Влияние загрязнения на водоросли литорали
Кий острова Белого моря

Авторы: Лобанова Антонина, Хейнонен Влад, молодежный экологический клуб «Терра Инкогнита»

Научный руководитель: Прохорова И.Ф.

Архангельск

Данные для этой работы я собирала во время летней экспедиции на Белое море нашего экологического клуба «Терра Инкогнита». Каждый год наш клуб бывает летом на островах Белого моря. Особенность Кий острова - большая посещаемость (летом в доме отдыха бывает до 1000 человек) и самое фантастическое на острове – это «дно моря». Высота прилива – 3 метра. Это чудо – когда идешь по «дну моря», а под ногами лопаются с громким треском пузыри водорослей. По «дну моря» гуляют все отдыхающие и едят свеженькие, похожие на виноград, а по вкусу на огурчики, рецептакулы - органы воспроизводства водорослей. Население Архангельской области уверено, что водоросли очень полезны и помогают от всех болезней.

ИЗУЧЕННОСТЬ И ПРОБЛЕМА ВОДОРОСЛЕЙ БЕЛОГО МОРЯ

Белое море – полузамкнутый бассейн, переходный от моря к океану, где доля фитобентоса в продуцировании органического вещества оказалась более значительной, чем фитопланктона. Пояс прибрежной растительности является естественной преградой для разрушающего действия штормов [3].

С 1 га водорослевого поля можно собрать столько белковых веществ, сколько его получают с 25 га пшеничного или с 10 га картофельного поля [7].

Изучая литературу, я обратила внимание, что объектом изучения учеными в Белом море являются, в основном, ламинарии – они содержат больше пектинов, йода, азота, маннита, альгнатов. Из 191 вида водорослей можно применять только 7, но по-настоящему только ламинарии (2 вида) и анфельция пользуются промышленным спросом. В последние годы количество ламинарии в Белом море значительно уменьшилось. Во-первых, продукты из водорослей стали популярной пищевой добавкой в России. Во-вторых, - старые способы добывания водоросли -драгами (орудия, похожими на грабли), во время которых нарушается основа развития водорослей – каменистый грунт. Только в Онежском заливе ежегодно вывозится со дна моря до 300 т камней. При выкашивании же косами (другой метод добычи) остаются столбики ламинарий, которые со временем становятся субстратом для нитчатых водорослей.

Кроме ламинарии в Белом море в большом количестве есть фукусы, которые добывать значительно легче. Они растут в литоральной (осушенной) и в верхней сублиторальной зонах. Фукоиды по химическому составу уступают ламинарии, но из-за простоты добычи могут дополнить рацион населения. На Севере не растут ананасы, да и картошка плохо растет, а тут такая возможность – продукт достаточно пока чистого Белого моря. К тому же фукусы являются естественными очистителями воды.

Белое море – не Черное. Процессы самоочищения, на которые в Черном море требуется год, в Белом море потребуется 50 лет [1]. Необходимо привлекать внимание общественности к оскудению запасов моря, пока не стало слишком поздно.

Исследования донной флоры Белого моря насчитывают более 200 лет. Их вели в нескольких направлениях:

1. Флористическое. К началу ХХ века список альгофлоры Русского Севера насчитывал 76 видов. В конце ХХ века было обнаружено и определено уже около 200 видов (в 1972 году насчитывалось -191 вид [1], по данным на 1986 год – 183 вида [3]). Совершенно точно, что уменьшается и биомасса растений (примерно к 1980 году биомасса уменьшилась в 5 раз) [3]. Вместо промысловых водорослей развиваются такие как нитчатые, энтероморфы, церамиум.

2. Распределение морской растительности. Н. М. Книпович (1891) выделил три зоны в бассейне моря: литоральную (или фукусовую), сублиторальную (ламинарий и багрянок), глубоководную.

3. Изучение запасов донных макрофитов в связи с запросами йодной, водорослевой промышленности и их искусственное разведение [3].

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Исследования проводили в июле-августе 2000 года на Кий острове расположенным в Онежской губе Белого моря.

Цели исследований: 1) анализ видового состава литорали; 2) сравнение двух участков с разным уровнем загрязнения.

Мы определяли возраст фукоидов, биомассу и площадь покрытия, длину растений, их численность, число рецептакулов по общепринятым методикам (Институт океанологии им. Ширшова, Возжинской, 1977; Максимовой, 1980; Хайлов, 1983, 1985), видовой состав - по определителям (Зинова, 1953).

Оба изучаемых участка сходны по условиям. Они не являются прибойными, по составу грунта - каменистые с небольшим заилением. Вблизи участка №2 сбрасывались сточные воды от столовой Дома отдыха. По составу сточные воды представляли собой смесь остатков пищи и моющихся веществ. Исследования на этом участке проводились на расстоянии 200 метров от места стока.

Ежедневно проводились замеры температуры воды, воздуха и рН.

Для сравнительного анализа участков с разной загрязненностью было составлено 36 рабочих карт исследования 36 площадок 6 разрезов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Видовой состав альгофлоры. Фитоассоциации

Всего было найдено и определено 14 видов, помещено в гербарий 8. Основные (доминирующие) виды литорали Кий острова.

1. Пельвеция.

2. Fucus distichus (Фукус двурядный).

3. Fucus vesiculosus (Фукус пузырчатый).

4. Fucus serratus (Фукус зубчатый).

5. Ascophillum (Аскофиллум).

Всего на двух участках было отмечено 11 видов ассоциаций. На верхне литорали отмечено 3 ассоциации, на средней – 4, на нижней – 4 (табл. 1, 2).

Вертикальная структура макрофитов литорали

Отмечено три зоны литорали, которые отличаются тем, что разное время находятся на воздухе во время отлива. В связи с этим, водоросли на этих зонах имеют разную приспособленность к отсутствию воды и представляют собой разные виды.

Так в нижней части литорали доминирует аскофиллум и (Fucus serratus), в средней части – Fucus distichus и Fucus vesiculosus, в верхней – пельвеция и Fucus distichus (табл. 2).

Возрастная структура макрофитов литорали.

1. Были найдены фукусы в возрасте от 2 до 8 лет.

2. По численности преобладают проростки 1-2 лет, по массе взрослые растения 4-6 лет.

3. Рецептакулы появляются у водорослей 3-4 летнего возраста.

4. Среди проростков были найдены проростки «Сеголетки»[1] аскофиллума, так как его рецептакулы в августа уже опали.

5. Число рецептакул зависит от возраста. Больше рецептакул у 3-4 летнего возраста у фукуса пузырчатого. В зависимости от вида на одно взрослое растение может приходиться от 56 до 360 рецептакулов.

6. Первыми созревают аскофиллумы, к концу экспедиции у них уже не

7. было рецептакулов, а на рецептакулы Fucus vesiculosus только начали опадать (табл. 3, 4).

Сравнительный анализ двух участков литорали

На участке N2 3 раза в день происходил сброс бытовые сточные воды, состоящие из смеси пищи и моющих средств (отходы столовой). От трубы исходил неприятный запах гниения. Ближайшие камни покрыты налетом, на дне сероватый ил, местами - налет сапрофитных грибов. В заливах серый полужидкий ил, с вкраплениями, вдоль подводных кос – отмелей не растут сеголетки. Здесь доминируют нитчатка и другие не используемые виды водорослей (табл.1).

В ассоциациях и в видовом составе двух участков наблюдается различие. Загрязнение увеличивает видовой состав водорослей, но уменьшает биомассу, площадь покрытия фукусов, их число по всем возрастам, длину и число рецептакулов (табл. 1, 2, 3, 4). На загрязненном участке температура воды выше, а значения рН меньше (соответственно 15 ⁰ С и 14 ⁰ С, 9.5 и 8.5).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Сравнительный анализ двух участков показал, что загрязнение отрицательно влияет на альгофлору литорали Кий острова Белого моря (прослеживается увеличение некоторых видов, уменьшается масса промысловых растений, их длина, число рецептакулов и соответственно площадь покрытия дна).

Самый продуктивный возраст для заготовки водорослей – 4-6 лет, но лучше всего проводить сбор фукусов через 4-5 лет, так как это время требуется для возобновления популяции и максимального прироста биомассы. Необходимо изучать влияние выкашивания фукусов на дальнейшее восстановление популяции. Лучшие время заготовки для фукусов - конец августа.

В естественных зарослях многолетних макрофитов средняя возрастная группа доминирует по массе, по численности она уступает молодым.

Список литературы

1. «Арктика – мой дом» Полярная энциклопедия школьника. М.: Детская литература, 1998. 200с.

2. Водоросли Белого моря и их промышленное использование. (Под редакцией Милоградова П. В.) - Архангельск: Арх. обл. изд-во,1938. 121с.

3. Возжинская В.Б. Донные макроофиты Белого моря. – М.: Наука, 1986

4. Горбунова Н.П. Альгология. Учеб. пособие для ВУЗов М.: Высш. школа, 1991

5. Жизнь растений. В 6-ти томах. (Т.3. Водоросли. Лишайники.) М.: Просвещение, 1997.

6. Зеленая книга Архангельской области //Межвуз. сб. научн. тр. 1992.

7. Казьмин В. Д. Морские сокровища. М.: Пищевая пром-сть, 1972

Приложения

Описание основных видов алигофоры литорали Кий острова Белого моря

1. Пельвеция (кустики до 12 см) светло - желтого цвета из верхней зоны.

2. Fucus distichus (Фукус двурядный). У них удлиненная форма рецептакул. Мелкие кустики до 20 см, на талломе жилка, листовая часть слабо развита, разрушается. Листовая часть есть только около рецептакул. Рецептакулы – 2 х 8 мм с игольчатой вершиной. В ваннах (заполненные водой углубления в породах амфиболитов) и в зоне верхней литорали. Та же водоросль встречается в средней зоне, но она до 35 см с самыми крупными рецептакулами, опадающими к осени.

3. Fucus vesiculosus (Фукус пузырчатый). От 10 до 80 см. Ветвление обильное, дихотомическое. Листовая пластинка до 7 мм с пузырями в начале каждого разветвления. Рецептакулы крупные, тяжелые, яйцевидные, сброс их в июле. Это форма господствует в средней лиорали.

4. Fucus serratus (Фукус зубчатый). Кусты крупные, разветвленные. Листо-

вая пластинка с зубчатым краем до 1,3 см, много криптосом. Пузырей нет, ре

цептакулы крошечные. Из нижней сублиторали.

5. Ascophillum (Аскофиллум). Кусты, разветвленные до 1,5 м темно - оливкового цвета. По всему слоевищу – пузыри. В прибойных местах кусты мелкие, без пузырей. Рецептакулы в виде черешков, на вершине которых вздутия. Сброс – в июне. На слоевище – пеньки от рецептакул. Отпадают дружно после выхода гамет.

Таблица 1

Видовой состав водорослей на участках и их распределение

(в скобках примерное проективное покрытие и биомасса)

Зона	Супралитораль	Верх. литораль	Сред. литораль	Ниж. Литораль
Температура в июле– август С^0	12 - 15	11- 13	10 - 12	9 - 11
УЧАСТОК с бытовыми сбросами	Acrosifonia 40 720	Urospora Ulotrix Rhizoclonium (90 / 100) Enteromorfa (30 / 1200)	Fucus distichus F. vesiculosus (80 / 2600) Pelvetia(60/600) Ascophillum (60 / 7800)	F. vesiculosus F.serratus(80 / 5800) F. distichus Ectocarpus Corallina (60 / 570) Stictyosiphon(40 / 1300)
УЧАСТОК Без загрязнения	Отсутствуют	Urospora Ulotrix Rhizoclonium (90 / 100) Enteromorfa (30 / 1200)	Fucus distichus F. vesiculosus (80 / 2600) Pelvetia(60/600) Ascophillum (61 / 7800)	F. vesiculosus F. serratus (80 / 5800) F. distichus Ectocarpus Corallina(61 / 570)

Таблица2

Описание фитоассоциаций (биоценозов) литорали Кий острова

Литораль	Особенности	Число ярусов	Высота, см	Проективное покрытие, %	Название Ассоциации
1	2	3	4	5	6
Верхняя Литораль	Опресненные Защищенные участки Загрязненные	Один ярус	До 8	40	Acrosifonia
Верхняя литораль	Прибойные неопресненные	Один ярус	2	60	Urospora Ulotrix
Верхняя литораль	Прибойная	Один ярус	1, 5	60	Urospora Rhizoclonium
Средняя литораль	В загрязненных местах	Один ярус	23	60	Enteromorfa
Средняя литораль	Везде	Два яруса	50	80	Fucus distichus+ F. vesiculosus+
1	2	3	4	5	6
Средняя литораль	Защищенные прогреваемые	Два яруса	До 12	50	Pelvetia - Hildenbrandtia
Нижняя литораль	Везде	многоярусные	До 150	80	Ascophillum + F. serratus – нек. виды
Нижняя литораль	Загрязненные Опресненные Защищенные	Два яруса		70	Stictyosiphon
Нижняя	Прибойные	Один ярус	До 45	60	Ectocarpus
литораль	Проточные места	Два яруса		50	Corallina

Таблица3

Результаты исследований по фукусу пузырчатому

Возраст	Средняя длина одного растения, см		Среднее число растений Фукуса на 1 м^2, шт.		Среднее число рецептакул на одном растении, шт.		Средняя масса одного растения, гр.
	Уч. 1	Уч. 2	Уч. 1	Уч. 2	Уч. 1	Уч. 2	Уч. 1	Уч. 2
1-2	2,5	2,3	4800	1130	-	-	2	2
3-4	13	11	560	390	420	180	16	15
5-6	30	26	45	12	408	260	68	60
7-8	44	44	3	6	6	8	166	140

Таблица 4

Аскофиллум, его состояние на двух участках

Возраст	Средняя длина одного растения, см		Среднее число растений аскофиллума на 1 м^2, шт.		Средняя масса одного растения, гр
	Уч. 1	Уч. 2	Уч. 1	Уч. 2	Уч. 1	Уч. 2
1-2	3	2	2500	1200	1,5	1,5
3-4	17	17	200	150	34	40
5-6	30	31	70	35	145	150
7-8	53	61	43	21	320	350
9-12	70	61	12	4	700	650

---

[1] Сеголетки представляют собой более светлые по сравнению со взрослыми «щёточки» на камнях длиной до 1 см. Численность их трудно определить из-за общей подошвы. Она объединяет несколько десятков растений.