СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ БИОЦЕНОЗОВ ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА РЕКИ ЗАРАФШАН

Введение. Река Зарафшан – третья по величине река в Узбекистане после рек Амударья и Сырдарья. Образуется среди горных хребтов и теснин слиянием рек Матча и Фандарья (свыше 5000 м) на территории Таджикистана (западные отроги Туркестанского, Гиссарского и Зарафшанского хребтов). В водосборе реки около 400 ледников. Длина реки – 877 км. В среднем течение – река выходит из горных теснин на территории Узбекистана (предгорная зона Самаркандской области), и несет свои воды по широкой многорусловой пойме по степям и полупустыням (всего на несколько сот километров), где воды реки интенсивно разбираются на орошение сельхозугодий, испарение и фильтрацию в почву, к устью (Навоийская и Бухарская области) река теряется в песках, не доходя до Амударьи. На равнинной части реки в ее воды поступают частично использованные сточные воды городов Самарканд, Каттакурган и Навои, а также часть дренажных вод после сельхозугодий, вследствие чего в низовьях повышается соленость воды до 0,27-2,4 г/л.

Для нужд поливного орошения и перераспределения годового стока воды в бассейне реки Зарафшан в 1960-1970-х были построены водохранилища: Караултепинское, Акдарьинское, Каттакурганское, Куюмазарское, Тудакульское, Шуркульское, а также созданы более 60 регулируемых магистральных ирригационных каналов, дренажные каналы/коллектора с несколько более минерализированной водой, озера – накопители для сбора дренажной воды (Денгизкуль, Каракир, Тузкан, Хадича и др.). В настоящее время сток реки Зарафшан полностью зарегулирован.

Целью наших комплексных исследований было определение современного экологического состояния водных биоценозов, таксономической и пространственной структуры, видового состава гидробионтов водоемов бассейна реки Зарафшан (Самаркандской и Бухарской областей). Ранее проводились лишь отдельные гидрологические, гидробиологические или ихтиологические работы по отдельным показателям.

Maтериал и методы исследования.

Отбор проб фитопланктона и перифитона проводили по общепринятым альгологическим методикам [5, 16], а для индентификации видового состава микроводорослей использовали определители [6, 11, 19].

Пробы зоопланктона отбирались и обрабатывались согласно методикам [5, 15]. Определение видового состава зоопланктона проводился с использованием общепринятых определителей [1, 7, 17].

Сбор высшей водной растительности проводили согласно общепринятой методике с использованием водяных грабелек [4], а индентификация видов проводилась с помощью определителей [2, 12].

Пробы зообентоса отбирались дночерпателем Петерсена (1/40 м²). Грунт промывался через газовое сито (№ 36), фиксировался 4% формалином, дальнейшая обработка осуществлялась согласно методикам [14, 16].

Сбор ихтиологического материала проводили набором ставных сетей по 25-50 м длиной и ячеей 15-70 мм, последовательно связанных в один порядок. Кроме того, анализировали уловы рыбаков. Обработку и анализ собранного материала проводили по общепринятым ихтиологическим методике и методами вариационной статистики [8, 13].

Результаты исследований. Для сравнительного анализа современного состояния водных биоценозов также был использован коллекционный материал, собранный в водоемах бассейна реки Зарафшан в 2009-2012, 2015 и 2016 годах (весна).

Таксономическая структура микроводорослей фитопланктонных и перифитонных сообществ исследованных водоемов и водных объектов бассейна реки Заравшан приводятся в таблице 1.

таблица 1.

таксономическая структура фитопланктона и перифитона водоемов и водных объектов бассейна реки Зарафшан

Примечание: I-IV – водоемы Бухарской области: I – Каттакурганское водохранилище; II – Шуркульское водохранилище; III – Тудакульское водохранилище; IV – Куюмазарское водохранилище; V-X – водные объекты Самаркандской области: V – канал Зарафшан перед впад. в оз. Тудакуль, 12.09.2010 г.; VI – к-л Зарафшан перед впад. в оз. Тудакуль, 16.02.2012 г.; VII – р. Зарафшан, 25.12.10 г.; VIII – р. Зарафшан, 08.07.12 г.; IX – р. Зарафшан, 05.04.16 г; X – р. Пчатсай, перед впадением в р.Заравшан, п. Кушрабат, 28.04.2016 г.

В весенних пробах фитопланктона и перифитона 2016 года исследованных водных объектов Самаркандской области было обнаружено и определено 201 вид, разновидностей и форм водорослей, из которых диатомовых (Bacillariophyta) – 139 видов, сине-зеленых (Cyanophyta) – 19 видов, зеленых (Chlorophyta) – 24 вида, евгленовых (Euglenophyta) – 7 видов, динофитовых (Dinophyta) – 6 видов, золотистых (Cryzophyta) – 4 вида и криптофитовых (Cryptophyta) – 2 вида.

Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta) (9,45%) в пробах представлены в основном широко распространенными o-b-, b- и b-a-сапробными пресноводно-солоноватоводными колониальными и нитчатыми формами из родов Gloeocapsa, Microcystis, Merismopedia, Dactylococcopsis, Aphanotohece, Gomposphaeria, Оscillatoria, Phormidium, Lyngbya, Anabaena. Численность сине-зеленых водорослей колебалась в пределах от 2693,750*10³ кл/л до 30050,0*10³ кл/л, биомасса от 0.0160 мг/мл до 0.1534 мг/мл.

Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) в пробах фитопланктона и перифитона по таксономическому разнообразию занимают доминирующее положение (69,15%) и представлены широко распространенными пресноводными, пресноводно-солоноватоводными o-, o-b-, b-сапробными и солоноватоводными b-a, a-мезосапробными видами из родов Melosira, Cyclotella, Synedra, Achnanthes, Cocconeis, Diatoma, Diploneis, Cymbella, Fragilaria, Gomphonema, Gyrosigma, Pleurosigma, Amphora, Bacillaria, Caloneis, Cymatopleura, Mаstogloia, Navicula, Nitzschia, Rhoicosphenia, Surirella и др. Многие виды из которых одновременно характерны для эвтрофированных водоемов и для биотопов со скоплением растительного детрита (Asterionella gracillima (Hantzsch.) Heib., Amphipleura pellucida Kutz., Navicula cryptocephala Kutz. с ее вариациями, N.kolbei Poretz.et Aniss., N.protracta Grun., Nitzschia palea (Kutz.) W. Sm., Amphora ovalis Kutz., A.veneta Kutz., Mastogloia Smithii Thw. и ее вариация и др.). Численность диатомей колебалась в пределах — 1525,0*10³ кл/л — 4475,0*10³ кл/л., а биомасса – от 0.9209 мг/мл – 3.8038 мг/мл.

Зеленые водоросли (Chlorophyta) на исследованных участках водоемов развивались умеренно–хорошо (11,95%) и были представлены в основном пресноводно-солоноватоводными b-, b-a-сапробными видами из родов Ankistrodesmus, Oocystis, Chlorocococcus, Chlorella, Carteria, Dictyosphaerium, Scenedesmus, Tetraedron, Excentrosphaera, Palmodictyon, Cosmarium, Coelastrum. Из нитчатых зеленых водорослей были отмечены Ulothrix zonata (Web. et Mohr.) Kutz., Ul.variabilis Kutz., Cladophora glomerata (L.) Kutz., Zygnema sp., Spirogyra sp., Sp.inflata (Vauch.) Rab., Rhizoclonium hieroglyphicum (Ag.) Kutz. и др. Численность зеленых колебалась – 337,500*10³ кл/л – 1312,50*10³ кл/л, биомасса соответственно – 0.1948 мг/мл — 0.7073 мг/мл.

С невысоким количественным развитием в пробах были отмечены эвгленовые (Euglenophyta), криптофитовые (Cryptophyta), динофитовые (Dinophyta) и золотистые (Cryzophyta) водоросли, численность которых колебалась от 6,250*10³ кл/л — 25,0*10³ кл/л до 531,250*10³ кл/л, а биомасса соответственно — 0.0085 мг/мл — 0.02767 мг/мл до 0.6174 мг/л. Доминантными видами были Euglena acus (Duj, Lemm.) Hubner, E.oxyuris Schmarda, E.viridis Ehr., Phacus caudatus Hübner, Cryptomonas ovata Ehr., Glenodimum Borgei (Lemm.) Schiller, Gl.pygmaeum (O.F.M.) Ehr., Peridinium cinctum (O.F.M.) Ehr., Ceratium hirundinella (O.F.M.) Bergh., Dinobryon crenulatum Ehr., D.sociale Ehr..

Зоопланктон. За время исследования в составе зоопланктона водоемов бассейна р. Зарафшан Бухарской области обнаружено 45 видов: Ciliata – 1 вид, Rotifera – 30, Cladocera – 7, Copepoda – 6, Ostracoda – 1. Сообщества зоопланктона представлены в основном тремя группами: коловратками, кладоцерами и копеподами, по количеству видов из которых доминируют коловратки. Bидовой состав зоопланктона водохранилищ бассейна реки Заравшан представлен в таблице 2.

Таблица 2.

Видовой состав зоопланктона водохранилищ бассейна реки Зарафшан

Примечание: I – Aкдарьинское водохранилище, II – Каратепинское водохранилище, III – Каттакурганское водохранилище, IV – Тусунсайское водохранилище, V – Тудакульское водохранилище, VI – Шуркульское водохранилище.

Качественное и количественное развитие зоопланктона в различных водохранилищах складывается по-разному.

Так, сообщества зоопланктона Каттакурганского водохранилища 2009-2011 гг. был представлен в основном: Rotifera – 11 видов, Cladocera – 5, Copepoda – 5, Ostracoda – 1. Доминантами среди коловраток являлись: Euchlanis dilatata Ehr., Keratella tropica Apstein, Lecane luna Müller. Численность коловраток колебалась в пределах 448,9 экз/м³ – 4060,0 экз/м³, биомасса – 0,15 мг/м³ – 1,25 мг/м³. Из кладоцер – Alona rectangula G.O.Sars, Daphnia galeata G.O.Sars., D.longispina Müller, Moina brachiata Jurine, M.macrocopa Straus.. Копеподы представлены в основном Harpacticoida gen. sp., Thermocyclops vermifer Lindberg и Cyclops vicinus Uljanin. Численность копепод колебалась в пределах 410,0 экз/м³ – 39580,6 экз/м³. Биомасса – 0,64 мг/м³ – 321,31 мг/м³.

В формировании биомассы зоопланктона Тудакульского водохранилища (Rotifera – 11 видов, Cladocera – 4, Copepoda – 5), значительную роль играют из Copepoda – Th.vermifer Lindberg, из Cladocera – Diaphanosoma mongolianum Ueno. Численность их варьировала в пределах 15,8 экз/м³ – 19293,0 экз/м³. Биомасса – 0,03 мг/м³ – 543,55 мг/м³.

За время исследования (2015-2016 гг.) в составе зоопланктона временных водоемов бассейна р.Зарафшан Самаркандской области было обнаружено 29 видов: Ciliata – 1 вид, коловраток – 13, ветвистоусых – 9 и веслоногих ракообразных – 6 видов.

Среди коловраток (Rotifera) были отмечены: Brachionus plicatilis Müller, Br.quadridentatus (Müller) Ehr., L.luna Müller, Notholca sguamula Müller, N.acuminata Ehr. (характерные для водоемов с повышенной минерализацией), E. dilatata Ehr., Hexarthra sp., K. tropica Apstein, K.cochlearis Gosse, K.quadrata Müller, Asplanhna priodonta Gosse и др. Ветвистоусые (Cladocera) были представлены следующими видами: Al.rectangula G.O.Sars, Ceriodaphnia retikulata Jurine, Bosmina longirostris Müller, D.galeata G.O.Sars., D.longispina Müller, D.сuculata G.O.Sars., D.mongolianum Ueno, M.brachiata Jurine, M.weberi и M.macrocopa Straus. Веслоногие (Copepoda) представлены меньшим видовым разнообразием: Harpacticoida gen. sp., Eucyclops serrulatus Fischer, Arctodiaptomus salinus Daday, Th.vermifer Lindberg, Th.сrassus Fischer, C.vicinus Uljanin, копеподы и науплиидальные стадии циклопов.

Макрофиты. За период исследования (2015-2016 гг.) ассоциаций высших водных и водно-болотных растений из водоемов бассейна реки Зарафшан было собрано 108 гербарных листов, в том числе, харовые водоросли, среди которых определено 50 видов, относящихся к 33 родам и 27 семействам.

По экологическим группам обнаруженные виды макрофитов относятся к гигрофитам — 22 вида (растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы) были представлены родами: Imperata, Erianthus, Cetaria, Digraphis, Juncus, Epipactis, Poligonum, Potentilla, Trifolium, Epilobium, Calystegia, Mentha, Plantago, Bidens, Taraxacum; гидрофитам — 12 видов (водные растения, погруженные в воду только нижними своими частями) из родов Salvinia, Typha, Sparganium, Alisma, Sagittaria, Butomus, Phragmites, Cyperus, Acorus, Batrachium, Nasturtium; и гидатофитам — 16 видов (полностью или большей частью погруженные в воду растения) – Chara, Nitellopsis, Potamogeton, Najas, Lemna, Ceratophyllum, Myriophyllum.

В прибрежье и в мелководной части водоемов из макрофитов были отмечены: тростник южный (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.), рогозы (Typha angustifolia L., T.latifolia L.), сусак зонтичный (Butomus umbellatus L.), камыш озерный (Scirpus lacustris L.), уруть колосистая (Myriophyllum spicatum L.), роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum L.), рдесты (Potamogeton pectinatus L., P. natans L., P. perfoliatus L.), клевер ползучий (Trifolium repens L.) и харовые водоросли (Chara vulgaris L., Ch. fragilis Desv., Ch.dominii Vilh.) и др.

Зообентос. За период исследования (2009-2012 гг.) в составе макрозообентоса водоемов бассейна реки Зарафшан было отмечено 37 видов организмов: личинки двукрылых (Diptera) – 7 видов, в том числе хирономид (Chironomidae) – 7 видов, олигохеты (Oligochaeta) – 7 видов, жуки (Coleoptera) и личинки стрекоз (Odonata) – по 4 вида, личинки поденок (Ephemeroptera) — 3 вида, моллюски (Mollusca), клопы (Heteroptera) и нематоды (Nematoda) — по 2 вида, бокоплавы (Gammarus), креветки (Decapoda), мизиды (Mysidacea).

Комплекс бентофауны водохранилищ в целом не отличается разнообразием и представлен в основном широко распространенными пресноводно-солоноватоводными b-, b-a-, a-эврисапробными видами личинок поденок Cloëon dipterum (L), Сaenis macrura Steph., Baetis bioculatus (L), личинками двукрылых Ceratopogonidae gen.sp., креветками Macrobrachium nipponense asper Stimpson, бокоплавами Gammarus lacustris Sars, жуками родов Haliplus, Gyrinus, Coelambus, моллюсками Lemnaea ovata Drap. и др. Преобладающей группой бентосных сообществ составляет истинно донная фауна, представленная в донных отложениях илоядными формами р-сапробных видов малощетинковых червей олигохет сем. Tubificidae и личинок хирономид п/сем. Chironomidae (до 60%). Фитофильная фауна, в зарослях высшей водной растительности, представлена b-a-сапробными видами олигохет п/сем. Naidinae, а-сапробными видами личинок стрекоз сем. Coenagrionidae и хирономид рода Tanytarsus. С повышением уровня минерализации воды (летне-осенний период) увеличивается удельное соотношение эврисапробных видов и заметное количественное развитие моллюска Physa acuta Drap. и креветки M.nipponense asper Stimpson, предпочитающие хорошо прогреваемые участки водоемов. Биомасса зообентоса, измеренная на илистых грунтах, изменялась на разных участках водохранилищ в диaпазоне 1708-5351 мг/м².

Ихтиофауна бассейна реки Зарафшан в 1900-1950-х прошлого века, т.е. до современного антропогенного воздействия (масштабное ирригационное строительство и др.) насчитывала всего 17 видов рыб [3] и состояла практически из мелких малоценных не промысловых видов рыб, промысловыми были только сазан и сом. После введения в эксплуатацию Аму-Бухарского канала в бассейне реки Зарафшан были отмечены новые виды рыб: большой амударьинский лжелопатонос, щуковидный жерех-лысач, аральский усач, лещ, чехонь, полосатая быстрянка, белый толстолобик, пестрый толстолобик, белый амур, черный амур. Вначале 1980-х были отмечены еще 2 вида рыб: амурский змееголов и бычок-бубырь из Аральского моря [18].

В настоящее время, по нашим данным современная ихтиофауна водоемов бассейна реки Зарафшан состоит из 29 видов и подвидов рыб, относящихся к 27 родам, 7 семействам и 4 отрядам [9, 10].

В самой реке Зарафшан обитает 20 видов и подвидов рыб, относящихся к 17 родам, 4 семействам и 3 отрядам (включая интродуцентов и случайно завезенных видов). Ближе к низовьям реки (с увеличением минерализации) число видов постепенно убывает (18 — 12 — 4 видов). Современный видовой состав ихтиофауны озер и водохранилищ бассейна реки Зарафшан приводится в таблице 3.

Таблица 3.

Видовой состав ихтиофауны водоемов бассейна реки Зарафшан

Примечание: I – Каттакурганское водохранилище, II – Шуркульское водохранилище, III – Тудакульское водохранилище, IV – Куюмазарское водохранилище, V – оз.Денгизкуль, VI – оз.Тузкан, VII – оз.Каракыр, VIII – оз.Хадича.

Всех современных обитателей ихтиофауны водоемов бассейна реки Зарафшан можно разделить по типу питанию на следующие экологические группы: бентофаги (питаются организмами бентоса): лещ, сазан (карп), аральский усач, зарафшанский елец; планктофаги (питаются организмами планктона): белый толстолобик, пестрый толстолобик, туркестанский усач; фитофаги (питаются высшими растениями): белый амур; детритофаги (питаются организмами детрита): карась, храмуля; нестонфаги (питаются организмами пелагиали): шемая; хищники: жерех, чехонь, судак, сом, змееголов.

Выводы. На основании проведенных комплексных исследовательских работ и полученных результатов можно отметить, что водные биоценозы водоемов бассейна реки Зарафшан неоднородны и представлены в основном широко распространенными пресноводными, пресноводно-солоноватоводными и солоноватоводными видами организмов. По мере увеличения уровня антропогенной нагрузки (в особенности загрязнение) и повышение минерализации воды в водоемах (в период сброса воды) вызывают различные по глубине изменения в составе, структуре и экологическом состоянии водных биоценозов: уменьшается качественный и количественный состав гидробионтов, наряду с эврибионтными видами организмов возрастает удельное соотношение солоноватоводных и солоноватоводно-морских форм.