Экологический мониторинг
УДК (574.583+556.531.4)(282.256.65)
ФИТОПЛАНКТОН И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ СРЕДНЕЙ ЛЕНЫ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
П. А. Ремигайло,
Директор, Институт Биологических Проблем Криолитозоны СО РАН, v.a.gabyshev@ibpc.ysn.ru
В. А. Габышев,
старший научный сотрудник, Институт Биологических Проблем Криолитозоны СО РАН, v.a.gabyshev@ibpc.ysn.ru
О. И. Габышева
младший научный сотрудник, Институт Биологических Проблем Криолитозоны СО РАН, oi_gabysheva@mail.ru
Впервые для участка средней Лены выполнен таксономический и эколого-фло-ристический анализ структуры фитопланктона, определены количественные показатели сезонных изменений численности и биомассы водорослей, проведена, оценка сапробного состояния вод и гидрохимическая характеристика. Выявлены основные очаги и степень антропогенного воздействия на фитопланктон и химический состав воды средней Лены.
Ecological-floristical analysis of phy-toplankton structure, quantitative indices of seasonal change in algae number and biomass, estimation of saprobic state of water and chemical indices of the middle Lena River, were first received. We obtained information about base impact points on middle Lena River and degree of this impact.
Ключевые слова: средняя Лена, фитопланктон, зона антропогенного воздействия.
Key words: Middle Lena River, phy-toplankton, impact zone.
Река Лена — одна из главных водных артерий Сибири, входит в десятку крупнейших рек мира. Протяженность ее 4400 км, площадь бассейна 2490 тыс. км2. В последние годы в регионе интенсивно идет реализация крупных всероссийских мегапроектов: строительство нефтепровода системы ВСТО, развитие Южно-Якутского промышленного района. В связи с этим возрастает антропогенная нагрузка на водную экосистему реки, усиливается необходимость биомониторинговых наблюдений, в частности изучения особенностей структуры и динамики развития фитопланктона, как одного из чувствительных биоиндикаторов состояния водной среды, а также химического состава воды. Однако имеющиеся публикации по биомониторингу водной экосистемы среднего течения р. Лены, посвящены лишь небольшому участку реки в районе г. Якутска, и основаны на наблюдениях 15-ти летней давности [1, 2, 3].
Цель работы: изучение особенностей состава и распределения фитопланктона и химического состава вод средней Лены; оценка качества вод данного участка реки по сапробным водорослям планктона.
Материалом для решения поставленных задач послужили сборы проб, сделанные в 2002, 2005 и 2006 гг. на участке среднего течения р. Лены длиной 580 км, от устья р. Лабыйя до устья р. Вилюй по фиксированной сетке станций.
Таблица 1
Систематический состав фитопланктона р. Лена
Отдел Число % от общего числа видов (456)
классов порядков семейств родов видов видов и разновидностей
Cyanophyta 3 4 15 21 77 85 16,9
Dinophyta 1 2 2 3 4 4 0,9
Chrysophyta 1 2 4 8 29 34 6,4
Xanthophyta 2 2 6 6 15 15 3,3
Baci11ariophyta 2 6 18 36 211 299 46,3
Eug1enophyta 1 1 1 2 3 3 0,7
Rhodophyta 1 1 1 1 1 1 0,2
Ch1orophyta 2 7 22 46 116 124 25,4
ВСЕГО 13 25 69 123 456 565 100,0
При сборе, обработке и анализе аль-гологического материала применены унифицированные методы [4—6]. Химический анализ проб воды выполнен по общепринятым методикам [7].
Результаты и обсуждение. В планктоне среднего течения р. Лены зарегистрировано 456 видов (565 таксонов рангом ниже рода, включая номенклатурный тип вида), относящихся к 123 родам, 69 семействам и 25 порядкам из восьми отделов (табл. 1). По числу видов преобладают диатомовые — 46,3%, им уступают зеленые — 25,4%, разнообразно представлены синезеле-ные — 16,9% , золотистые — 6,4% и желтозеленые — 3,3%. Беден видовой состав динофитовых, эвгленовых и красных, суммарная доля которых — 1,8%. Основу фитопланктона исследованного участка реки составляют диатомовые, зеленые и синезеленые. Это является характерной чертой северных проточных водоемов [8—13].
На уровне классов выделяются Реп-па"ЬорЬусеае (42,5% видового состава), ОЫогорЬусеае (18,4%), Hormogonio-рЬусеае (12,7%); на уровне порядков — КарЬа1еБ (34,0%), Chlorococcales (16,2%) и Arapha1es (8,6%). Самые высокие позиции в спектре семейств принадлежат Мау^и1асеае (10,7% видового состава), Osci11atoriaceae (7,0%), Fragi1ariaceae (6,8%), Nitzschiaceae (5,7%), Cymbe11aceae и Scenedesmaceae (по 4,8%). К ведущим родам относятся Navicu1a (5,5% видового состава), Nitzschia (5,3%), Osci11atoria (5,0%), СутЬе11а (4,4%), Synedra (3,9%), Апа-
Ьаепа (3,5%). Одно- и двувидовых семейств — 27, что составляет 39,1% от их общего количества. Одно- и двувидовые роды составляют 63,4% списка родов, на их долю приходится 23,5% видового состава. Преобладание маловидовых семейств и родов характерно для северных флор [8]. Пропорции флоры 1:1,7:3,4:3,6. Родовая насыщенность 2,0. Вариабельность вида 1,0. Новым для флоры Якутии является 22 таксона водорослей.
По результатам эколого-географиче-ского анализа в фитопланктоне реки преобладают планктонные и планктон-но-бентосные виды (44,3% видового состава), со значительным участием донных форм (39,1%), что характерно для проточных водоемов. Воды р. Лены среднеминерализованы, что обусловливает преобладание в фитопланктоне оли-гогалобов (64,8%). Число солоноватовод-ных видов невелико (мезогалобов — 13, полигалоб — 1). Присутствие в планктоне исследованного участка р. Лены видов, тяготеющих к большей солености вод, объясняется тем, что река в условиях криолитозоны испытывает влияние поверхностного стока и смыва с засоленных мерзлотных почв прибрежных территорий, В целом исследованный водоток имеет нейтральную реакцию среды, поэтому здесь значительна доля индифферентов (21,1% от общего числа видов и разновидностей водорослей). По географической принадлежности основу фитопланктона исследованного участка р. Лены составляют космополиты и бореальные
виды (67,4%), что характерно для водоемов Севера Евразии. Суровые природные условия объясняют присутствие в планктоне реки стенотермных холодолюбивых диатомей: Aulacosira distans, A. distans var. alpigena, A. islandica, A. italica, Diatoma anceps, D. hiemale, D. hiemale var. mesodon, Gy-rosigma acuminatum, Eunotia praerupta и Gomphonema ventricosum. Анализ видового состава фитопланктона исследованного участка р. Лены по отношению к скорости течения свидетельствует о преобладании индифферентов (18,4% от общего числа таксонов).
По отношению к концентрации органических веществ в водной толще, состав водорослей-показателей сапроб-ности участка р. Лены на 18,2% образован ß-мезосапробными формами, олигосапробов — 18,2%, видов, развивающихся в переходной зоне между ß-мезо- и олигосапробной — 32,2%. Таксонов, характеризующих воды с высокими показателями сапробности (в сумме 9,7%) и с очень низкими (21,6%), меньше. Средний показатель сапробности исследованного участка р. Лены — 1,79 (что соответствует олиго-ß-мезосапробной зоне загрязнения). Средний показатель сапробности для 75-километрового участка р. Лены за период наблюдений 1994—1996 гг. — 1,80 [2]. Таким образом, воды р. Лены по классификации Сладечека относятся к слабозагрязненным.
На исследуемом участке реки выявлено 28 таксонов водорослей доминирующих в сообществе по биомассе, это представители отделов диатомовых, зеленых, синезеленых и золотистых: Anabaena aequalis, Asterionella formosa, A. gracillima, Aulacosira distans, A. granulata, A. italica, Chlorococcum infusionum, Closterium parvulum, C. pe-racerosum, Cosmoastrum punctulatum, Cyclotella kuetzingiana, C. meneghini-ana, Dinobryon divergens, D. sertularia, D. sociale, Fragilaria crotonensis, Han-naea arcus, Melosira varians, Monora-phidium arcuatum, Synedra tabulata, S. ulna, Tabellaria fenestrata, T. fenestrata var. intermedia, T. flocculosa. Следует отметить, что для 75-километрового
участка реки было выявлено 17 структурообразующих видов [2], их состав на 64,7% идентичен с доминантами выявленными на 580-километровом участке средней Лены. Синезеленые водоросли входят в состав доминантов лишь в летний период. Представитель зеленых водорослей появляется в составе доминантов на участке ниже г. Якутска, а представитель золотистых — ниже устья р. Алдан.
Численность фитопланктона исследованного участка реки варьирует по сезонам от 60,4 тыс. кл./л (сентябрь 2002 г.) до 433,2 тыс. кл./л (август 2005 г.). Биомасса меняется от 0,0479 мг/л (июнь 2002 г.) до 0,1386 мг/л (конец июня — начало июля 2006 г.). Самые низкие показатели индекса биологического разнообразия отмечены в сентябре и октябре 2002 г., соответственно — 2,09 и 2,55; самые высокие — в августе 2005 г. (3,19), июле 2005 г. (3,55) и конце июня 2006 г. (3,88).
Основу фитопланктона реки составляют диатомовые, доля которых в численности планктона варьирует от 43,5% летом (июль 2005 г.) до 92,4% весной (июнь 2002 г.) и 87,5% осенью (сентябрь-октябрь 2002 г.); по биомассе доля диатомей варьирует от 21,8% (в конце лета 2002 г.) до 90,3% (в начале лета 2005 г.) и 70,5% (в октябре 2002 г.). На втором месте по количественному развитию находятся зеленые водоросли, их доля в сложении численности фитопланктона участка реки варьирует от 5,0% весной (начало июня 2002 г.) до 49,1% летом (июль 2005 г.) и 11,4% осенью (начало октября 2002 г.); по биомассе доля зеленых меняется от 15,6% весной (начало июня 2002 г.) до 67,2% в конце лета (начало сентября 2002 г.). Доля сине-зеленых водорослей в численности планктона выше в начале и середине лета — 17,8% (июнь-июль 2002 г.) и 9,9% (август 2005 г.); весной 0,7% (начало июня 2005 г.) и осенью 1,1% (начало октября 2002 г.) — ниже. Значение синезеленых в биомассе фитопланктона невелико и достигает пика в середине биологического лета — до
Средние значения биомассы фитопланктона исследованного участка р. Лены по пунктам отбора проб в 2005 г.
2,4% (август 2005 г.). Золотистые лучше вегетируют в весенний период, достигая 6,2% общей численности (июнь 2006 г.) и 3,1% биомассы (июнь 2002 г.). Роль других отделов водорослей в сложении численности и биомассы фитопланктона участка реки незначительна.
На исследованном участке
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.