БИОМОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ВОДЫ РЕКИ ПЕХОРКИ

Аннотация. Особенностью экологических исследований нескольких последних десятилетий является уделение особого внимания сохранению биоразнообразия и различных типов экосистем, как наземных, так и водных. Такое внимание можно объяснить рядом причин, во-первых, это принятие Конвенции ООН «О биологическом разнообразии» 05.06.1992 года, во-вторых, это ужесточение природоохранного законодательства во многих странах, в том числе и в России, в-третьих, это необходимость сохранения видов дикой природы для дальнейшего их возможного использования в биотехнологических, природно-хозяйственных, рекреационных и других целях, в-четвертых, это необходимость сохранения видов для создания генетических банков, в-пятых, изучение потенциальных рисков от внедрения инвазивных видов, например, карантинных сорняков.

Ключевые слова: биомониторинг, качество воды реки Пехорки.

Актуальность. Примером пресноводной экосистемы, имеющей большое значение для местного населения, является как побережье, так и сама река Пехорка. Которая за счет своей живописности имеет рекреационное значение, обратной стороной которого является высокий антропогенный пресс, дополняемый сбросом многочисленных промышленных предприятий и сбросами Люберецких водоочистных сооружений. Для оценки силы этого многофакторного антропогенного воздействия, необходимо проводить биомониторинг, в частности, анализ растительности, качества воды, донных отложений и гидробионтной фауны.

Следовательно, не обойтись без тщательного исследования особенностей флористического состава, состава гидробионтов, а также химического состава воды и принятия соответствующих мер для сохранения одной из красивейших рек Московской области. В дальнейшем полученные данные можно использовать для экологического экспресс-картирования Московской области, поэтому тема нашей работы является актуальной.

Целью исследования. является комплексная оценка экологического состояния реки Пехорки Московской области методами биомониторинга по состоянию флоры, макрофауны бентоса и с помощью химических и органолептических показателей, с последующим сравнением полученных результатов.

Задачи исследования:

• изучить растительность левобережья реки Пехорки по биоморфологическим, фитоценотическим и экологическим спектрам флоры;
• провести биоиндикационную оценку качества речной воды с помощью индексов сапробности, Вудивисса и Майера;

• изучить качество воды реки Пехорки, по химическим и органолептическим показателям.

В качестве объекта исследований были выбраны река Пехорка со следующими точками отбора проб: 1 точка в 500 к востоку метрах от истока (данные геолокации - 55°50'14.7"N 37°53'27.5"E) на территории Национального парка «Лосиный остров»; 2 точка (55°48'11.5"N 37°56'47.8"E) в г. Балашихе, на территории парка «Пехорка Парк»; 3 точка (55°45'22.6"N 37°57'49.5"E) на территории г. Железнодорожный, район «Кучинского водопада»; 4 точка (55°42'10.0"N 37°58'12.5"E) – г. Люберцы, в 100 метрах восточнее ул. Вертолетная, дом 4; 5 точка (55°36'15.7"N 38°02'34.2"E) – в 200 м юго-западнее усадьбы Быково, в 1 км от места впадения в р. Москва.

Материалы и методы исследования. Для достижения цели и решения поставленных задач была проведена биомониторинговая оценка участков побережья и проб воды реки Пехорка с помощью следующих методов: оценка органолептических показателей воды, расчет индекса сапробности, биоиндикаторные методики - расчет индекса Майера и Вудивисса. Использовались стандартные методы химического анализа воды. Также использовались стандартные методики оценки растительности.

Результаты исследования. Анализируя результаты органолептических показателей воды, мы можем сказать, что запах, мутность и наличие цвета отмечены во всех пробах со всех точек сбора проб, однако, в первых двух точках они слабо выражены. Можно отметить, что по совокупности органолептических признаков более или менее чистыми оказались пробы вод из точек 1 и 2, что позволяет говорить об умеренном загрязнении этих участков реки, что же касается проб воды из точек 3, 4, 5, то вода на этих участках, охарактеризована нами, как грязная. Анализ систематического состава флоры в анализируемых пяти точках показал, что левобережье реки Пехорки насчитывает 82 вида сосудистых растений, относящихся к 66 родам и 27 семействам.

Самые крупные семейства сложноцветные (19 видов или 23,17%; 17 родов или 25,75%) и злаковые (10 видов или 12,19%; 9 родов или 13,63%). На третьем месте гречишные (6 видов или 7,34%; 2 рода или 3,03%), на четвертом месте розоцветные (5 видов или 6,09%; 4 рода или 6,06%), на пятом - бурачниковые (5 видов или 6,09%; 5 родов или 7,69%). Такое распространение семейств в целом соответствует спектрам флор умеренных широт, и по первым трем семействам - спектру флор Московской области. Данный анализ показал, что, хотя, в целом спектр флоры довольно типичен для луговых и прибрежно-водных сообществ, но отмечено довольно большое количество рудеральных видов, что несомненно свидетельствует о высоком уровне антропогенной нагрузки, прежде всего, рекреационной. А оценка биоморфологического состава флоры выявила, что в абсолютном большинстве преобладают травянистые растения, их было выявлено 75 видов или 91,46%, также было обнаружено пять древесных растений или 6,09% и два вида полудревесных растений или 2,43%, они были представлены группой полукустарников.

Если рассмотреть подробнее состав травянистых многолетников, их 65 видов или 79,26%. Что касается их распределения по типам строения корневых систем, то большая часть собранных нами растений относилась к группе корневищных, их было 23 вида или 28,04%, на втором месте оказались длиннокорневищные растения – 16 видов иди 19,52%, на третьем месте стержнекорневые, их было 12 видов или 14,64%.

Такое распределение жизненных форм по строению корневища объясняется особенностями местообитания, в условиях прибрежно-водных фитоценозов, периодически заливаемых водой при разливе, либо наоборот пересыхающих, наличие корневища обеспечивает преимущество в выживании. Есть и второе преимущество, обусловленное лучшей приспособленностью к вегетативному размножению, например, частями корневищ. Такие приспособления дают преимущество для выживания в условиях высокой антропогенной нагрузки.

Наши исследования показали преобладание прибрежно-водных растений – 29 видов или 35,36%, на втором месте оказались луговые растения, их было 26 видов или 31,71%. Наличие и даже преобладание этих групп объясняются особенностями увлажненных местообитаний прибрежной зоны, но третья преобладающая группа – это сорно-рудеральные растения, их было обнаружено 15 видов или 18,29%. Вот эта группа уже является нетипичной для данных местообитаний, что свидетельствует о высоком уровне антропогенной нагрузки.

Что касается анализа экологических групп, то по количеству видов преобладающей группой оказались мезофиты (растения, предпочитающие средние условия увлажнения), 56 видов или 68,29%, что неудивительно, учитывая тот факт, что большинство луговых растений, также, как и сорно-рудеральных относятся к мезофитам. Загрязняющими веществами и соединениями, количество которых превышает установленные нормы ПДК в воде реки Пехорки, являются хлориды, фосфаты, нитриты, сероводород, железо, органический углерод.

Причем увеличивается количество загрязняющих веществ в пробах воды, отобранных, как правило, ниже по течению - №№ 2, 3, 4 и 5. Вода в пробе № 1, взятая ближе к устью, на территории Национального парка «Лосиный остров», еще относительно чистая. В ней если и наблюдается превышение содержания некоторых веществ, то в очень незначительном количестве. На слайдах 18 и 19, в таблицах 3 и 4 показаны результаты биоиндикационных исследований. Индекс сапробности в точке 1 равен 2,2, в точке 2 равен 2,1, что свидетельствует, что вода в реке Пехорка на данных участках отличается β-мезосапробностью, т.е. умеренным уровнем загрязнения.

Индекс сапробности от 2,5 – 3,5 свидетельствует о α-мезосапробности водоема, т.е. такие участки реки можно отнести к загрязненным, а это точки 3,4,5.

Исследования зоопланктона подтвердили данные, полученные с помощью предыдущих методов. Общая численность зоопланктона примерно равная на точках отбора проб 1, 2 и 3, в точках 4 и 5, она несколько снижена, а вот видовое разнообразие снижено в два раза, общая биомасса в точках 4 и 5 также снижена в 2-2,5 раза. Причем, если олигохеты и полихеты в точках 4 и 5 обнаруживаются, то личинки хирономид и моллюски в этих точках вообще не были обнаружены, это свидетельствует об их высокой чувствительности к загрязнениям. Это делает данные виды хорошими биоиндикаторами. Индекс Вудивисса равный 5, что зарегистрировано в точках 1, 2, 3 свидетельствует об умеренном загрязнении водоема, в точках 4 и 5 индекс Вудивисса равен 4, а это уже говорит о том, что вода является загрязненной. Еще более наглядные данные предоставляет индекс Майера, в точке 1 он равен 18, это свидетельствует о II классе качества воды, т.е. речная вода отличается олигосапробностью, такие воды принято считать условно чистыми. В точке 2 индекс Майера равен 16, что свидетельствует о III классе качества воды, т.е. речная вода отличается β-мезосапробностью, такие воды принято считать умеренно загрязненными. В точке 3 индекс Майера равен 6, в точках 4 и 5 он равен 5, все эти значения позволяют отнести воду к IV классу качества воды, т.е. речная вода отличается α-мезосапробностью, такие воды принято считать загрязненными.

Выводы и практические предложения.  На основании проведенных исследований мы обосновали следующий перечень практических предложений:

1. Некоторые территории побережья реки Пехорки с особо живописными участками перевести в категорию особо охраняемых природных территорий, памятников природы или водного заказника.
2. Ужесточить меры ответственности за несоблюдение рекреационного режима территории: разведение костров на берегу, несанкционированные свалки, вытаптывание, сбор дикорастущих растений.
3. Установить стационарные мониторинговые пункты для систематического анализа состояния воды в реке Пехорке.
4. Использовать полученные нами исследовательские данные для обоснования и проведения программ экологической реабилитации реабилитации не только реки Пехорки, но и других малых рек Подмосковья.
5. Устранить проблему сброса сточных вод в реку.
6. Использовать приведенную комплексную биомониторинговую оценку для анализа экологического состояния других малых рек региона.
7. Привлечь внимание общественности, жителей городов и поселков, расположенных на побережье реки Пехорки к состоянию реки и ее проблемам, организовать волонтерское экодвижение по очистке и охране малых рек.
8. При обнаружении фактов ущерба, написать обращение в Росприроднадзор с требованием инициировать проверку.
9. В России трудно найти в открытом доступе информация о качестве воды и экологическом состоянии водных объектов, некоторые сведения можно обнаружить в "Государственном докладе о состоянии и об охране окружающей среды в РФ", публикуемых ежегодно, в подобных региональных докладах, на сайте регионального Минприроды. Поэтому исследования подобные нашему желательно публиковать в широком доступе, хотя бы в сети интернет.
10. Восстановление естественной флоры и растительности побережья реки Пехорки, рекультивация и стимулирование вторичной восстановительной сукцессии на особо сильно антропогенно-трансформированных участках побережья.
11. Посадка древесно-кустарниковой растительности для укрепления берегового склона.