научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ЛАНДШАФТА НА ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ФИТОПЕРИФИТОНА МАЛЫХ РЕК ВОСТОЧНОЙ ФЕННОСКАНДИИ Биология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ЛАНДШАФТА НА ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ФИТОПЕРИФИТОНА МАЛЫХ РЕК ВОСТОЧНОЙ ФЕННОСКАНДИИ»

БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2007, № 1, с. 55-60

УДК 582.232.275:574.586:556.52.55(470.2)

ВЛИЯНИЕ ЛАНДШАФТА НА ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ФИТОПЕРИФИТОНА МАЛЫХ РЕК ВОСТОЧНОЙ ФЕННОСКАНДИИ

© 2007 г. С. Ф. Комулайнен

Институт биологии Карельского НЦ РАН, 185910 Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11 Поступила в редакцию 21.12.2004 г.

На основе многолетних исследований охарактеризованы особенности структуры и функционирования фитоперифитона 66 рек Восточной Фенноскандии. Рассмотрены закономерности пространственной динамики фитоперифитона, связанные с озерностью и заболоченностью водосборов.

ВВЕДЕНИЕ

Гидрографическая сеть Восточной Фенноскандии включает >100 тыс. малых рек. Объединяя различные ландшафты, малые реки поддерживают экологическую стабильность территории. В то же время небольшие размеры, открытость экосистем малых рек определяют их быстрый отклик на изменения на водосборе при увеличении антропогенной нагрузки.

Успешное проведение экологического мониторинга требует выбора организмов и их сообществ, характерных для данного типа водоемов и адекватно реагирующих на происходящие изменения. Для малых рек предпочтение отдается автотрофному компоненту перифитона - фито-перифитону [10, 14, 15]. Однако, чтобы оценить направленность процессов, протекающих в трансформированных системах, необходимы данные о структуре и функционировании альгоценозов обрастаний в водотоках, не затронутых хозяйственной деятельностью.

При анализе временной и пространственной динамики сообществ водных организмов основное внимание уделяют либо влиянию климатических особенностей территории, либо роли гидрологического и гидрохимического режимов конкретного водотока или его участка. Значительно реже анализируют влияние ландшафтных особенностей водосборов, хотя именно с ними связаны локальные (региональные) проявления климата и ими же определяется скорость формирования фитоперифитона на конкретных участках в результате изменения морфометрии русла рек и прилегающей территории.

Цель работы - выявить основные черты структурной организации фитоперифитона и его функционирования в реках различных природно-климатических зон Восточной Фенноскандии в зависимости от особенностей ландшафта.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Пробы перифитона отобраны по отработанной методике [6, 9] в период с 1985 по 2003 г. на 66 реках, расположенных на территории от северного побережья Ладожского озера до Баренцева моря. Продольный профиль рек представляет собой ряд порожистых участков со сосредоточенным падением, чередующихся с плесами, озерами и озеро-видными расширениями. Большое количество озер обусловливает высокий процент озерности речных бассейнов (табл. 1), а многие реки представляют собой озерно-речные системы.

Вторая особенность водосборов рек - их высокая заболоченность, поэтому особенности ландшафта исследованных рек Восточной Фенноскандии обусловлены соотношением озерности и заболоченности водосборов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Региональные особенности таксономического состава. Сравнительный анализ структуры фитоперифитона исследованных рек позволил выделить ряд особенностей, связанных с географическим положением их водосборов. На фоне общего доминирования диатомей отмечено постепенное повышение к югу общего видового богатства аль-гофлоры. В составе альгоценозов перифитона в реках Карелии появляются эвгленовые, перидини-евые и харовые водоросли [7], отсутствующие в реках Кольского п-ова. Нитчатые зигнемовые водоросли замещаются хетофоровыми, как правило, редкими, малочисленными видами, присутствие которых не отражается на значениях индексов разнообразия. В целом таксономическая однородность альгофлоры к югу заметно снижается, а роль небольшого числа ведущих семейств, на долю которых в реках Кольского п-ова приходится >70% видов [4], становится менее выраженной.

Таблица 1. Основные характеристики водосборов исследованных рек

Характеристика водосбора Среднее Медиана Минимум Максимум

Площадь, км2 166.6 837.0 30.0 11165.0

Озерность, % 6.2 5.1 0.1 20.4

Заболочен- 17.8 12.5 2.0 86.0

ность, %

При продвижении с севера на юг не обнаружено закономерной [1] смены альгофлор, что можно объяснить выровненностью климата и гидрологического режима благодаря влиянию трех крупных водоемов (Онежского и Ладожского озер и Белого моря) и многочисленных более мелких озер. Вторая причина отсутствия четкой географической (климатической) зональности - заболоченность водосборов большинства рек и азональное распространение болот на исследованной территории. Следствие высокой заболоченности и озерности водосборов рек - специфичность экологической структуры фитоперифитона. На фоне общего доминирования евперифитонных видов в альгоцено-зах разнообразно представлены планктонные, а наряду с индифферентными по отношению к рН -ацидофильные формы (табл. 2). Все это указывает на заметный вклад аллохтонных (болотного и озерного) комплексов в формирование фитоперифитона малых рек.

Влияние заболоченности водосборов на структуру фитоперифитона. Ацидофильные виды, доминирующие в фитоперифитоне, несмотря на высокую экологическую специализацию, в большинстве своем относятся к широко распространенным и космополитам, что заметно снижает географическую специфичность альгофлоры отдельных водотоков. При обработке данных с помощью кластерного анализа выделяется группа рек со сходной заболоченностью и озерностью водосборов, а также сходным составом аллохтонного комплекса видов. Наиболее четко это обнаруживается при сравнении перифитона рек, относящихся к одной климатической зоне. Примером могут слу-

■(7.0) -

-(1.6)-

■(11.1)-

-(12.1) (17.4)

-(10.9) -

- (2.5) ■

- (4.2) ■

[56.0]

[86.0]

6

8

Рис. 1. Дендрограмма сходства фитоперифитона рек Карельского побережья Белого моря: цифры в круглых скобках - озерность водосборов рек, %, в квадратных - заболоченность, %; по оси ординат - реки: 1 -Шуя (Беломорская), 2 - Летняя (Беломорская), 3 -Поньгома, 4 - Кузема, 5 - Кереть, 6 - Пулоньга (Беломорская), 7 - Ундукса, 8 - Хлебная, по оси абсцисс - евклидово расстояние.

жить реки Карельского побережья Белого моря (рис. 1).

Особенность многих исследованных водотоков - очень высокое даже для Карелии содержание органических веществ природного происхождения (фулевые и гуминовые кислоты). Цветность часто достигает 630 град., перманганатная окис-ляемость - 39 мг Ог/л, что обусловлено высокой заболоченностью водосборов. Сходство химического состава вод определяет таксономическую однородность группировок водорослей. Набор руководящих форм и выявленных комплексов почти идентичен во всех водотоках, сходно и соотношение экологических групп водорослей. Обращает на себя внимание разнообразие ацидофильных, а также широко распространенных видов, что можно объяснить поступлением с заболоченных водосборов кислых низкопродуктивных вод. Комплекс, включающий Tabellaría flocculosa (Roth.)

Таблица 2. Относительная численность (%) фитоперифитона различных экологических групп

Экологическая группа Среднее Медиана Минимум Максимум

По местообитанию: эвперифитонные 85.5 86.9 37.3 100.0

бентосные 2.8 0.9 0.0 48.7

планктонные 11.6 9.8 0.0 42.4

По отношению к pH: алкалифилы 19.1 10.3 0.0 98.9

ацидофилы 37.3 34.9 0.0 87.6

индифференты 43.6 45.2 1.0 98.8

мг/м2

• % • ф •

m ф Ф

ф ф

и»

• •

60

65

70

град с.ш.

%

40

20

%

Рис. 2. Изменение средних значений биомассы (ось ординат) фитоперифитона исследованных рек.

Kütz., Frustulia rhomboïdes (Ehr.) D.T. и Eunotia spp., - определяющий для альгофлоры расположенных здесь водотоков, что подчеркивает однородность альгофлоры. Распространение многих видов в исследованных водоемах ограничено, что заметно нивелирует различия в структуре альгоценозов. В этих условиях выделяются две группы рек, различия структуры фитоперифитона в которых определяются озерностью и заболоченностью водосборов (рис. 1). Планктонные и бентос-ные формы не играют большой роли в формировании суммарной биомассы фитоперифитона, но их постоянное присутствие определяет таксономическую специфичность альгоценозов обрастаний.

Увеличение содержания взвешенного органического вещества и рост цветности воды в реках с высокой заболоченностью водосборов приводит не только к изменениям таксономической и экологической структуры альгоценозов, но и к снижению освещенности [8]. Как результат, в водоемах, расположенных между 64° и 66° с.ш., отмечено снижение средних значений биомассы, что объясняется высокой заболоченностью расположенной здесь Прибеломорской низменности (рис. 2).

Возможно, что увеличение цветности приводит не только к уменьшению освещенности, но и к изменению спектрального состава света. Гуминизи-рованные воды преимущественно поглощают коротковолновую часть спектра [11], в результате снижается эффективность использования света зелеными и синезелеными водорослями, обилие которых уменьшается. Большее распространение при этом получают красные водоросли, в первую очередь из рода Batrachospermum Roth, требова-

65

60

Рис. 3. Зависимость числа планктонных форм (ось ординат) в фитоперифитоне от озерности (ось абсцисс) и географического положения водосборов (ось аппликат).

тельные к наличию достигающего дна красного света [19].

Влияние озерности водосборов на структуру фитоперифитона. Наиболее заметные изменения в пространственной структуре фитоперифитона в реках Восточной Фенноскандии связаны с наличием озер, которые регулируют термический режим и расход воды, оказывая влияние на состав и обилие видов-иммигрантов.

Увеличение планктонных и донных форм в пе-рифитоне отмечено в реках с более сложной структурой: озерностью, числом притоков, частотой чередования плесовых и порожистых участков [12]. Особенно заметное влияние увеличения озерности на формирование структуры речного фитоперифитона наблюдается в южной части исследованной территории (рис. 3), где расположены высоко-трофные проточные озера с более высоким разнообразием и обилием водорослей.

Особый интерес при анализе пространственной динамики перифитона в реках представляют зоны экотонов, сочетающие лотические и лентические условия. В обрастан

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.

Показать целиком