СОСТОЯНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ И СООБЩЕСТВ ФИТОПЛАНКТОНА ОЗЕРА БОЛОГОЕ В УСЛОВИЯХ СЕЛИТЕБНОГО И ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

И.Л. Григорьева, А.Б. Комиссаров

Иваньковская НИС Учреждения Российской академии наук Института водных проблем РАН, г. Конаково

e-mail: Irina_Grigorieva@list.ru Введение

Целью наших исследований было изучение качества воды и сообществ фитопланктона озера Бологое, которое находится в черте г.

Озеро принадлежит бассейну реки Коломенка (впадает в озеро Кафтино). Сток осуществляется по­средством реки Нефтянка, исток которой находится в черте города Бологое (рис. 1). Площадь озера со­ставляет 7,87 км², длина - 7,5 км, максимальная ширина - 3 км (средняя - 1,05 км), максимальная глубина - 4,35 м (средняя - 3 м), длина береговой линии 28,2 км, высота над уровнем моря - 172,2 м БС.

Рис. 1. Схема озера Бологое с точками пробоотбора

Происхождение озера ложбинное. Берега возвышенные, суходольные, местами низменные, на юге заболочены. Доступно почти всё побережье, на южном берегу низинное болото с растительностью.

Материалы и методы

Пробы воды на химический анализ отбирались в 2008 г. в различные сезоны года (январь, ап­рель, август, октябрь) и в 2009 г. (март) в трех точках (рис. 1) с берега, с поверхностного горизонта.

В пробах воды определялись следующие показатели: рН, электропроводимость стандартная, рас­творенный в воде кислород, БПК5, ХПК, цветность, щёлочность общая, жёсткость общая, гидрокарбо­наты, кальций, магний, сульфаты, хлориды, натрий, калий, кремний, железо общее, марганец, фосфор минеральный, фосфор общий, аммонийный ион, нитрат-ион, нитрит-ион, цинк, кадмий, свинец, медь.

Альгологические пробы в озере Бологое отбирались в апреле и октябре 2008 г. и в марте 2009 г. по стандартным методикам в тех же точках наблюдений.

Результаты и обсуждение

Исследования показали, что по химическому составу озеро относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы с умеренной жёсткостью воды (жесткость за период наблюдений изме­нялась от 2.3 до 2.85 мг-экв/дм³), по степени минерализации - к категории пресных вод (минерали­зация воды изменялась незначительно - от 0,22 до 0,26 г/дм³).

Вода озера отличается низкой цветностью (не выше 30 градусов платино-кобальтовой шкалы цветности) и невысокими значениями перманганатной окисляемости (9,4 - 13 мгО/дм³).

Значения БПК5 (диапазон изменения: 2,4 - 3,6 мгО2/ дм³) и ХПК (диапазон изменения: 29,5 -

41.2 мгО/ дм³) довольно высоки, что является свидетельством повышенной органической нагрузки на водоем.

Концентрации сульфатов варьируют в диапазоне от 9,6 до 22,2 мг/дм³, а хлоридов - от 11 до

12.3 мг/дм³, что выше фоновых значений. Концентрации натрия и калия также выше фоновых зна­чений и в зимний период достигают соответственно 7 и 13,3 мг/дм³.

Концентрации железа общего не превышали 1-1,5 ПДК для рыбохозяйственных водоемов, а марганца 16 ПДК.

Высоки концентрации иона аммония (до 1,4 мг/дм³) и нитрат иона (до 2 мг/дм³).

Содержание тяжёлых металлов (цинк, кадмий, свинец, медь и никель) отмечалось не всегда и их концентрации находились в пределах ПДКрыб.-хоз.

Всего было встречено 140 таксонов водорослей рангом ниже рода. По разнообразию выделя­лись зелёные водоросли - 70 таксонов, диатомовые представлены 24 таксонами, синезеленые - 18, эвгленовые - 15, менее разнообразны золотистые водоросли - 8 таксонов, криптофитовые - 6 так­сонов, жёлтозелёные - 5 таксонов.

В целом альгофлора озера представлена 33 семействами, 17 порядками и 13 классами (табли­ца 1). Ведущими по видовому разнообразию являются семейства Scenedesmaceae (22 таксона), Euglenaceae (15 таксонов) и Chlorellaceae (13 таксонов).

Таблица 1

Альгофлора озера Бологое

Численность фитопланктона изменялась в целом от 578'000 (зимний период) до 155'676'000 (летняя межень) кл/дм³.

В апреле 2008 г. (весенний фитопланктон) был обнаружен 61 таксон водорослей: зелёные - 24 таксона, диатомовые - 14 таксонов, синезелёные - 10, эвгленовые - 6, золотистые - 4, жёлтозелё­ные - 2 и криптофитовые - 1 Численность фитопланктона составляла в среднем 13'616'000 кл/дм³. Основу альгофлоры формировали Microcystis pulverea (18,9 %), Synedra acus var. angustissima (10,8 %) и Microcystis aeruginosa (9 %).

По отделам численность фитопланктона распределялась следующим образом (в процентах, в порядке убывания):

1. CYANOPHYTA - 43,1 %

2. BACILLARYOPHYTA - 25,8 %

3. CHLOROPHYTA - 22,4 %

4. XANTHOPHYTA - 4,3 %

5. CHRYSOPHYTA - 3,8 %

6. EUGLENOPHYTA - 0,5 %

7. CRYPTOPHYTA - 0,1 %

В октябре 2008 г. (осенний фитопланктон) было обнаружено 122 таксона водорослей: зелёные - 65 таксонов, диатомовые - 22 таксона, синезелёные - 13, эвгленовые - 9, криптофитовые - 6, жёл­тозелёные - 4 и золотистые - 3.

По отделам численность фитопланктона распределялась следующим образом (в процентах, в порядке убывания):

1. CYANOPHYTA - 82,7 %

2. CHLOROPHYTA - 10,6 %

3. BACILLARYOPHYTA - 5,8 %

4. XANTHOPHYTA - 0,4 %

5. CRYPTOPHYTA - 0,3 %

6. EUGLENOPHYTA - 0,15 %

7. CHRYSOPHYTA - 0,05 %

_В марте 2009 г. (зимний фитопланктон) было обнаружено 53 таксона водорослей: зелёных - 16, синезелёных - 12, диатомовых - 9, эвгленовых - 6, криптофитовых и золотистых - по 5 таксо­нов. Численность фитопланктона составляла в среднем 743'000 кл/дм³. Основу альгофлоры форми­ровали Oscillatoria planctonica (22,1 %), Microcystis wesenbergii (13,4 %), Dinobryon divergens (10,2 %) и Asterionella formosa (10 %). По отделам численность фитопланктона распределялась следую­щим образом (в процентах, в порядке убывания):

1. CHLOROPHYTA - 38,4 %

2. CYANOPHYTA - 29,3 %

3. CHRYSOPHYTA - 13,3 %

4. BACILLARYOPHYTA - 11,6 %

5. CRYPTOPHYTA - 6,0 %

6. EUGLENOPHYTA - 1,4 %

Таблица 2

Распределение таксонов по зонам сапробности, %

г ис. і. г определение ⁱImvjicmhuvih ірилинланмина. пи иідсла-ivi

Выводы

Селитебное и промышленное загрязнение озера Бологое определяют высокую органическую и биогенную нагрузку на озеро Бологое и повышенные, по сравнению с фоновыми значениями, концентрации сульфатов, хлоридов, натрия и калия.

В целом в альгофлоре озера преобладают космополитные виды (77 %). Большинство - это планктонные организмы (70 %), на втором месте - обитатели литорали (14 %). По отношению к со­лёности воды преобладают индифференты (58 %). По отношению к рН также преобладают индиф­ференты (19 %), на втором месте - алкалифилы+алкалибионты (14 %).

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 07-05-6414)

CONDITION OF WATER QUALITY AND PHYTOPLANCTON COMMUNITY OF THE BOLOGOE LAKE UNDER THE URBAN AND INDUSTRIAL POLLUTANT I. Grigorieva, A. Komissarov

Ivan'kovskaya research station of the Institute for Water's Problems, the Russian Academy of Science, Konakovo, Tver reg., Russia e-mail: Irina_Grigorieva@list.ru

Hydrochemical condition and phytoplankton status of the Bologoe lake (Tver region, about 300 km from Moscow to north) was organized.

The lake is exposed to anthropogenic press from Bologoe town's territory flow (downpour flow, thaw snow, kitchen garden's flow and others) and overflow of effluent (from military office and agrarian college of Bologoe town).

This pollution is determine high organic loading to lake's ecosystem, that contribute high content of ammonium, nitrite, sulphate, chloride, potassium and sodium and also intensive develop of Cyanophyta during the all year (predominate species from Oscillatoria and Microcystis genus).

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АЛЬГОЦЕНОЗОВ ОЗЕРА КРИВОГО (ББС ЗИН РАН) Ю.И. Губелит, В.Н. Никулина

Учреждение Российской академии наук Зоологический институт РАН, г. Санкт-Петербург, Россия e-mail:veranik@zin.ru

Озеро Кривое расположено в Северной Карелии, в бассейне Чупинской губы Кандалакшского залива Белого моря, 30 км южнее Полярного круга. Оно образовалось на месте постепенно опрес­нившегося залива моря. Уровень озера приблизительно на 6 м выше уровня моря. Площадь озера около 0.5 км², длина 1800 м, ширина 450м, водосборная площадь 2.1 км² (Биологическая продуктив­ность.., 1975).

Экосистема озера изучалась ранее в 1968-69 гг. и через 30 лет, с 2002 по 2008 год, работы бы­ли продолжены. Данные по видовому составу и количественному развитию фитопланктона имеют­ся как за первый (Никулина, 1975), так и за второй период исследований.

Материал и методы

Фитопланктон в озере Кривом изучался в вегетационный период с конца мая по октябрь. Об­работка проб проводилась в осадочных камерах объемом 10-25 мл с использованием инвертирован­ного микроскопа Hydro-Bios. Пробы перифитона отбирались в июле и сентябре с 2003 по 2006 гг. с каменистого и растительного (тростник, осока) субстратов на глубине 0.5 м, а также в июле по вер­тикали с глубин от 0.5 до 5 м с помощью водолаза. Подсчет и определение водорослей обрастаний производились в камере Нажотта объёмом 0,02 мл, используя микроскоп БИМАМ. Биомассу рас­считывали по суммарному объему клеток водорослей, принимая, что 10⁹ мкм³ соответствует 1 мг сырой биомассы водорослей. К доминирующим видам отнесены виды, численность и/или биомасса которых превышали 10% общей.

Результаты и обсуждение

В фитопланктоне обнаружено более 100 видов водорослей, относящихся к 6 отделам. Постоянными и наиболее многочисленными представителями были виды, приведенные в табл.1. Как можно видеть, по численности преобладали как в первый период исследований, так и во второй цианобактерии. Большинство представителей цианобактерий в оз. Кривом от­личаются малыми размерами клеток, поэтому их роль в общей биомассе фитопланктона неве­лика. Новым и постоянным представителем цианобактерий, преобладающим в раннелетний и осенний периоды был вид Oscillatoria irrigua, за счет которого в основном и формировалось 10-19% общей биомассы.

Наиболее характерными видами, формирующими основную долю биомассы фитопланктона северного олиготрофного озера в течение всего вегетационного сезона, были золотистые и крипто- фитовые водоросли (рис.1).

Chrysophyta были представлены теми же видами, что и в 1960-е годы, тогда как почти все ви­ды водорослей из отдела Crypthophyta во второй период исследований оказались новой группой для фитопланктона оз.Кривого.

В перифитоне озера Кривого было обнаружено 92 вида водорослей из 6 отделов, из них доми­нировали виды из отделов Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanophyta (табл.2).

Таблица 1

Доминирующие виды водорослей планктона оз. Кривого (макс. численность, тыс.кл/л)

Рис.. 1 Относительное значение основных систематических групп водорослей в общей биомассе фитопланк­тона

Доминирующие виды водорослей перифитона оз. Кривого

Таблица 2

На глубине 0.5 м состав доминирующих видов из отдела диатомовых был практически неиз­менным на всех субстратах и почти не менялся в течение сезона. Исключение составил вид диато­мовых водорослей Diatoma elongatum, который в июле присутствовал как в планктоне, так и в пери­фитоне, а в сентябре выпал из доминирующего комплекса.

Из зеленых водорослей на каменистом субстрате в июле доминировали два вида Bulbochaete sp. и Coleochaete pulvinata. В августе произошли частичные изменения и на смену доминанта C. pulvinata пришли Chaetophora elegans и Rhizoclonium sp. На растительном субстрате в июле доми­нировали Mougeotia sp. и Spirogyra sp., осенью к ним прибавились еще 4 вида: Bulbochaete sp., C. pulvinata, Cosmarium obtusatum и Oedogonium sp.

Цианобактерии были в составе доминирующего комплекса только на каменистом субстрате. Летом доминирующими видами были Aphanothece microscopica, Gloeocapsa minuta, Scytonema subtile, Rivularia coadunata, Tolypothrix distorta, Т. elenkinii. Осенью в доминирующем комплексе ос­тались только виды 5. subtile, T. distorta, Т. elenkinii.

На различных глубинах состав основных видов также изменялся. Как было указано выше, пробы с камней на глубинах до 5 м отбирались только в июле. Из зеленых водорослей на глубине 0.5, как указано выше, доминировали 2 вида, Bulbochaete sp. и Coleochaete pulvinata , но на глубине 1м уже наблюдалась смена на Oedogonium sp. и Ulothrix zonata. На глубине 1.5 м среди доминантов появилась Mougeotia sp. и на глубине 2 м зеленые водоросли в доминирующем комплексе, практически, не отмечены.

Количество видов цианобактерий с глубиной значительно снижалось, так на 0.5 м было обна­ружено 6 доминирующих видов цианобактерий, на глубине 1 м остались A. microscopica, G. minuta, T. distorta и Т. Elenkinii, а на 3 м был только один доминирующий вид - Microchaete tenera. На 5м, цианобактерии, в доминирующий комплекс не входили.

Биомасса фитоперифитона на всех субстратах к сентябрю возрастала. На растительном суб­страте она увеличивалась от 1.7±0.3 до 13.6±6 г сырого веса/м² субстрата, на камнях - с 54±6.3 до 135±9.6 г/м². Доля водорослей, относящихся к различным отделам, в общей биомассе менялась. На каменистом субстрате в июле доля диатомовых и цианобактерий составила 49 и 44%, соответствен­но. Доля зеленых водорослей составила 7 %. Осенью доля диатомовых водорослей уменьшилась до 19%, зеленых возросла до 31%, а цианобактерий - до 50%.

На растительном субстрате в июле вклад диатомовых водорослей в общую биомассу мог дос­тигать 65% на тростнике и 80% на осоке, в то время как доля зеленых была15% на осоке и 18% на тростнике, а цианобактерий -2% на тростнике и 5% на осоке. Также на тростнике существенный вклад в биомассу (4% в июле и 24% в сентябре) вносили динофитовые. Осенью доля диатомовых снижалась до 40% на тростнике и до 10% на осоке, в то же время значительно вырос вклад зеленых водорослей (до 21% на тростнике и до 87% на осоке). Что касается цианобактерий, то их доля в об­щей биомассе увеличилась на тростнике до 13%, и уменьшилась на осоке до 1%.

Биомасса фитоперифитона на каменистом субстрате уменьшалась с глубиной (рис. 2). Сред­няя биомасса фитоперифитона на каменистом субстрате в июле на глубинах от 0 до 5 м составила 33,5±6,5 г/м² субстрата.

Рис. 2. Средняя биомасса фитоперифитона озера Кривого на разных глубинах.

Процентное соотношение водорослей доминирующих отделов в общей биомассе на разных глубинах тоже было различным (рис.3). Так, доля зеленых водорослей в биомассе была максималь­ной на глубине 1 м (48% от общей), на глубинах 2 - 3 м она составила около 5%, а на глубине 5 м - только 3% от общей.

Рис.. 3 . Соотношение между доминирующими отделами водорослей по глубинам.

Доля диатомовых водорослей на глубинах от 0 до 3 м оставалась стабильной (около 50% от общей) и значительно, до 70%, возрастала на глубине 5 м. Что касается вклада цинобактерий, то вплоть до глубины 5 м он стабильно оставался на уровне

40-50 %, а на глубине 5 м уменьшался до 22%.

Таким образом, видовой состав фитопланктона и его обилие за прошедший 30 летний период несколько изменились. Появились виды, ранее не отмечавшиеся в планктоне, доля которых в общей биомассе фитопланктона в настоящее время доходит до 50%.

Фитоперифитон в озере представлен достаточно разнообразно, при этом отмечены различия в видовом составе на каменистом и растительном субстратах. Количественное развитие водорослей с глубиной отчетливо понижается.

Работа была поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований, грант 08-04-00101.

Авторы выражают благодарность за помощь в отборе проб водолазным методом сотруднику ЗИН РАН к.б.н. Сухотину А.А.

Литература

Биологическая продуктивность северных озер. 1975. Тр. Зоол. Ин-та. T.LVI. / Ред. Г. Г. Винберг Л. Наука. 228c.

Никулина В. Н., 1975 Фитопланктон // Биологическая продуктивность северных озер, ч. 1, Л.: Наука,.

С.42 54.

ALGAL COMMUNITY OF KRIVOYE LAKE (NORTHERN KARELIA)

AT PRESENT TIME

Y.I. Gubelit, V.N. Nikulina

Zoological Institute of the RAS, St. Petersburg, Russia e-mail: gubelit@list.ru

Krivoye lake is situated in northern Karelia in the basin of the White Sea.

First studies of phytoplankton algal community was conducted in 1968. From 2002 to 2008 the studies was continued and focuses on phytoplankton and microphytobenthic communities.

During our study more then 100 species of algae was founded. Our study showed that species composition of phytoplankton changed during last 30 years. Cyanobacterias, Chrysophyta and Cryptophyta contributed significantly to total biomass of phytoplankton. New species (Oscillatoria irrigua, all species of Cryptophyta) appeared in community.

Microbenthic algae was studied on stony substrate and macrophytes (Phragmites australis, Carex sp). In microphytobenthos on stony substrate Cyanobacterias, Bacillariophyta and Chlorophyta was dominated groups. Composition of dominating species and total biomass of algae decreased with increasing of the depth.

On macrophytes the diatoms prevailed during all season and distribution of green algae increased in autumn to 21% from total biomass on Phragmites australis and to 87% on Carex sp.