Экология, 2023, № 2, стр. 147-153

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Река Издревая протяженностью около 32 км относится к бассейну правобережного притока Верхней Оби – р. Иня, впадающей в р. Обь в 2965 км от устья. По критерию удаленности от устья и характеру уклона основное русло реки с питающими его водотоками условно разделили на три участка – “верхнее”, “среднее” и “нижнее” течение. Отлов рыб проведен на семи отрезках реки, в границах каждого из которых выделены и описаны биотопически разнотипные участки. Координаты мест сбора ихтиологического материала: 1 – 55°7″57.93″ с.ш./83°16′8.86″ в.д.; 2 – 55°6′24.99″ с.ш./ 83°16′28.53″ в.д.; 3 – 55°3′11.95″ с.ш./83°14′38.08″ в.д.; 4 – 55°2′09.10″ с.ш./83°15′17.45″ в.д.; 5 – 55°0′70.28″ с.ш./ 83°12′55.17″ в.д.; 6 – 54°59′58.39″ с.ш./83°12′53.34″ в.д.; 7 – 54°59′47.53″ с.ш./83°12′58.89″ в.д. В анализ включены данные маловодного 2012 г. (июль) и средневодного 2017 г. (август). Общий объем материала составили 38 проб рыб (960 экз.) и материалы фоторегистрации рыб на участках с глубинами менее 0.1 м (более 300 экз.).

Методы отлова рыб. При выборе используемых снастей учитывали гидроэкологические особенности облавливаемого участка (характер донных отложений, глубину и скорость течения):

На относительно глубоководных участках (более 0.4 м) использовали мальковый невод с размером ячеи 4 × 4 мм и длиной раскрытия крыльев 8 м. Во время протягивания снасти русло реки перекрывалось полностью. Выше по течению устанавливали ставную мелкоячейную жаберную сеть с размером ячеи 10 × 10 мм, препятствующую “выходу” рыб из зоны облова.

Мелководные участки (глубиной 0.1–0.3 м) с относительно мягкими донными отложениями (ил, песок) облавливали мальковой волокушей, выполненной из капронового сита № 10, размер входного отверстия – 450 × 250 мм.

Каменистые участки (глубиной более 0.2 м) облавливали, перекрывая с двух сторон мелкоячейными жаберными сетями, между ними трижды протягивали мальковый невод.

На мелководных прибрежных участках русла с глубинами менее 0.1 м в дневные часы плотность распределения рыб оценивали с использованием фотосъемки: определяли агрегацию мальков вдоль уреза воды с последующим перерасчетом плотности их распределения на единицу площади.

На каменистых участках русла с глубиной менее 0.2 м каждый камень, внешняя поверхность которого превышала 100 см², поднимали и учитывали всех находившихся под ними рыб. Большую часть рыб при этом удалось отловить с использованием сачков.

В местах перекрытия русла упавшими в воду деревьями и кустарниками оценку плотности распределения рыб проводили, опираясь на изображения фотосъемки в пересчете на единицу площади (1 м²).

В ночные часы с целью уточнения видового состава рыб, обитающих в границах исследуемого участка реки, русло перекрывали раколовкой длиной 4 м, входные отверстия которой направлены в обоих направлениях относительно речного потока. Кроме того, на биотопически разнотипных участках устанавливали ставные мелкоячейные ловушки типа “морда” с помещенной внутрь приманкой.

Оценка объема годового стока реки. Расчет объема годового стока проведен по формуле: V = = FPα_ср, где F – площадь водосборного бассейна; P – средняя многолетняя годовая сумма осадков; α_ср – среднее значение коэффициента годового поверхностного стока с площади водосбора [16]. В качестве среднего значения коэффициента годового поверхностного стока с площади водосбора использовано справочное значение стока с естественных ландшафтов ландшафтно-климатической зоны юга Западной Сибири – 0.49 [17]. Согласно данным ФГБУ “Западно-Сибирское УГМС”, средняя многолетняя годовая сумма осадков (P) составляет 450 мм. Площади кластеров бассейна рассчитаны с использованием программы ArcView 3.2a на основе данных карты сельскохозяйственных угодий, предоставленных администрацией Новосибирского района Новосибирской области.

Оценка распределения разнотипных биотопов в русловой части реки. В основу выделения разных типов биотопов положено сочетание показателей скорости течения и глубины реки, характера донных отложений, степени зарастания высшими водными растениями.

При помощи полученных данных по распределению биотопов в русле реки и программы Google Earth-2017 проведено линейное интегрирование (объединение) биотопически разнотипных участков, что позволило оценить их абсолютную (м) и относительную (% от длины водотока) протяженность с учетом площади покрытия ими русла.

Изучение распределения рыб. Фиксация отловленных рыб и первичная обработка проведены в соответствии со стандартными методами [18]. Таксономический статус рыб установлен по Ю.С. Решетникову [19], выделение фаунистических комплексов – по Г.В. Никольскому и Ю.С. Решетникову [20, 21]. Численность рыб рассчитывали методом площадей [22, 23].

Уровень сходства видового богатства рыб на сравниваемых участках русла оценивали с использованием кластерного анализа, в основу матрицы показателей сходства положен индекс Жаккара (I_j).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Площадь водосборного бассейна реки составляет 188 км². Поверхностный сток р. Издревой используют для орошения. Поливные земли занимают 16% общей площади водосбора (около 190 км²). Из-за водопотребления объем стока в низовьях реки в период открытой воды сокращается на 11%.

В качестве мест обитания рыб выделены 5 типов биотопов (участки I – V):

I. Участки русла глубиной более 0.4 м, с заиленным дном, частично заросшие высшей водной растительностью.

II. Проточные участки русла с заиленным дном глубиной до 0.5 м, характеризующиеся скоплением остатков древесной растительности: затонувших стволов и ветвей деревьев и др.

III. Глубоководные участки русла с омутами и заиленным дном глубиной 0.4–2.5 м.

IV. Глубоководные участки русла с каменистым дном глубиной до 2.5 м.

V. Мелководные участки русла с каменистым дном глубиной до 0.3 м.

На русловых отрезках верхнего и среднего течения преобладают участки с заиленным дном, частично заросшие высшей водной растительностью (I). Доля “закоряженных” участков (II) увеличивается в среднем и нижнем течении. Немногочисленные омуты с заиленным дном (III) распределены относительно равномерно вдоль речного русла, а с каменистым дном (IV) отмечены только на участках среднего и нижнего течения. В нижнем течении из-за ненормируемого изъятия воды основную часть речных биотопов представляют каменистые мелководные участки русла (V). Общая протяженность участков русла, характеризующихся как биотоп I, составляет около 71% от общей длины реки, II – 16%, III – 2%, IV – менее 1%, V – 10%.

В летний период при сокращении стока обнажаются протяженные отрезки русловой части реки, покрытые щебнем и гравием. В результате сокращаются площади биотопов I, II и IV типов. В период межени под влиянием изъятия воды снижаются средние показатели глубины: на участках верхнего и среднего течения высота водного столба не превышает 0.40–0.60 м, в нижнем течении – не более 0.25 м.

Ихтиофауну р. Издревой слагают типичные обитатели предгорных рек юга Западной Сибири. Всего зарегистрировано 11 видов, относящихся к шести отрядам (Cypriniformes, Esociformes, Salmoniformes, Scorpaeniformes, Perciformes, Gadiformes) и семи семействам (Cyprinidae, Balitoridae, Balitoridae, Thymallidae, Cottidae, Percidae, Percidae). В пределах этого водотока на протяжении всего года обитают девять видов: щука Esox lucius, елец Leuciscus leuciscus, пескарь Gobio gobio, плотва Rutilus rutilus, обыкновенный гольян Phoxinus phoxinus, сибирский голец-усач Barbatula toni, хариус Thymallus arcticus, сибирский подкаменщик Cottus sibiricus, речной окунь Perca fluviatilis. В периоды паводка в низовья Издревой из р. Иня заходят язь Leuciscus idus и налим Lota lota.

Ихтиокомплексы разных биотопов различаются. В границах участков с заиленным дном по численности доминируют пескарь и обыкновенный гольян, на мелководьях с каменистым дном – сибирский подкаменщик и сибирский голец-усач, в омутах – сибирский хариус, на приустьевых участках встречаются плотва, елец и речной окунь (рис. 1).

Рис. 1.

Видовой состав рыб на разнотипных биотопах р. Издревая (I–V, % от общей численности) в верхнем (1), среднем (2) и нижнем (3) течении и в устье реки (4). Отсутствующий столбец гистограммы свидетельствует о том, что данный тип биотопа не характерен для соответствующего отрезка русла реки.

Видовые составы рыб верхнего и среднего течения на уровне сходства I_i ≈ 0.2 объединяются в один кластер, но существенно отличаются от состава рыб нижнего течения и приустьевых участков (I_i ≈ 0.4) (рис. 2). Тем самым по составу в направлении от истока к устью население рыб можно разделить на три группы (комплекса).

Рис. 2.

Видовой состав рыб в зонах верхнего, среднего и нижнего течения реки: а – % от общей численности, б – % от общей биомассы.

Предгорным рекам свойственно постепенное снижение скорости течения от истоков к устьевой части по мере выравнивания ландшафта, а также возрастание объема стока с площади водосбора [17, 24, 25]. Поскольку в р. Издревая обитают представители трех фаунистических комплексов рыб, мы предполагали, что в верховьях реки должна быть высока доля арктобореального и бореального предгорных комплексов, а доля рыб бореального равнинного комплекса должна увеличиваться по мере снижения скорости потока в соответствии с представлениями Г.В. Никольского [20]. Однако результаты не подтвердили это предположение (табл. 1). Согласно Г.В. Никольскому и Ю.С. Решетникову [21, 26], фауну верхнего течения реки слагают виды-реофилы арктобореального и бореального предгорных комплексов, требовательные к проточности и концентрации растворенного в воде кислорода. В среднем течении, характеризующимся увеличением глубин из-за частичного перекрытия потока плотинами водозаборов и снижением скорости течения, относительно высока доля представителей бореальных комплексов (равнинного и предгорного). Однако в низовьях р. Издревая из-за сокращения стока наблюдаются обмеление, частичное обнажение каменистого речного ложа и увеличение скорости течения по сравнению с вышерасположенными участками русла. В этой зоне доля видов литофилов-реофилов, относящихся к арктобореальному и бореальному предгорным комплексам, вновь увеличивается.

Таким образом, в условиях интенсивного потребления воды для полива экологическая емкость реки в направлении “исток → устье” снижается. Поэтому в русловой части водотока меняются закономерности распределения рыб, характерные для предгорных рек: на участках среднего течения по численности и биомассе преобладают типичные представители равнинного комплекса (обыкновенный гольян и пескарь), а на обмелевших участках нижнего течения – обитатели горных рек (сибирский подкаменщик и сибирский голец-усач).

Аппроксимация степенной функции отражает не типичную для предгорных рек ситуацию: плотность населения рыб на участках нижнего течения в границах биотопа I в 1.7 раза ниже по сравнению с русловой частью среднего течения и в 2.5 раза – относительно верхнего течения. В границах биотопа III в нижнем течении плотность населения рыб в 4.7 раза меньше, чем на участках верхнего течения, и в 0.5 раза – относительно среднего течения. Эти результаты свидетельствуют о том, что на обмелевшем отрезке русла низовьев реки сокращаются как видовое богатство, так и численность рыб (см. рис. 2, 3).

Рис. 3.

Динамики численности рыб в направлении от истока к устью и графическое отображение степенной полиномиальной функции аппроксимации.

Основной сток горных и предгорных рек определяет уровень атмосферных осадков. Выявленные закономерности трансформации ихтиофауны при снижении экологической емкости водотока (в данном случае – по причине изъятия воды в хозяйственных целях) можно рассматривать в качестве модели реагирования биотического комплекса на возможные изменения климата (в том числе аридизацию) на юге Западной Сибири. Выявленные в р. Издревая особенности пространственного распределения рыб могут быть общими для других предгорных водотоков Салаирского горного кряжа.

Авторы выражают признательность координатору инициативной группы “Поможем реке Издревая” Ю.Ю. Колеватовой и сотруднику ООО “Сибэкоцентр” А.А. Томиленко за организацию и проведение обследования реки, сотруднику ИСиЭЖ СО РАН А.В. Мишакину – за участие в сборе материала в 2017 г., заведующему лабораторией зоомониторинга ИСиЭЖ СО РАН, д.б.н., проф. Ю.С. Равкину – за консультативную помощь при написании публикации.

Исследование поддержано Программой фундаментальных научных исследований (ФНИ) Российской академии наук на 2021–2025 гг. “Экологические основы организации, функционирования и динамики сообществ животных Северной Евразии” (проект № FWGS-2021-0002).

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов авторских прав и соблюдение этических норм и стандартов при обращении с выловленными объектами исследования.