|
 |
|
«Экологическая физиология водных фототрофов» I Сабининские чтения 15 ноября - 29 декабря 2012 г. Оценка экологического качества воды реки Москвы по состоянию фитопланктона
Фролова Г. И. Galina I. Frolova
[581.526.325.2 + 556.531.5: 556.114] (282.247.412.2)
Произведена оценка качества воды реки Москвы методом биоиндикации на примере фитопланктона на участке Строгино-Коломенское и выше г. Москвы в районе г. Звенигорода. Исследован таксономический состав и проведен сравнительный анализ альгоценозов на разных участках реки Москвы. Дана оценка количественных характеристик речного фитопланктона. Фитопланктонное сообщество рассмотрено во взаимосвязи с основными химическими компонентами речной экосистемы. Ключевые слова: фитопланктон; таксономический состав; биомасса; количественные характеристики фитопланктона; сапробность.
В период наступления человека на природу, увеличение масштабов городов, роста количества транспорта и промышленных объектов, возникает проблема сохранения водных объектов и качества воды в них, а также их биоты. Экологическое состояние любой территории может быть оценено путем изучения качества воды ее водоемов, на формирование которого оказывают как многие элементы природной среды, так и антропогенные факторы (Белякова, Тумбинская, 1997; Ганьшина, Смирнов, 1982; Охапкин, 1998, 2001; Охапкин, Юлова, 1996; Первакова, 1972). Возросшие масштабы хозяйственной деятельности в бассейнах водных объектов вызывают изменения состояния поверхностных и подземных вод, причем, как правило, негативные последствия таких воздействий на малых и средних водотоках и водоёмах проявляются быстрее и острее (Охапкин, 1998, 2001; Охапкин, Юлова, 1996). Цель нашей работы – оценить качество воды реки Москвы на участке Строгино-Коломенское (территория города Москвы) методом биоиндикации на примере изменения состояния фитопланктона в период 2008-2009 гг., а также провести альгологические исследования реки выше города Москвы в районе города Звенигорода. В задачи входило: исследовать таксономический состав майских, июльских и сентябрьских альгоценозов шести станций реки Москвы в 2008 году и семи станций в 2009 году; провести их сравнительный анализ, охарактеризовать особенности экологии фитопланктона, оценить количественные характеристики речного фитопланктона, определить качество воды по фитопланктону, рассмотреть фитопланктонное сообщество во взаимосвязи с основными химическими компонентами речной экосистемы. Исследования мы проводили весной (в мае), летом (в августе) и осенью (в сентябре). Пробы на реке в 2008 году отбирали на шести станциях в черте города Москвы, в 2009 году добавили еще одну станцию выше города Москвы, в районе города Звенигорода (рис. 1). Станции отбора проб привязаны к гидрохимическим створам наблюдений Московского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
Рис. 1. Станции отбора проб:
За период наблюдений в реке Москве было отобрано 39 проб фитопланктона. В пробах были выявлены 56 таксономических единиц фитопланктона, из которых более 50% составляют диатомовые водоросли, что не противоречит данным других авторов (Белякова, Тумбинская, 1997). Таксономический состав, эколого-географическая характеристика и встречаемость на станциях представлены в Приложении. Среди встреченных водорослей были представители 4-х отделов: диатомовых, зеленых, синезеленых, эвгленовых, 37 – виды-индикаторы органического загрязнения. В основном, это водоросли β и o-β сапробной ориентации (Унифицированные методы исследования…, 1975; Унифицированные методы…, 1977). На протяжении наблюдений по видовому разнообразию и биомассе в воде реки доминировали диатомовые водоросли. В мае месяце – представители родов Aulacosira, Nitzscia, Navicula и Stephanodiscus, в августе – представители родов Aulacosira, Nitzscia, Stephanodiscus, в сентябре – Navicula, Aulacosira и Stephanodiscus. Летом субдоминантами по видовому разнообразию и численности отмечались зеленые (представители родов Scenedesmus, Pediastrum) и синезеленые (чаще всего Aphanizomenon flos-aquae). 5 видов водорослей были встречены на всех 6-ти станциях. Основу флористического списка водорослей создают космополиты (71% видов с известными данными по географическому распространению), пресноводные формы (индифференты – 59%). Отношение к pH среды известно для 25 таксонов, из которых 37% - алкалифилы и 24% - индифференты (Охапкин, 1998; Унифицированные методы исследования…, 1977). За период наблюдений общая численность фитопланктона в реке изменялась от 40 до 10126 тыс. кл/л, биомасса – от 0,1 до 4,8 мг/л. По биомассе трофность водотока определялась от олиготрофного до политрофного (Охапкин, 1998). Высокие значения общей численности и биомассы весной и летом были обусловлены крупноклеточными диатомовыми водорослями, а биомассы – большим количеством летом зеленых водорослей, летом и осенью – синезеленых, хотя «цветения» воды отмечено не было. Максимальное количество видов – от 29 до 33 – определялось в пробах реки Москвы в районе г. Звенигорода, минимальное – 5-6 видов – на участке реки, протекающей по центру города. За период наблюдений общая численность фитопланктона и его биомасса коррелировали между собой с коэффициентом корреляции r=0,78 (Рис. 2).
Рис. 2. Изменение общей численности фитопланктона на станциях.
Величины индексов сапробности для каждой пробы (таблица 1) свидетельствуют о соответствии воды III –IV классам качества (вода умеренно загрязненная – загрязненная) (Гусева, 1956; Унифицированные методы исследования…, 1975; Унифицированные методы…, 1977).
Таблица 1. Изменение индексов сапробности в реке Москве
Наиболее загрязненной отмечена станция 5 (р. Москва, Нагатинский мост), где среди массовых отмечались α-β и α-мезосапробы. По данным Московского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в воде исследуемых станций концентрации азота аммонийного и нефтепродуктов стабильно превышали рыбохозяйственные ПДК. Основными факторами развития фитопланктона являются элементы питания – биогены – фосфор, азот, кремний (Охапкин, 2001; Охапкин, Юлова, 1996). Нами отмечена положительная достоверная связь между концентрациями азота аммонийного и биомассой: (r = 0,71), а также содержанием общего фосфора и биомассой (r = 0,52), содержанием кремния и биомассой (r = 0,52). Между железом и биомассой также установлена положительная связь (r = 0,54) (данные по гидрохимии предоставлены Московским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Корреляционная связь биомассы и содержания химических веществ описывается прямой линией или экспоненциальной кривой (рис. 3, 4, 5, 6). Рис. 3. Соотношение общей биомассы и содержания азота аммонийного в воде реки
Рис. 4. Соотношение общей биомассы и содержания фосфатов в воде реки.
Рис. 5. Соотношение общей биомассы и содержания кремния в воде реки.
Рис. 6. Соотношение общей биомассы и содержания железа в воде реки.
Ингибирующее действие на фитопланктон оказывали нефтепродукты. Между биомассой фитопланктонных организмов и содержанием нефтепродуктов установлена отрицательная линейная зависимость (r = -0,52), (рис.7).
Рис. 7. Соотношение общей биомассы и содержания нефтепродуктов в воде реки
По результатам исследования были выявлено 56 таксономических единиц фитопланктона из четырех отделов (диатомовые, зеленые, синезеленые, эвгленовые) с преобладанием диатомовых; при этом 37 таксономических единиц – виды-индикаторы органического загрязнения. Максимальное количество видов (29-33) определялось в пробах реки Москвы в районе г. Звенигорода, минимальное (5-6) – на участке реки, протекающей по центру г. Москвы. Показано, что основу флористического списка водорослей создают космополиты. Отмечена положительная достоверная связь между концентрациями аммонийного азота, общего фосфора, содержанием кремния и железа – и биомассой фитопланктона. Наблюдалось ингибирующее действие нефтепродуктов на общую биомассу фитопланктонных организмов.
Приложение Таксономический состав фитопланктона исследуемого участка реки Москвы
Примечание: для эколого-географических характеристик видов и внутривидовых таксонов приняты следующие обозначения: 1 – сапробность: X – ксеносапробный, 0 – олигосапробный, m – мезосапробный, β – β–мезосапробный, α – α–мезосапробный, p – полисапробный; 2 – местообитание: П – планктонный, О – обитатель обрастаний, Б – бентосный, Л – литоральный, Э – эпибионтный; 3 – распространение: к – космополитный, а – альпийский, с-а – северо-альпийский, б – бореальный, ст – субтропический, = - вид малоизученный в биографическом отношении; 4 – галобность: Мг – мезогалоб, Ог – олигогалоб, Гб – галофоб, И – индифферент, Гл – галофил; 5 – отношение к pH: Ал – алкафил+алкабионт, Ин – индифферент, Ац – ацидофил+ацидобионт.
Список литературы 1. Белякова Г.А., Тумбинская Л.В. Фитоопланктон реки Москвы на участке от Коломенского до Бесед. М., 1997. С. 78–93. 2. Ганьшина Л.А., Смирнов Н.С. Количественное изучение фитопланктона реки Москвы // Биологические науки. 1982. №3. С. 63–68. 3. Гусева К.А. Методы эколого-флористического исследования водорослей // Жизнь пресных вод СССР. М.- Л., 1956. Т.4. №1. С. 122–159. 4. Охапкин А.Г. Видовой состав фитопланктона как показатель условий существования в водотоках разного типа // Ботан. журн. 1998. Т. 83. №9. С. 1–13. 5. Охапкин А.Г. Структура и сукцессия речного фитопланктона // Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные проблемы: тез. докл. 2001. С. 155. 6. Охапкин А.Г., Юлова Г.А. Эколого-флористические особенности фитопланктона эвтрофированных водотоков системы Средней Волги // Эколого-физиологические исследования водорослей. Ярославль, 1996. С. 77-79. 7. Первакова Т.П. Оценка санитарного состояния реки Москвы по многолетним наблюдениям // Процессы загрязнения и самоочищения реки Москвы. М.: Стройиздат, 1972. С. 96-103. 8. Унифицированные методы исследования качества вод. Ч. 3. Методы биологического анализа вод. М., 1975. 176с. 9. Унифицированные методы исследования качества вод. Атлас сапробных организмов. М., 1977. 227 с. опубликовано - декабрь 2012 г.
Estimation of the Moscow river water ecological quality according to phytoplankton charateristics Galina I. Frolova Evaluated with bioindication method was the quality of the Moscow river water by the example of phytoplankton. The study was carried out in the Strogino and Kolomenskoye Moscow city districts as well as outside the city in upstream flow of the Moscow river near Zvenigorod. Algacenosis taxonomic structure and its comparative analysis at different sections of the Moscow river were evaluated. Quantitative characteristics of the river phytoplankton were estimated. Phytoplankton community was examined in its interconnection with basic chemical components of the river ecosystem. Key words: phytoplankton; taxonomical structure; biomass; phytoplankton quantitative characteristics; saprobity.
Об авторе Фролова Галина Ивановна - Frolova Galina Ivanovna кандидат биологических наук gfrolova@yandex.ru Корреспондентский адрес: Россия, г. Москва, ул. Одесская, д. 12А; тел. (495) 318-00-03
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Фролова Г.И. Оценка экологического качества воды реки Москвы по состоянию фитопланктона // Вопросы современной альгологии. 2012. № 2 (2). URL: http://algology.ru/125
|
|
|
 | | ||
|
| ||
