Биомониторинг водоёмов по состоянию низших водных растений Республики Беларуси

­ От верхней станции к нижней возрастает количество таксономических групп водорослей и общее число видов в пробах (обычно в лентических (малопроточные воды) условиях жизнедеятельности альгофлора богаче и разнообразнее, чем в лотических (проточные воды).

­ Общая численность зеленых водорослей в процентном отношении, возрастает по станциям от верхней точки до нижней. Эти изменения могут быть связаны с уменьшением скорости течения, изменением морфологии дна и уменьшением глубин водотока, а также с повышением температуры воды.

­ Общая численность пирофитовых водорослей в процентном отношении тоже возрастает, хотя их количественные характеристики незначительны.

­ Учитывая определенную реакцию отдельных видов пирофитовых водорослей на органическое загрязнение в воде, их используют как показательные формы (биоиндикаторы сапробности) при санитарно-биологической оценке вод. Некоторые виды принимают активное участие в процессах самоочищения загрязненных вод, то есть являются активными санитарами.

­ Численность и количество видов эвгленовых водорослей, являющихся показателями органического загрязнения, были незначительны, что, вероятно, связано с отсутствием значительного органического загрязнения этого участка.

­ В пробах фитопланктона преобладали олигосапробы (организмы чистых вод) и в-мезосапробы (организмы слабо загрязненных вод). В пробе №4 на станции 3,5км ниже водоспуска (глубина на середине реки 0,1-0,3м) 21,2% составляли альфа - мезосапробы (водоросли-индикаторы загрязненных вод).

­ Согласно оценки степени загрязнения по индикаторным организмам по методу Пантле и Букка в модификации Сладечека воды исследуемого участка реки относятся ко II классу (достаточно чистые воды) за исключением станции №4, где класс качества вод - III (загрязненные воды, категория - слабо загрязненные воды).

Оценивая таксономическое разнообразие альгофлоры рек Днепр и Припять, следует отметить, что оно различается в указанных водотоках в зависимости от трофического статуса различных участков водотоков и степени изученности (таблица 1). В составе водорослей р. Днепр отмечено более 16% видов и около 14% внутривидовых таксонов, в составе водорослей р. Припять - более 37% видов и около 35% внутривидовых таксонов альгофлоры Беларуси. При этом в альгофлоре обоих водотоков доминируют сине-зеленые, диатомовые и зеленые водоросли, причем среди последних отмечено преобладание протококковых.

В альгофлоре р. Днепр на долю видов синезеленых водорослей приходится 7%, диатомовых - более 41% и зеленых - около 38%. Во все сезоны и на всем протяжении реки на территории Беларуси к доминирующим формам фитопланктона относятся Cyclotella, Melosira, Stephanodiscus, Nitzschia acicularis. В летний период численность водорослей колеблется от 4,5 до 44,0 (в среднем 21,92) млн. кл./л, биомасса - от 1,093 до 63,058 (в среднем 28,351) мг/л.

В альгофлоре р. Припять по сравнению с таковой р. Днепр доля видов сине-зеленых водорослей возрастает и составляет более 15%, а доля видов зеленых и, особенно, диатомовых водорослей снижается и составляет соответственно около 35 и 28%. В летний период численность водорослей колеблется от 9,2 до 21,9 млн. кл./л, биомасса - от 3.240 до 21,580 (в среднем 12,350) мг/л.

Таблица 1.

Таксономическая структура основных отделов альгофлоры рек Днепр и Припять

Государственный ландшафтный заказник "Озеры" был образован в марте 1990г. на территориях природного комплекса Государственного лесного фонда Гродненского, Озерского и Поречского лесничества для сохранения ландшафтного комплекса с редкими видами растений и животных, занесенных в Красную книгу БССР. На территории заказника расположено шесть крупных озер и множество мелких.

Озеро Белое - самое крупное в ландшафтном заказнике "Озеры". Однако альгологические исследования там никогда не проводились. Поэтому изучение видового состава фитопланктона представляет несомненный интерес как первый шаг в детальном изучении всей альгофлоры озера.

Площадь Белого озера составляет 7,1 км2. Его длина - 13 км, а наибольшая ширина - 1,15 км. Склоны котлована крутые, высотой 10 -15 метров, поросшие лесом, на юге разрытые в это озере было обнаружено 104 вида из 7 отделов. Таксономическая структура фитопланктона представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Соотношение между числом видов отделов фитопланктона озера Белое

Самый многочисленный отдел - диатомовые водоросли - представлен 41 видом (39,5 % от общего числа выявленных видов) из 10 семейств, 5 порядков, 2 классов. Чаще других встречались представители родов Nitzschia, Cyclotella, Navicula, Fragillaria.

Второе место по видовому разнообразию принадлежит зеленым водорослям: 25 видов (24 %) из 11 семейств, 6 порядков, 4 классов. Чаще других встречались виды родов Scenedesmus, Tetraedron, Desmidium, Closterium, Ulothrix.

Третьим по количеству выявленных видов является отдел синезеленые водоросли: 20 видов (19,2 %) из 4 семейств, 3 порядков, 2 классов. В больших количествах присутствовали виды родов Oscillatoria, Aphanizomenon, Anabaena.

Отдел эвгленовые водоросли насчитывал 12 видов (11,5 %) из 1 семейства. Встречались виды родов Euglena, Trachelomonas.

Малочисленными были отдел динофитовые водоросли: 3 вида (2,9 %) из 2 семейств, 1 порядка, и отдел желтозеленые водоросли: 2 вида (1,9 %) из 1семейства.

Отдел криптофитовые представлен 1 видом (1 %).

Видовая насыщенность родов, семейств, порядков и классов представлена в таблице 2.

Таблица 2.

Таксономическая структура альгофлоры планктона озера Белое

При сравнении видового состава фитопланктона по месяцам мы выявили определенную динамику, которая отражена на рисунке 2.

Рис. 2. Динамика видового разнообразия водорослей по месяцам

Летом наибольшего видового разнообразия достигали зеленые и синезеленые водоросли. Ближе к осени увеличивается количество холодноводных диатомовых водорослей, количество видов зеленых снижается с 19 (в августе) до 15 (в октябре), а число видов синезеленых остается примерно таким же, как и летом.

Таким образом, было выявлено в озере Белое 104 вида водорослей из 7 отделов с наибольшим видовым богатством диатомовых водорослей (39,5 % от всех выявленных видов). Структура сообщества летнего фитопланктона отличается большим числом видов зеленых и синезеленых водорослей. Осенью увеличилось количество видов диатомовых водорослей, а доля синезеленых в видовом богатстве уменьшилась.

В сообществе планктонных водорослей озер Березинского биосферного заповедника обнаружено 328 таксонов, среди которых: синезеленых - 33, зеленых - 91, диатомовых - 159, динофитовых - 8, криптофитовых - 6, эвгленовых - 10, золотистых - 18, желто-зеленых -3 таксона. Наибольшим видовым разнообразием характеризуются озера Палик - 181 и Домжерицкое -162 таксона. В озерах Манец и Ольшица отмечено по 125, в Плавно - 122 таксона. Наименее разнообразна альгофлора дистрофного озера Пострежского - 27 таксонов.

По уровню развития и характеру сезонной динамики фитопланктона озера Домжерицкое, Ольшица, Манец и Плавно сходны. Это эвтрофные водоемы, имеющие средневегетационную биомассу от 7,3 г/м3 (оз.Ольшица) до 11,0-19,0 г/м3 (оз.Домжерицкое) (таблица). Весенний пик фитопланктона в этих водоемах, равно как и в остальных, обусловлен массовым развитием диатомовых водорослей. В озерах Манец. Плавно, Ольшица на долю диатомовых приходится соответственно 48%, 59%, 94% общей численности и 75%, 63%, 88% общей биомассы водорослей. Чаще всего весенний комплекс доминантов представлен видами Asterionella formosa Hass., Aulacosira ambigua (Grun.) Simonsen и Fragilaria crotonensis Kutz. Летний максимум обусловлен интенсивной вегетацией синезеленых, среди которых во всех озерах в массе развивались Aphanothece clathrata W. et W., Microcystis pulverea (Wood.) Elenk., Lyngbya Ag. sp. и др. Этим водорослям принадлежит ведущее место в средневегетационных показателях численности (87 - 90 %) и биомассы (53 % - 69 %) фитопланктона.

В оз. Домжерицкое наряду с диатомовыми, среди которых преобладала A. ambigua, в значительных количествах присутствовали синезеленые из родов Lyngbia и Oscillatoria. С середины мая до середины октября ведущее место по численности и биомассе занимали синезеленые и зеленые водоросли. Относительная биомасса синезеленых в средневегетационной биомассе оз. Домжерицкого достигала 20-80 %, зеленых - около 60 %. Комплекс доминантов на протяжении вегетационного сезона постоянно менялся, в него входили Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs, Oscillatoria limnetica Lemm., Gomphosphaeria lacustris Chod., два вида анабены и два вида микроцистиса. Особенностью фитопланктона оз. Домжерицкое, как и оз. Пострежское, является массовое развитие в течение теплого времени года мелкой протококковой водоросли-эндосимбионта простейших.

В планктоне высокопроточного оз. Палик в течение всего периода открытой воды существенную роль играли диатомеи. Если в перечисленных выше озерах вклад этих водорослей в средневегетационные значения общей численности и биомассы фитопланктона не превышал соответственно 8 % и 29 %, то в оз. Палик эти характеристики были на уровне 40%. Наиболее интенсивно развивались Aulacosira granulata и A. formosa. В летний период доминировали криптофитовые Rodomonas pusilla и виды рода Cryptomonas Ehr. и лишь иногда значительного развития достигали Oscillatoria sp. - из синезеленых и несколько видов протококковых. Средневегетационная биомасса фитопланктона в озере низкая -2,7 г/м3 в 1990 г. и 3,2 г/м3 в 1989 г., что характерно для среднеэвтрофных водоемов (таблица 3.).

Таблица 3.

Сезонная динамика численности (числитель, млн. кл/л) и биомассы (знаменатель, г/м3) фитопланктона озер Березинского биосферного заповедника

Характерной особенностью дистрофного оз.Пострежское является массовое развитие с мая по октябрь эндосимбиотической протококковой водоросли, значительное развитие которой ранее отмечалось в небольших водоемах Полесья. Относительная численность этого вида в разные годы исследования составляла 80 - 93 %. В июле - августе 1989 г. количество клеток ее достигало 150 млн. в одном литре, биомасса - около 15 г/м3.

Альгофлора болот, заболоченных водоемов и торфяных карьеров

Было определено 167 видов и разновидностей водорослей, которые принадлежат к 8 отделам: Cyanophyta - 14, Cryptophyta - 1, Chrysophyta - 8, Xanthophyta - 9, Bacillariophyta - 51, Chlorophyta - 64, Euglenophyta - 19, Charophyta - 1. Для двух из исследованных болот, а именно - гипново-осокового и гипново-рогозового, приведены результаты сравнительного анализа альгофлоры.

Видовой состав альгофлоры гипново-осокового и гипново-рогозового болот, который насчитывает 103 вида и разновидности водорослей, существенно отличался как числом найденных видов, так и соотношением систематических групп водорослей. Сравнительный анализ альгофлоры этих болот показал следующее: всего в гипново-осоковом болоте было найдено 73 вида и разновидности из 6 отделов. Наиболее многочисленными оказались диатомовые водоросли - 39 видов и разновидностей, представленные 15 родами. Все выявленные в болоте Bacillariophyta - широко распространенные виды, некоторые - космополиты (Eunotia bilunaris (Ehr.) Mills, E. pectinalis (Dillw.? Kutz.) Rabenh.,Achnanthes hungarica Grun.). Chlorophyta насчитывает 14 видов, которые относятся к 2 классам: 8 видов из трех родов хлорококковых (Scenedesmus Meyen, Pediastrum Meyen, Didymocystis Korsch.), 3 вида конъюгат из родов Pleurotaenium Nag., Staurastrum Meyen, Spirogyra Link, 2 вида из двух родов вольвоксовых (Chlamydomonas Ehr., Pteromonas Seligo); были также найдены стерильные нити Oedogonium sp.

Среди синезеленых водорослей обнаружен вид Spirulina tenuissima Kutz., который по литературным данным (Кондратьєва, 1968), встречается почти исключительно в морских водах, соленых и минеральных водоемах. Кроме того, был найден вид Nostoc edaphicum Kondrat., ранее известный из засоленных почв (Кондратьєва, 1968).

Эвгленовые водоросли болота представлены 7 видами, широко распространенными.

Впервые для исследуемого региона приводятся Goniochloris triradiata Pasch. и Tribonema elegans Pasch. из желтозеленых водорослей. Золотистые водоросли представленные широко распространенным видом - Dinobryon divergens Imhof.

Гипново-рогозовое болото характеризуется меньшим числом видов - 37 видов из 5 отделов. На первом месте - зеленые водоросли (19 видов), среди которых преобладают конъюгаты (виды Micrasterias Ag., Cosmarium Corda ex Ralfs, Staurastrum Meyen и другие - типичные представители болот), далее по числу видов- хлорококковые водоросли (3 вида), по 1 представителю эдогониевых, вольвоксовых и улотриксовых водорослей. Диатомовые, эвгленовые и синезеленые водоросли представлены преимущественно типично болотными широко распространенными видами. Исключение составляют Pinnularia polyonca (Breb.) O.Mull., P. rangoonensis Grun., Oscillatoria acutissima Kuff., Plectonema notatum Schmidle, которые по литературным данным являются редкими видами (Кондратьєва, 1968; Топачевський, Оксіюк, 1960).

Изучение альгофлоры двух болот показало, что гипново-рогозовое болото заселено типичными болотными видами, в то время как гипново-осоковое - широко распространенными видами, которые встречаются и в других водоемах. Общими для обоих болот оказались всего 4 вида: Eunotia bilunaris (Ehr.) Mills, E. pectinalis (Dillw.? Kutz.) Rabenh., Scenedesmus quadricauda Meyen,, Merismopedia punctata Meyen.

Вывод

К настоящему времени в альгофлоре Беларуси установлено [4] 1 832 вида водорослей, а вместе с внутривидовыми таксонами - 2 338 представителей.

Таблица 4.

Таксономический спектр альгофлоры водоемов

Наиболее многочисленными оказались диатомовые (234 вида и разновидности, или 36,8%) и зеленые водоросли (191 вид и разновидность, или 30,0%), которые по числу видов занимают два первых места во всех типах водоемов. Наиболее многочисленной является альгофлора рек - 371 вид и разновидность, или 58,3% общего числа выявленных видов, 42% составляют водоросли озер, 30% - водоросли болот.

Распределение ранговых мест отделов водорослей является абсолютно одинаковым для озер и рек: первое место в обоих случаях принадлежит диатомовым водорослям, второе - зеленым, третье - синезеленым и т.п. Болота и торфяные карьеры имеют несколько другую структуру альгофлоры, так первое место занимают зеленые водоросли (39,5% общего количества видов болот), второе - диатомовые, третье - эвгленовые. Зеленые водоросли представлены 3 классами (Chlorophyceae, Charophyceae, Zygnematophyceae), среди которых виды конъюгат чаще встречаются именно в болотах, торфяных карьерах, и за счет которых зеленые водоросли занимают первую позицию таксономического спектра альгофлоры болот и торфяников. В болотах, в отличие от озер и рек, не были выявлены представители Cryptophyta; только в болоте и торфяном карьере было сделано 2 находки харовых водорослей (Chara fragilis Desv., Nitella syncarpa (Thuill.) Chev. emend. R.D.Wood). Таким образом, альгофлора болот отличается от альгофлоры озер и рек, как по числу найденных видов, так и по распределению видов в отделах, что объясняется специфическими условиями, характерными для болот.

Список литературы

1. Блакiтная кнiга Беларусi: Энцыкл.// Беларус. Энцыкл.; Рэдкал. М.А. Дзiсько i iнш. - Мiнск: БелЭн, 1994. - 415 с.;

2. Методы изучения пресноводного планктона: Методическое руководство. Автор-сост. А.П.Садчиков - М.: Изд-во "Университет и школа", 2003. - 157 с;

3. Михеева Т.М. Методы количественного учета нанофитопланктона (обзор)// Ж-л. "Гидробиология". - Навукова думка, 1989. - Т. 25. - № 4. - С. 3-21;

4. СвиридА.А., СамойленкоВ.М. Педагогический университет им. М. Танка, г.Минск, Беларусь Белорусский государственный университет, г. Минск, Беларусь;

5. Н.С. Прибыловская, С.Т. Кречко, Кафедра ботаники, ГрГУ им. Я.Купалы, Гродно, Беларусь, e-mail: o.sozinov@grsu.by;

6. Жизнь растений Ж.Н., в 6-и томах, том третий;

7. Энцыклопедыя прыроды Беларусi, том первый, с.477;

8. http//redbook.minpriroda.by;

9. В.П. Круковский - Экология и охрана водных ресурсов - Мн.2000

10. Геоэкология Беларуси - Мн. 2006

Страницы: 1, 2