Фитопланктон как показатель
экологического состояния и качества воды двух небольших озер
Авторы: Ирдименьев Алексей (11 класс),
Буров Павел (11 класс), Детско-юношеская
экологическая организация “Зеленый Парус”
Научный руководитель: зав. кафедрой ботаники
ННГУ д.б.н. Охапкин А.Г.
г. Нижний Новгород
Введение
В настоящее время
проблема загрязнения пресноводных озер особенно актуальна, т.к. они являются
одними из источников чистой воды. Озера, оказавшиеся в городской черте, имеют
большую эстетическую и рекреационную ценность и подвержены сильному
рекреационному и промышленному воздействию. Это воздействие ощущается на всех
компонентах экосистемы озер, прежде всего на составе и соотношении количеств
различных видов растений и животных, обитающих в толще воды и на дне. Многие
водные организмы являются хорошими индикаторами условий обитания, поэтому,
изучив состав и динамику обилия таких видов-индикаторов, можно оценить по их
наличию и количественному развитию качество воды водоема и его экологическое
состояние. Для этих целей были выбраны два озера: одно из них расположено в
условиях крупного городского микрорайона г. Нижнего Новгорода – оз. Мещерское,
другое - расположено на территории Керженского заповедника и почти не
подвержено влиянию антропогенных факторов - оз. Круглое.
Среди всех
экологических группировок, развивающихся в водоемах, особое место принадлежит
сообществу микроскопических водных растений, развивающихся в толще воды –
фитопланктону. Являясь продуцентами органического вещества, водоросли выделяют
кислород при фотосинтезе, а при избыточном своем развитии вызывают “цветение”
воды и ухудшение ее качества. Многие виды водорослей являются биологическими
индикаторами, например, показателями содержания органических веществ в воде
(сапробности). Поэтому мы и выбрали фитопланктон как индикатор качества воды.
Целью настоящей работы
является анализ состава и обилия фитопланктона двух небольших озер,
расположенных на территории с разным уровнем антропогенной нагрузки, а также
оценка их экологического состояния и качества воды по индикаторным видам.
Материалы и методы исследования
Материалом для данной работы послужили пробы фитопланктона, отобранные на оз. Мещерском в июне - сентябре 1997 г. и в июне – июле 2000 г., а также на оз. Круглом с мая по сентябрь 1998 г. в прибрежно-мелководной зоне и в районе максимальных глубин. Отобрано 18 проб на оз. Мещерском и 13 проб на оз. Круглом. Пробы воды отбирались с поверхностного горизонта и фиксировались иодно-формалиновым фиксатором. Концентрация проб воды в 1997 – 1998 гг. осуществлялась методом фильтрации через мембранные фильтры, а в 2000г. – методом отстаивания. Определение водорослей проводили на влажных препаратах под микроскопом МБИ-3 при увеличении в 600 раз с помощью “Определителя низших растений”, том 1 и том 2 (Курсанов и др., 1953), а также с помощью пособия “Пресноводные водоросли Украинской ССР” (Топачевский, Масюк, 1984). Обилие видов видов оценивали по видоизмененной шкале Стармаха:
1 - очень редко,
водоросли присутствуют не в каждом препарате;
2 - единично, 1 - 6
экземпляров в препарате;
3 - мало, 7 - 16
экземпляров в препарате;
5 – порядочно
(среднее) - 17-30 экземпляров;
7 - много, 31 - 50
экземпляров в препарате;
9 - очень много -
абсолютное преобладание, более 50 экземпляров в препарате (Экологический
мониторинг ,1995).
Кроме того, определяли
частоту встречаемости каждого вида водорослей (% проб, в которых был отмечен
данный вид). Степень “цветения” воды оценивалась по суммарному обилию всех
видов в каждой пробе. Качество воды оценивалось по характеристике сапробности с
использованием индикаторных видов фитопланктона. Значение сапробности каждого
вида брали из “Унифицированных методов исследования качества вод” часть 3
(1977).
Результаты и их обсуждение
В результате
исследования фитопланктона озер Мещерское и Круглое было обнаружено 64 вида
водорослей с преобладанием диатомовых (20 видов, 31,3%), зеленых (19 видов,
29,7%), золотистых (6 видов, 9,4%), синезеленых (6 видов, 9,4%) и динофитовых
(5 видов, 8%) (табл. 1). В связи с большей степенью эвтрофикации, видовой
состав фитопланктона в оз. Мещерского значительно богаче (56 видов) , чем
видовой состав оз. Круглого (23 вида). В оз. Мещерском по числу видов четко
преобладали диатомовые и зеленые водоросли, в оз. Круглом, находящемся в
заповедной зоне, преобладали золотистые, диатомовые, динофитовые и зеленые (4-5
видов) (табл. 1). Виды с максимальной встречаемостью, развивающиеся в оз.
Мещерском (Melosira granulata, Anabaena sheremetievi, A. spiroides ), часто вызывают “цветение” в водоемах, богатых биогенными веществами
т.е. в эвтрофных водоемах. В оз. Круглом к видам с наибольшей встречаемостью
необходимо отнести Ceratium hirundinela (69%) (Dinophyta), а также олигосапробные виды золотистых и
динофитовых водорослей, развивающиеся в чистых и малозагрязненных водах, не
подверженных заметному антропогенному воздействию.
В пелагической зоне
обоих озер количество видов заметно больше, чем в прибрежно – мелководной
(табл. 1), что можно объяснить конкуренцией за свет и биогенные вещества
фитопланктона и высших растений, обильно развивающихся в литоральной зоне обоих
озер. Среди обнаруженных водорослей в обоих озерах преобладали планктонные виды
(46 - оз. Мещерское, 17- оз. Круглое). Бентосных видов, обитателей обрастаний
различных субстратов, а также форм, приуроченных к мелководным биотопам,
значительно меньше ( табл. 2).
Динамика обилия
фитопланктона в обоих озерах имела вид одновершинной кривой с максимумом либо в
конце весны либо в начале лета (оз.Круглое) или в середине лета (оз.Мещерское)
(рис. 1). Весенний подъем обилия фитопланктона в оз.Круглое вызван, в основном,
развитием золотистых и диатомовых водорослей – обитателей олиготрофных и
мезотрофных вод. В оз.Мещерском в середине лета наблюдалось “цветение” воды
синезелеными и диатомовами водорослями, что характерно для эвтрофных вод. В
целом по величине и динамике обилия, а также по преобладающим группам фитопланктона
оз Круглое можно считать олиготрофным, поскольку оно находиться в лесной зоне и
не подвергется действию антропогенных факторов. Оз.Мещерское находится в
городской черте и по альгологическим показателям его можно отнести к озерам со
средней и высокой продуктивностью.
Из 64 видов обнаруженных в толще воды 41 вид является сапробности с преобладанием b - мезосапробных видов (табл. 3). Но в оз. Круглом большинство видов индикаторов сапробности относятся к олигосапробной зоне (30,8%) и к промежуточной зоне между олигосоапрбной и b-мезосапробной (23,1%). В оз. Мещерском доля видв индикаторов чистых вод значительно меньше чем в оз. Круглом, что говорит о лучшем качестве воды в этом озере.
Выводы
1. Всего в фитопланктоне обоих озер обнаружено 64 вида водорослей, с преобладанием диатомовых - Bacillariophyta (20) и зеленых - Chlorophyta (19) .
2. Среди обнаруженных водорослей в обоих озерах преобладали планктонные виды (46 – оз. Мещерское, 17 – оз. Круглое). Бентосных видов, обитателей различных субстратов, а также форм, приуроченных к мелководным биотопам, значительно меньше.
3. В фитопланктоне оз. Мещерское с начала июня по начало сентября преобладали виды рода Nitzschia, Melosira italica (диатомовые), Gleotila pelagica (зеленые), Anabaena spiroides, Anabaena scheremetievi (сине-зеленые), Ceratium hirundinella и виды рода Glenodinium (пирофитовые). Максимальное развитие водорослей было отмечено в конце лета и составило 60 баллов. В оз. Круглом преобладали виды рода Synedra, (диатомовые), Ceratium hirundinella (динофитовые), Dinobryon divergens, D. sertularia (золотистые). Максимальное обилие (41 балл) отмечено в конце весны-начале лета.
4. Состав и динамика фитопланктона, а также оценка его обилия характеризуют оз. Мещерское как водоем средней и высокой продуктивности, а оз. Круглое - как олиготрофный, малопродуктивный водоем.
5. Сапробиологический анализ показал, что оз. Мещерское характеризуется как b-мезосапробный водоем со средней степенью загрязнения воды органическими веществами. А оз. Круглое, находящееся в заповедной зоне, относится олигосапробным, почти чистым водоемам.
Приложение
Рис. 1 Динамика обилия фитопланктона на изученных биотопах
а
б
в г