ЭКОЛОГИЯ, 2007, № 2, с. 141-143
УДК 581.526.325:574.64.(571.1)
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
СТРУКТУРА ФИТОПЛАНКТОНА И САПРОБНОСТЬ ВОД ВЕРХНЕГО
И СРЕДНЕГО ИРТЫША
© 2007 г. О. П. Баженова
Омский государственный аграрный университет 644008 Омск, Институтская пл., 2 E-mail: olga52@bk.ru Поступила в редакцию 12.10.2005 г.
Ключевые слова: фитопланктон, видовой состав и структура, сапробность, верхний и средний Иртыш.
Иртыш - самый крупный приток Оби. Существенное влияние на водный режим реки оказывает каскад верхнеиртышских ГЭС - Бухтармин-ской, Усть-Каменогорской и Шульбинской. В решении проблемы мониторинговых наблюдений за экологическим состоянием экосистемы Иртыша видное место принадлежит исследованиям фитопланктона - первого звена трофической цепи, во многом определяющего функционирование водных экосистем и качество их вод.
В настоящей работе приведены материалы исследований фитопланктона Бухтарминского (сентябрь 2002, май 2003 гг.) и Шульбинского (июль 2003 г.) водохранилищ и среднего течения Иртыша (1998-2003 гг.) в пределах Омской области. Сбор и обработку проб фитопланктона проводили общепринятыми гидробиологическими методами (Руководство по методам..., 1983).
Фитопланктон Бухтарминского водохранилища регулярно изучался с первых лет его наполне-
ния (Вотинова, 1970; Носков, 1971; Баженова, 1978, 1981). В конце 70-х годов XX в. в водоеме началось эвтрофирование (Баженова, 1980). Проведенные нами исследования выявили новые факты структурной перестройки фитопланктона водохранилища: в его составе было найдено 263 вида и разновидности водорослей, относящихся к 7 отделам (см. таблицу).
Впервые в фитопланктоне Бухтарминского водохранилища обнаружены эвгленовые и жел-тозеленые, а также некоторые виды золотистых водорослей. Большинство эвгленовых и все жел-тозеленые водоросли распространены в озерной части водохранилища. Такое бурное вхождение эвгленовых водорослей в состав фитопланктона свидетельствует о загрязнении озерной части водохранилища органическими веществами.
В летне-осенний период по-прежнему большую роль играют синезеленые водоросли. Значительные преобразования произошли в составе
Таксономический состав фитопланктона верхнего и среднего Иртыша, число видовых и внутривидовых таксонов
Отдел водорослей Водохранилище Средний Иртыш
Бухтарминское Шульбинское
1978 г. 2002-2003 гг. 2003 г. 1955 г.* 1998-2003 гг.
Cyanophyta 38 36 24 31 38
Dinophyta 2 2 2 1 1
Cryptophyta - - 6 - 2
Chrysophyta 4 10 9 6 16
Bacillariophyta 94 45 41 31 48
Xanthophyta - 6 2 - 7
Euglenophyta - 28 10 4 30
Chlorophyta 122 136 99 85 160
Всего 260 263 193 158 302
* По данным А.П. Скабичевского (1952, 1957).
142
БАЖЕНОВА
цианей, входящих в доминирующий комплекс фитопланктона. Если в прежние годы "цветение" воды вызывалось Microcystis aeruginosa (Kutz.) Elenk., Aphanizomenon flosaquae (L.) Ralfs и видами рода Anabaena Bory (Баженова, 1978), то сейчас до 70% общей численности фитопланктона образуют синезеленые с исключительно мелкими клетками - Microcystis pulverea (Wood) Forti emend. Elenk., Gloeocapsa minima (Keissl.) Hollerb. ampl., Coelosphaerium minutissimum Lemm.
Из-за колебаний уровня воды в водохранилище резко уменьшилось развитие высшей водной растительности, что вызвало обеднение состава диатомовых водорослей за счет выпадения случайно-планктонных видов. Заметно снизилась численность истинно планктонных диатомовых водорослей, обильно развивавшихся в фитопланктоне в предыдущие годы, - Fragilaria crotonensis Kitt., Asterionella formosa Hass., Aulacosira granulata (Ehr.) Simonsen, Diatoma elongatum (Lyngb.) Ag. Их место стал занимать Stephanodiscus hantzschii Grun., впервые обнаруженный в водохранилище в 1990 г. (Баженова, 1993). Возросли видовое богатство и численность зеленых водорослей, особенно хлорококковых (роды Ankistrodesmus, Didy-mocystis, Tetrastrum).
Сравнение наших данных с результатами, полученными в первые годы наполнения водохранилища (Носков, 1971), показало, что число видов ß-мезо-сапробов возросло в 2.5 раза, а видовое обилие олиго- и олиго^-мезосапробов соответственно уменьшилось. Впервые обнаружены водоросли-индикаторы полисапробной и смежных с нею зон. Большинство вошедших в фитопланктон водохранилища видов являются обитателями вод высокой сапробности. Индекс сапробности воды в среднем по водохранилищу осенью 2002 г. составил 1.72 ± 0.04, а весной 2003 г. - 1.93 ± 0.08. По направлению к плотине индекс сапробности снижается - от 1.76 в озерной части до 1.68 в горной.
Из изложенного выше следует, что водохранилище на данном этапе развития сохраняет ß-мезо-сапробную самоочищающую способность, а его воды соответствуют удовлетворительному классу чистоты. По динамике состава видов-индикаторов прослеживается тенденция возрастания сапробности воды.
В фитопланктоне Шульбинского водохранилища наибольшим числом видов представлены зеленые, диатомовые и синезеленые водоросли (см. таблицу). В формировании численности и биомассы фитопланктона значительную роль играют также криптомонады. Доминирующий комплекс слагают синезеленые (M pulverea, G. minima, Romeria gracilis Koszv.), диатомовые (F. crotonensis), криптофитовые (Chroomonas caudata
Geitl.) и зеленые (Didymocystis inconspicua Korsch.) водоросли.
Сообщества фитопланктона Бухтарминского и Шульбинского водохранилищ отличаются друг от друга по видовому богатству и составу доминирующих комплексов, но в целом их альгофлоры близки, что отражает сравнительно высокий индекс флористического сходства Серенсена -69.74%.
Индекс сапробности воды в Шульбинском водохранилище летом 2003 г. колебался в пределах 1.57-2.00, в среднем составляя 1.76 ± 0.12. На станциях по правобережью водоема индексы сапробности заметно выше (1.85-1.88), чем по левому берегу (1.63-1.64). Вода Шульбинского водохранилища относится к классу удовлетворительной чистоты и Р-мезосапробной зоне.
В фитопланктоне среднего Иртыша за период исследований найдено 302 вида, разновидности и формы водорослей (см. таблицу). Высоким видовым богатством отличаются зеленые водоросли. Максимального развития они достигают летом и осенью, в связи с чем фитопланктон Иртыша приобретает весьма характерный облик. Основное число диатомей относится к классу Pennato-phyceae (35 видов и разновидностей) и случайно-планктонным видам. Истинно планктонные виды пеннатных диатомей (A. formosa, F. crotonensis, D. elongatum, Synedra acus var. radians Kutz.) входят в доминирующий комплекс. Среди центрических диатомей особое место занимает S. hantzschii. По данным А.П. Скабичевского (1957), численность этого вида была небольшой, а сейчас он входит в число доминантов. Численность синезе-леных водорослей достигает в летне-осенний период десятков миллионов клеток в 1 л. Особенно обильны виды с очень мелкими клетками -M. pulverea, G. minima, Merismopedia tenuissima Lemm., R. gracilis, Aphanothece clathrata W. et G. S. West. Характерной чертой фитопланктона реки является значительное видовое богатство эвгле-новых водорослей.
При сравнении наших данных с литературными, полученными в период относительно низкой антропогенной нагрузки на реку (Скабичевский, 1952, 1957), отмечен ряд характерных преобразований структуры и состава фитопланктона. Прежде всего почти вдвое возросло видовое богатство фитопланктона. Согласно концепции экологических модификаций (Абакумов, 1991), увеличение видового богатства фитопланктона среднего Иртыша является одним из признаков антропогенного экологического напряжения, возникшего в его экосистеме. Кроме того, значительное видовое богатство присуще фитопланктону рек, подверженных прогрессирующему эв-трофированию (Охапкин, 2000). Существенные изменения произошли в соотношении обилия во-
СТРУКТУРА ФИТОПЛАНКТОНА И САПРОБНОСТЬ ВОД
143
дорослей ведущих отделов: значительно увеличилась доля синезеленых в общей численности (до 43-45%) и зеленых в общей биомассе (17-38%) и численности (24-41%) фитопланктона. Периодически регистрируется массовое развитие индикатора антропогенного эвтрофирования Stephano-discus hantzschii.
Выявленные преобразования структуры фитопланктона среднего Иртыша считаются общепризнанными показателями антропогенного эвтрофирования его вод (Трифонова, 1980; Михее-ва, 1992).
Индекс сапробности воды среднего Иртыша в 2003 г. колебался в пределах 1.83-2.12, в среднем по реке составляя 1.95 ± 0.12. В течение периода открытой воды индекс сапробности несколько уменьшается - от 2.00 ± 0.17 весной до 1.89 ± 0.08 осенью. Летом по течению реки он увеличивается, особенно заметно ниже г. Омска. По показателям сапробности вода среднего Иртыша относится к классу удовлетворительной чистоты и Р-ме-зосапробной зоне. Незначительные изменения средних величин индекса сапробности за сезон и год можно рассматривать как признак стабильности экосистемы реки, пока справляющейся с возрастающим органическим загрязнением. В то же время об усилении этого вида загрязнения свидетельствует перестройка структуры фитопланктона Иртыша в сторону возрастания вегетации Р-мезосапробных видов. Показательно, что на всем протяжении верхнего и среднего течения Иртыша эти процессы идут в одном направлении.
Таким образом, многолетняя динамика структурных показателей фитопланктона свидетельствует об усилении негативных процессов в экосистемах верхнего и среднего Иртыша. Для всего исследованного течения реки характерно эвтро-фирование; в верхнем Иртыше происходит загрязнение водных масс органическими веществами. По величине индекса сапробности вода на всем протяжении обследованного течения Иртыша относится к Р-мезосапробной зоне.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абакумов В.А. Экологические модификации и развитие биоценозов // Экологические модификации и критерии экологического нормирования. Л.: Гидрометео-издат, 1991. С. 18-40.
Баженова О.П. Сезонное развитие фитопланктона Бухтарминского водохранилища // Биологические основы рыбного хозяйства водоемов Средней Азии и Казахстана. Фрунзе, 1978. С. 23-25.
Баженова О.П. "Цветение" воды Бухтарминского водохранилища как первый признак эвтрофирования // Экология. 1980. № 5. С. 89-90.
Баженов
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.