателям экологическое состояние реки Керы вполне удовлетворительное. Органолептические показатели реки Шачи аналогичные.

2.2. Особенности фаунистического состава рыб исследуемых водотоков

Всего за период исследований в указанных реках отловлено 77 экземпляров рыб, относящихся к 9 видам (табл. 1). При этом, сравниваемые реки Кера и Шача, как по уровню численности, так и по количеству видов ихтиофауны имеют незначительные отличия. Улов рыбы в реке Кере составил 40 экз., что на 3 экз. больше, чем в реке Шаче, несмотря на ее более крупные размеры. По количеству видов ихтиофауна реки Керы также превосходит таковую в р. Шаче на 2 вида. Данные различия не имеют статистического подтверждения и могут быть связаны со случайными факторами либо недостаточным объемом выборки.

Таблица 1

Видовой состав, численность и долевое соотношение (%) ихтиофауны рек Керы и Шачи

Характерные отличия обнаруживаются при анализе видового состава ихтиофауны сравниваемых водотоков. Выявлены виды рыб, определяющих специфичность рыбных сообществ двух рек. Например, такие виды, как густера (Blicca bjoerkna), сазан (Cyprinus carpio) и ёрш обыкновенный (Gymnocephalus cernuus) встречены только в реке Кере и не обнаружены в Шаче. Кроме того, такой вид, как красноперка (Scardinius erythrophthalmus) является доминирующим по численности в реке Кере – 10 экз. (25% от общей массы особей) и в лишь в единичном экземпляре отловлен в реке Шаче.

В свою очередь, в реке Кере не обнаружен линь (Tinca tinca), характерный для реки Шачи и лишь в одном экземпляре встречен лещ обыкновенный (Abramis brama), который в Шаче численно доминирует (рис. 1).

Рис.1. Сравнение рек Керы и Шачи по признакам видового и доминантного

состава ихтиофауны

Таким образом, выявленные особенности фаунистической структуры сообщества рыб исследуемых водотоков позволяют предположить о специфичном характере ихтиофауны каждой реки, что указывает на необходимость проведения более широкого и комплексного изучения условий среды обитания.

Коэффициент видового разнообразия  рыб реки Керы района города Волгореченска составил 3,51. Такой результат говорит о хорошем экологическом состоянии данного водоёма. Индекс видового разнообразия (К) реки Шачи – 2,62. Что гораздо меньше, чем К реки Керы. Следовательно, более крупная река имеет проблемы экологического характера. Об этом же говорят пораженные паразитами рыбы.

 2.3. Особенности морфобиологических показателей ихтиофауны

исследуемых водотоков

По данным измерений в исследуемых реках преобладают рыбы размерами до 20 см. Их возраст составляет от 6 до 20 лет. Именно в  этот период рыбы получали наибольшее питание (рис. 2).

Рис.2. Размерный ряд (А) и возрастная структура (Б) популяций рыб исследуемых рек

Среди возрастной структуры рыб преобладают рыбы, возраст которых более 10 лет (75,25%), второе место занимают рыбы до 10 лет (18,30%), третье место занимает рыбы до 5 лет (6,45%). Это говорит о том, что вероятно условия жизни рыб в этот период были не совсем благополучными, было мало корма и много хищников. Поэтому самым опасным возрастом считается малый возраст любого животного, т. к. оно становится лёгкой добычей хищников. Затем мы построили график отражающий размеры рыб.

Для изучения степени вариативности морфологических и возрастных показателей ихтиофаун исследуемых рек, с точки зрения статистической целесообразности, отобраны наиболее многочисленные виды рыб, выборочные данные которых составляют вариативный ряд из ≥9 вариант: уклейка, плотва обыкновенная, красноперка и лещ обыкновенный (табл. 2).   Из них только два вида – уклейка и плотва являются общими для двух исследуемых рек и по этой причине они отобраны для сравнительного анализа рек по морфобиологическим показателям рыб. 

Таблица 2

Вариативность (CV) размерных (длина L) и возрастных (кол-во лет) показателей

ихтиофауны рек Кера и Шача

По параметру длины во всех реках наибольший индекс вариации имеет плотва – 23,8 (в р. Кере)  и 27,8 (в реке Шаче) - рис. 3

  Рис.3. Сравнение исследуемых водотоков по коэффициенту вариации (CV) длины наиболее массовых видов рыб

Меньше всего варьируют размеры уклейки. При этом, вариативность ее длины заметно возрастает от реки Керы к реке Шаче.

Вариативность по признаку возраста у плотвы также высока, но ее значение резко колеблется в зависимости от реки (рис. 4). В Шаче CV возраста плотвы находится в значении 90,7, и резко (до 53,1) снижается в реке Кере. В Шаче сильно варьирует, также и возраст леща – 72,9.

Высокие показатели коэффициента вариации плотвы и леща указывают на наличие широкого возрастного и напрямую связанного с ним размерного спектров популяции. Для данных рыб подобную морфобиологическую характеристику можно рассматривать как положительное явление, с точки зрения внешних условий, которые обесечивают возможность обитания самых разных возрастных стадий рыб и низкую их смертность. При этом, в реке Кере эти условия заметно хуже по сравнению с Шачей.

Рис. 4. Сравнение исследуемых водотоков по коэффициенту вариации (CV) возраста наиболее массовых видов рыб

2.4. Особенности патологического состояния ихтиофауны рек Кера и Шача

Исходя из  гистограммы (рис. 5)  можно сказать, что больше всего здоровых рыб, а больных только пятая часть от  всех рыб. Среди паразитических животных, поражающих рыб можно выделить две группы - это простейшие, паразитирующие на жабрах и поверхности кожи,  а так же ленточные черви, обитающие  в  кишечнике рыбы. Проанализировав полученные данные,  я построил график (рис. 5 ).

Рис.5. Соотношение больных и здоровых рыб рек района города Волгореченска.

 Больных животных больше всего в реке Шача. Рыба, выловленная в реке Кера, не имеет паразитов ни в кишечнике, ни  на жабрах. Из видового перечня больше всего заражены паразитами уклейки, которые не имеют пищевой ценности.

 Рис. 6.  Соотношение ленточных и простейших паразитов рек района города Волгореченск

На следующем графике (рис.6) видно преобладание простейших паразитов–инфузорий (97,80%). Степень заражения ленточными червями – более низкая - 2,20%.

ВЫВОДЫ

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. В видовом составе популяции ихтиофауны реки Керы и Шача района города Волгореченска доминирующим видом является плотва, немного меньше встречается уклейки, меньше всего линей, краснопёрки и окуней.
2. Выявленные особенности фаунистической структуры сообщества рыб исследуемых водотоков позволяют судить о специфичном характере ихтиофауны каждой реки, что указывает на необходимость проведения более широкого и комплексного изучения условий среды обитания.
3. По возрастному составу популяций преобладают рыбы возрастом более 10 лет, размеры которых до 20 см.
4. Экологические условия исследуемых рек наиболее благоприятны для обитания плотвы и леща, т. к. эти виды имеют наибольшую степень вариативности размерного и возрастного признаков. При этом в реке Кере эти условия заметно хуже по сравнению с Шачей.
5. Степень зараженности рыб не высока – это в основном уклейки реки Шача. Среди паразитов преобладают простейшие, меньше всего ленточных червей.
6. Коэффициент видового разнообразия 3,51 говорит о неплохом (удовлетворительном) состоянии данной водной экосистемы реки Керы в районе города Волгореченска. Река Шача имеет меньший К видового разнообразия, чем река Кера, что говорит не о совсем хорошем экологическом состоянии этой водной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. М.: Агар, 2000. 238 с.
2. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. Киров: ООО «Типография «Старая Вятка», 2012. 95 с.
3. Ашихмина Т.Я., Кантор Г.Я., Васильева А.Н., Тимонюк В.М., Кондакова Л.В., Ситяков А.С. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие. М.: Академический Проект, 2006. 416 с.
4. Детская энциклопедия серия «Я познаю мир». Рыбы. М.Аст.1998г.
5. Ивантер Э.В., Коросов А.В. Элементарная биометрия: Учебное пособие. Петрозаводск: ПетрГУ, 2005. 104 с.
6. Кулясова А.А., Кулясов И.П., Кудрявцева Т.П. и др. Практическое руководство по оценке экологического состояния малых рек. Учебное пособие для сети общественного экологического мониторинга. СПб.: Крисмас, 2006. 176 с.
7. Лобуничева Е.В., Борисов М.Я., Филоненко И.В., Филиппов Д.А. Оценка экологического состояния малых водоёмов: учебное пособие. Вологда, 2013. 218 с.
8. Мягков Н.А. Атлас-определитель рыб: Книга для учащихся. М.: Просвещение, 1994. 282 с.
9. Сабанеев И.П.. Жизнь и ловля пресноводных рыб. М. Наука, 2001.

Приложение I

Таблица 1. Результаты исследований популяций рыб реки Шачи района города Волгореченска.

Таблица 2.  Результаты исследований популяций рыб реки Керы района города Волгореченска.