Описание района исследования

2. Описание района исследования

 

2.1 Физико-географическая характеристика района исследования

Физико-географические условия на территории Пермского края в настоящее время достаточно хорошо изучены (Коробков, 1959; Шкляев, Балков, 1963; Проблемы физической…, 1966; Комлев, Черных, 1984).

Территория Прикамья охватывает части трех крупных тектонических элементов: Главного Уральского мегаантиклинория, Предуральского краевого прогиба и Русской (Восточно-Европейской) платформы.

Восточную часть края занимает западный склон Северного и Среднего Урала, представляющий собой увалы высотой 500 – 700 м над уровнем моря. Среди них отдельные каменистые возвышенности достигают высоты более 1000 м. В седловинах между увалами часто встречаются заболоченные участки.

Западнее расположено предгорье Урала, которое постепенно переходит в Русскую равнину. Предгорье с севера на юг пересекается долиной Камы. В северной части края имеются плосковершинные возвышенности высотой до 200 м, покрытые лесом, – «пармы». По западу края тянутся Вятские увалы. Центр края между предгорьем Урала и Вятскими увалами носит характер слегка волнистой равнины с отметками над уровнем моря до 200 – 250 м. Южную часть занимает северное окончание Уфимского плато, представляющее собой возвышенную волнистую равнину, в значительной степени расчлененную глубоко врезанными долинами.

Наличие горной и равнинной частей обуславливает значительные климатические различия на территории края.

Основной воздушной массой, формирующей климат края, служит континентальный воздух, что связано с особенностями географического положения Уральских гор. Будучи вытянутыми в меридиональном направлении, горные цепи Урала находятся на пути движения западных влагонесущих масс; в то же время они не препятствуют вторжению арктических масс воздуха, проникающих на юг.

Это находит свое подтверждение в значительных годовых и суточных колебаниях почти всех метеорологических элементов.

Величина суммарной солнечной радиации увеличивается с севера на юг с 78,3 до 91,3 ккал/см² в год. Средняя годовая температура воздуха в равнинной части изменяется с севера на юг от –2 до +2⁰ С. В горных районах с увеличением высоты местности над уровнем моря наблюдается понижение температуры на 0,5 – 0,7⁰ С на каждые 100 м.

Распределение годовой суммы осадков по территории Прикамья чрезвычайно неравномерно. Их наибольшее количество выпадает на хребтах и склонах гор.

Преобладающее количество осадков – до 60 – 70% выпадает в виде дождя в летнее – осенний период. Осадков холодного сезона гораздо меньше, чем летних, несмотря на продолжительную зиму. В горной части территории пик сдвигается на октябрь – ноябрь. Число дней с осадками уменьшается с севера на юг с 200 до 140.

Высота снежного покрова в пределах края не отличается особой пестротой, хотя характерно убывание ее с северо-востока на юго-запад. Снег лежит в среднем 161 – 192 дня.

Важным климатообразующим фактором является температурный режим воздуха. От температуры воздуха зависят интенсивность таяния снега, замерзание рек и многие другие явления. На территории края среднегодовые температуры, в среднем близкие к нулю градусов, понижаются с юго-запада на северо-восток. Самый теплый месяц – июль, самый холодный – январь.

Ветры в Пермской края определяются общими воздушными течениями, характерными для всего востока Европы. Преобладающее направление юго-западное. Ветра вызываются местными воздушными течениями, образующимися вследствие изменения температуры воздуха с высотой.

Расположение речной сети определяется рельефом местности.

Пермский край имеет густую речную сеть – до 545 малых рек длиной около 30 тыс. км.

Особенно густа речная сеть на северо-востоке края, где на 1 км² территории приходится 21 – 23 км рек. В центральной части и на крайнем юго-западе края густота речной сети составляет 17 – 19 км на 1 км² площади.

Основной рекой края является Кама, протекающая в его пределах на протяжении 1000 км. Река берет начало от Верхнекамской возвышенности с высотами до 380 м, расположенной на западе Прикамья южнее Веслянской низменности.

Всю речную сеть Пермского края можно разделить на бассейны Северного Прикамья, реки Вишеры, Среднего Прикамья, реки Чусовой, Южного Прикамья и реки Белой.

Река Сылва предгорного типа, берет начало в районе крайней западной гряды среднего Урала и протекает, большей частью, по территории Приуральской равнины.

Река Сылва в прошлом являлась самым крупным притоком Чусовой; ныне, после завершения гидростроительства, она впадает в Сылвенский залив Камского водохранилища.

Длина реки, достигавшая ранее 587 км (Справочник…, 1936; Коробков, 1959), с заполнением водохранилища значительно сократилась и составляет ныне 493 км, площадь водосбора соответственно уменьшилась с 22140 км² до 19700 км² (Коробков, 1959; Ресурсы поверхностных…, 1967). Средняя высота водосбора составляет 227 м, при среднем уклоне русла 0,3%, мутность вод до 150 г./м^3. Река протекает в умеренно-континентальном климате, наибольшая температура воды достигает +25º C.

В бассейне р. Сылвы широкое распространение получили карстовые явления. Густота речной сети близка к средней по Пермской края: 0,5–0,6 км/км². Модуль годового стока равен 7,5 л/с с 1 км².

По классификации М.И. Львовича, Сылва относится к рекам преимущественно снегового питания, кроме этого, значительную часть в питании рек составляют дождевые и грунтовые воды. Высокое продолжительное половодье наблюдается около ста дней в году. Характерны устойчивая летне-осенняя межень и низкая зимняя. Летне-осенняя межень часто прерывается дождевыми паводками. Залесенность (57%) и закарстованность (23%) бассейна оказывают регулирующую роль во внутригодовом распределении стока, в связи с этим р. Сылва не пересыхает в засушливые периоды и не перемерзает даже в особо суровые зимы. Амплитуда многолетних колебаний уровня воды на реке у с. Подкаменное составляет 9,2 м.

Средняя продолжительность ледостава 157 дней, ледовые образования появляются около 1 ноября, ледостав наступает в первой декаде ноября. Весенний ледоход начинается в середине апреля, к концу апреля река, как правило, полностью очищается ото льда. Средняя толщина льда в конце зимы составляет 60 см.

Комплексный заказник «Предуралье» расположен в среднем течении реки Сылвы. Его территория вытянута вдоль реки Сылвы. Лишь в отдельных местах она достигает ширины 1 – 3 км, в основном же ограничена склонами каньонообразной речной долины (Наумкин, Севастьянов, Лавров, 2004). Русло реки в районе заказника асимметрично. Асимметричность проявляется в наличии больших глубин у левого берега (более 3,5 м) и отмелей у правого. Береговая линия выражена хорошо у обоих берегов. В период половодья пойма ежегодно заливается водой, ширина реки в этот период достигает 120 м. В отдельные многоводные годы вода может заливать и часть первой надпойменной террасы, а в годы катастрофического половодья (1979) практически всю террасу. Средняя ширина реки Сылвы в межень 70–90 м при средней глубине 1,4 м. В пределах территории заказника р. Сылва не принимает ни одного притока (Воронов, Циберкин и др., 2000).

Среднее течение выделяется на основании общих для него признаков: сходных на всем его протяжении термического режима, характера грунтов, морфологии русла (наличие плесов с выраженной рипалью и перекатов). Для среднего течения характерно обильное развитие высшей водной растительности, преимущественно рдестов (Паньков, 2004).

По особенностям термического режима Средняя Сылва, согласно классификации В.Я. Леванидова (1981), принадлежит к группе умеренно тепловодных водотоков. Преобладающие грунты на перекатах и медиали плесов – валунные и галечные, в рипали – заиленные, со значительной примесью песка. На основании этих признаков среднее течение может быть отнесено к одной зоне – гипоритрали с признаками метапотамали. Вместе с тем на столь значительном протяжении среднее течение реки не остается единообразным: в его пределах выделяется четыре участка.

Комплексный заказник «Предуралье» расположен на Кишертско – Кунгурском участке (пос. Кишерть – г. Кунгур), который имеет длину около 20 км. На этом участке Сылва пересекает Сылвенский кряж (Уфимский вал), что сказывается на ее характере. Река течет в узкой долине среди высоких крутых берегов, изобилующих обнажениями коренных пород. Интенсивность руслового процесса понижена; в силу этого система пойменных водоемов практически отсутствует. Ширина реки местами уменьшается до 70 м; глубины снижаются до 2,0 – 2,5 м; скорость течения возрастает. Сылва на этом участке имеет облик полугорного водотока (Паньков, 2004).

2.2 Характеристика зообентоценозов среднего течения р. Сылвы

дрифт таксономический интенсивность динамика

Зообентос среднего течения реки Сылвы изучался сотрудниками кафедры зоологии беспозвоночных и водной экологии с 1992 г.

С самого начала исследований на р. Сылве специальное внимание уделялось проблеме установления таксономического состава. С этой целью, помимо таксономической обработки гидробиологических проб, осуществлялись фаунистические сборы, в том числе крылатых фаз амфибиотических насекомых. В составе зообентоса р. Сылвы, ее притоков и водоемов поймы было зарегистрировано свыше четырехсот видов, из них более половины оказались новыми для области, 27 были отмечены впервые для Урала (Паньков, 1997 а, б).

По данным Н.Н. Панькова (2004), в составе зообентоса р. Сылвы, ее притоков и водоемов поймы к настоящему времени выявлено 428 видов и форм. Основу таксономического разнообразия донной фауны составляют членистоногие, главным образом, амфибиотические насекомые. Наиболее разнообразно представлены двукрылые (не менее 174 видов), богаты видами ручейниками(61), поденки (37), веснянки (18) и стрекозы (15).

Из прочих беспозвоночных разнообразны моллюски (67) и малощетинковые черви (27).

В составе зообентоса Средней Сылвы зарегистрировано 312 таксонов. Наиболее богаты видами двукрылые – 132 вида, существенный вклад в разнообразие донной фауны вносят также ручейники – 43 вида, моллюски – 49 видов, поденки – 29 видов и малощетинковые черви – 20 видов (Паньков, 2004).

Фауна в экологическом отношении очень разнородна. Наряду с избегающими заиления литофильными реобионтными видами хирономид подсемейства Orthocladiinae, ручейников семейств Hydropsychidae Psychomyiidae, Goeridae, поденок Heptageniidae, клопов Aphelocheiridae, веснянок Leuctridae, Capniidae, Perlodidae, моллюсков Planorbidae (Ancylus fluviatilis Mueller, 1774) и олигохет Naididae богато представлены элементы пелофильных факультативно – речного и равнинно – речного комплексов: хирономиды трибы Chironomini, ручейники семейства Leptoceridae, поденки семейств Caenidae, Ephemeridae, Potamanthidae, Polymitarcyidae, и Baetidae (подсемейство Cloeoninae), моллюски Bithyniidae, Valvatidae, Pisidiidae, Euglesidae, Sphaeriidae, олигохеты Tubificidae.

Несмотря на значительную протяженность среднего течения, в его пределах формируется ограниченное число зообентоценозов, не обнаруживающих каких либо заметных тенденций в изменении структуры и количественных показателей развития по продольному профилю водотока. Лишь на пограничных с соседними зонами участках присутствуют немногие элементы, в целом для Средней Сылвы не характерные. В частности, на пограничном с Нижней Сылвой Кишертско-Кунгурском участке отмечен ряд видов, приуроченных, главным образом, к нижнему течению. Таковы моллюски Cyrenastrum solidum (Normand, 1844), Rivicoliana rivicola (Lamark, 1818), Viviparus viviparus (Linnaeus, 1758) и амфиподы Corophium curvispinum Sars, 1895.

Животные, преимущественное распространение которых связано с Верхней или Нижней Сылвой, лишь в малой степени влияют на типичную для среднего течения структуру зообентоценозов, ни в коей мере (за исключением C. curvispinum) не затрагивая комплекса руководящих форм.

Зообентоценозы среднего течения довольно близки по структуре. Их сходство обусловлено широким распространением в пределах Средней Сылвы большого числа видов, из которых массовыми являются личинки ручейников Hydropsyche contubernalis McLachlan, 1865, Cheumatopsyche lepida (Pictet, 1834), Psychomyia pusilla (Fabricius, 1781), поденок Ephemerella ignita (Poda, 1761) и Ephemera lineata Eaton, 1870, хирономид Microtendipes pedellus (De Geer, 1776), моллюски A. fluviatilis, Cyrenastrum scaldianum (Normand, 1844), Pisidium amnicum (Mueller, 1774).

В пределах Средней Сылвы наибольшее распространение получает зообентоценоз H. contubernalis, приуроченный к валунным, галечным и гравийно-галечным грунтам перекатов и медиали плесов; на его долю приходится не менее 80% площади речного ложа. Численность сообщества составляет 2,9–4,9 тыс. экз/м² при биомассе 8,8–10,9 г/м². Более половины биомассы складывается за счет членов доминантного комплекса, из которых наибольшее значение имеют ручейники H. contubernalis, Ch.lepida и P. pusilla, клопы Aphelocheirus aestivalis (Fabricius, 1794) моллюски A. fluviatilis. Наряду с руководящими видами часто встречаются жесткокрылые семейства Elmmiidae, в отдельные годы заметную роль играют хирономиды M. pedellus и Tanytarsus gr. gregarius Kieffer, 1909, ручейники Hydropsyche pellucidula (Curtis, 1834) и двустворчатые моллюски Henslowiana suecica (Clessin in Westerlund, 1873).

Около 15% площади речного русла занимает зообентоценоз E. lineata+P. luteus, приуроченный к песчано-гравийно-галечным умеренно заиленным грунтам рипали плесов. Его численность составляет 3,2 тыс. экз./м² при биомассе 11,2 г/м². В состав лидеров сообщества, помимо указанных видов, входят ручейники H. contubernalis, стрекозы Gomphus vulgatissimus (Linne, 1758), моллюски P. amnicum и хирономиды M. pedellus. Наряду с ними обычны ручейники Lepidostoma hirtum (Fabricius, 1775), моллюски Cincinna piscinalis (Mueller, 1774), Lymnaea auricularia (Linnaeus, 1758) и Bithynia tentaculata (Linnaeus, 1758), поденки Caenis macrura Stephens, 1835. В отдельные годы наблюдалось массовое развитие ручейников Goera pilosa (Fabricius, 1775) (1994), поденок Ephoron virgo (Oliver, 1791) (с 1997) и E. ignita (1994), входивших здесь в число видов-доминантов.

В пределах Кишертско-Кунгурского участка среднего течения получает распространение зообентоценоз C. curvispinum, приуроченный к заиленным валунным грунтам рипали. Численность зообентоценоза составляет 6,94 тыс. экз/м², биомасса 13,3 г/м². До 60% биомассы формируется за счет видов доминантного комплекса, к которым, помимо корофиума, относятся моллюски Lymnaea tumida (Heeld, 1836), B. tentaculata, C. piscinalis, P. amnicum и поденки Potamanthus luteus (Linnaeus, 1767).

 

3. Материал и методы его обработки

Отбор проб дрифта осуществлялся на участке среднего течения р. Сылвы в районе заказника «Предуралье» в июне – июле 2005 г. и 2006 г. Пробы отбирались на одной станции, расположенной на перекате (прилож. 35).

Для улавливания дрейфующих беспозвоночных применялась ловушка – коническая горизонтальная сетка из мельничного газа №29 с площадью входного отверстия 706,5 см² и глубиной 0,93 м.

Организмы дрифта помещались в стеклянные емкости (пенициллинки), этикетировались, фиксировались 4%-ным формалином. На этикетке проставлялся номер пробы, место и дата взятия пробы.

Для учета дрифта применялся метод дробного лова: в каждой точке подряд отбиралось две пробы (с экспозицией ловушки по 5 минут), которые затем соединялись в одну интегральную пробу.

Это связано с тем, что при более длительной экспозиции часть гидробионтов покидает ловушку, двигаясь по ее стенкам навстречу течению, а мельничный газ забивается сносимыми водой неорганическими взвесями и частицами органического происхождения: чехликами личинок амфибиотических насекомых, кусочками водных растений, фитопланктоном и т.д., что существенно снижает фильтрационные способности ловушки и приводит к вымыванию части организмов из нее (Задорина, 1987 а).

Одновременно отбиралось по две интегральные пробы дрифта – в придонном и поверхностном горизонтах. При облове поверхностного горизонта ловушка устанавливалась с таким расчетом, чтобы она захватывала и поверхностную пленку воды.

Для изучения суточной динамики бентостока пробы отбирались каждые два часа в течение суток (один суточный учет в июне 2005 г., три суточных учета в июле 2005 г., одна – в июне и три – в июле 2006 г.).

Камеральная обработка собранного материала осуществлялась в лаборатории гидробиологии на кафедре зоологии беспозвоночных и водной экологии ПермГУ. Организмы дрифта извлекались из пробы при помощи пинцета, с использованием бинокулярного микроскопа МБС-1, подсчитывались и определялись, по возможности до вида, с применением «Определителя…» (1977) и «Определителя насекомых…» (Плавильщиков, 1994).

Личинки комаров-звонцов Сhironomidae, некоторых Trichoptera, Ephemeroptera и прочих организмов определены только до группы, поскольку их основную массу в пробе составили очень молодые формы, которые не подлежат более точной идентификации.

При дальнейшей обработке подсчитанного материала была рассчитана интенсивность дрифта.

Интенсивность дрифта – это количество организмов, снесенных через единицу площади живого сечения потока за единицу времени (экз/м² в час).

Расчет интенсивности дрифта производился по формуле:

N_d=n/(s*t),

где N_d – интенсивность дрифта

n – численность (экз.) организмов в пробе

s – площадь рамки (м²)

t – время экспозиции (час).

Всего проведено 8 суточных учетов дрифта и обработано 192 количественные пробы.

Пользуясь случаем выражаю благодарность своему научному руководителю Н.Н. Панькову, А.С. Козлову за консультации по определению организмов дрифта.