Косова А.Л.¹, Денисов Д.Б.¹, Слуковский З.И.^1,2, Вокуева С.И.¹

Anna L. Kosova, Dmitrii B. Denisov, Zakhar I. Slukovskii, Sofia I. Vokueva

¹Институт проблем промышленной экологии Севера –
обособленное подразделение ФИЦ Кольский НЦ РАН (Апатиты, Россия)
²Геологический институт КарНЦ РАН (Апатиты, Россия)

УДК 551.312:556.55

Впервые исследован состав диатомовых комплексов донных отложений оз. Семеновского, расположенного в черте г. Мурманска. В колонке ДО мощностью 43 см обнаружено 117 видов и внутривидовых таксонов диатомовых водорослей. Выявлены значительные перестройки в таксономическом составе и структуре по направлению от нижних слоев к верхним. В нижних слоях колонки массовыми видами являлись бентосные ацидофильные формы Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni (32%), Brachysira serians (Bréb.) Round & Mann (8,5%), Semiorbis hemicyclus (Ehrb.) Patrick (6,1%). В современных слоях доминирующими видами стали: планктонный алкалибионт Aulacoseira subarctica (Müll.) Haworth (46%), планктонно-бентосный алкалифил Cyclotella meneghiniana Kütz. (10%). Полностью исчезли бентосные ацидофильные виды S. hemicyclus и Oxyneis binalis (Ehrb.) Round.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; донные отложения; городской водоем; Мурманск

Исследование экологического состояния водоемов Арктического региона имеет важное научное и прикладное значение в связи с глобальными изменениями климата и загрязнениями, усиливающимися в последние десятилетия. Существенный вклад в формирование химического состава вод и донных отложений вносит антропогенный фактор. Донные отложения (ДО) озер накапливают информацию как об естественных изменениях озерных экосистем, так о динамике антропогенного влияния на них.

Озеро Семеновское (68°59'27'; 33°5'019'') расположено в центральной части г. Мурманска. Город Мурманск – самый крупный город в России за Полярным кругом. Основными источниками загрязнения среды в г. Мурманске являются выбросы Мурманской ТЭЦ, ГОУТЭП «ТЭКОС» и АО «Завод ТО ТБО», занимающийся сжиганием мусора. В результате исследования химического состава воды оз. Семеновского установлено его значительное загрязнение. Одним из основных источников загрязнения озера, которое проявляется в увеличении содержания V и Ni, а также Cd и Pb в воде озера, является Мурманская ТЭЦ, где в качестве топлива используется мазут. Минерализация воды (73 мг/л) выше, чем в озерах северо-восточной части Мурманской области водосбора Баренцева моря. Зафиксировано высокое содержание Fe (более 200 мкг/л) и органического материала. Вода озера Семеновского относится к хлоридному классу и натриевой группе (Даувальтер и др., 2020; Даувальтер и др., 2021). С помощью диатомового анализа изучена колонка мощностью 43 см. Всего в ней обнаружено 117 видов диатомовых водорослей рангом ниже рода, в 43 родах. Наибольшего таксономического разнообразия достигают представители родов Eunotia (22), Pinnularia (11), Aulacoseira (7). Преобладающими таксонами являются Frustulia rhomboides (Ehrenberg) De Toni (до 42%), Aulacoseira alpigena (Grunow) Krammer (до 30%), Aulacoseira subarctica (Otto Müller) E.Y.Haworth (до 30%), Cyclotella meneghiniana Kützing (до 29 %), Diatoma tenuis C.Agardh (до 54 %), Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing (до 25 %), Pseudostaurosira brevistriata (Grunow) D.M.Williams & Round) (до 15 %).

Выявлены значимые изменения в составе и структуре диатомовых комплексов по направлению от нижних слоев к верхним. Зафиксирована смена доминантных видов. Наблюдается изменение относительной численности Frustulia rhomboides: в интервале 43–21 см вид занимает доминирующее положение в диатомовых комплексах (ДК), значения достигают 42 %, выше численность снижается до 10%, а после слоя 15–14 см для вида характерно сопутствующее положение (2–7%). В нижней части колонки ДО 43- 31 см значительной относительной численности достигает олиготрофный вид Aulacoseira alpigena (до 29%), выше по профилю ДО вид выявлен не во всех слоях и численность его низкая (до 5%), а после слоя 12–11 см полностью исчезает. В верхней части колонки существенно снижается доля ацидофильных видов родов Brachisira и Eunotia. Полностью исчезают ацидофильные виды Eunotia (Semiorbis) hemicyclus (Ehrenberg) R.M.Patrick и Oxyneis binalis (Ehrenberg) Round.

Резкая перестройка состава ДК связана с появлением и массовым развитием видов, ранее не встречавшихся. С глубины 28-27 см зафиксировано развитие Asterionella formosa Hassall, вида, характерного для ранних этапов антропогенного эвтрофирования. Наибольшие значения наблюдаются в слоях 20–19, 15–14, 8–7 см (5–7%). С глубины 20- 19 см отмечено массовое развитие типичных представителей высокотрофных водоемов Cyclotella meneghiniana Kützing (до 28%), Diatoma tenuis C.Agardh (3–54% общего числа видов), а также планктонного алкалибионтного вида Aulacoseira subarctica (Otto Müller) E.Y.Haworth с мелкими створками. Следует отметить, что именно в районе слоя 18–17 см изученной колонки донных отложений происходит увеличение концентраций таких тяжелых металлов, как V, Ni, Pb, Sb, Cd, W (Slukovskii et al., 2020), что связывается с усилением антропогенного фактора на водную экосистему. В первую очередь, это происходит за счет выбросов Мурманской ТЭЦ, работающей на мазуте. Мелкоклеточный планктонный вид Discostella pseudostelligera (Hustedt) Houk зафиксирован в интервале 10–4 см ДО, относительная численность на глубине 7–6 см достигает 17%. Обнаружены тератологические изменения штриховки и формы створок диатомовых водорослей, как следствие токсического загрязнения вод.

Анализ экологических групп диатомей по отношению к местообитанию показал, что в интервале 43–21 см доминируют обрастатели и донные виды (54–82%), выше по профилю их доля снижается до 12%. Содержание планктонных форм варьирует вверх по разрезу, достигая 46% в верхнем слое.

В озере, на протяжении всего изученного периода накопления ДО, развивалась олигогалобная диатомовая флора. Но в интервале ДО 43–17 см в составе комплексов доминировали виды-галофобы (43–71%), доля индифферентных форм изменялась в пределах 18–52%. Резкое развитие видов, предпочитающих повышенную минерализацию, наблюдается с глубины 17–16 см, и их доля достигает доминантного положения (66%) в слое 13–12 см. Выше по разрезу преобладают виды индифференты (до 68%), галофилы преобладают над галофобами.

По отношению к рН в развитии диатомовой флоры озера выделяются два этапа: период накопления ДО в интервале 43–17 см характеризуется господством ацидофильных диатомей (54–79%). На глубине 17–16 см происходит резкая смена условий среды: доля ацидобионтов уменьшается до 22%, а доля алкалифилов возрастает до 54%, появляются алкалибионты (9%) и их относительная численность в верхнем слое достигает 46%.

Реконструированный по ДК показатель рН изменяется от 6,32 до 7,54 и демонстрируют тренд к повышению по направлению к верхним слоям отложений. В нижней части колонки (43–17 см) значения рН указывают на кислые и слабокислые условия среды (6,32–6,74), с 17–16 см – на слабощелочные и щелочные условия (7,07–7,54).

Индекс сапробности (S) был использован в качестве косвенного показателя изменения уровня трофии озера. В исследованном периоде развития водоема можно выделить два этапа. В интервале 43–21 см значения индекса (0,92–1,23) соответствуют олигосапробной зоне. Выше по колонке ДО индекс сапробности увеличивается и в современном слое достигает значения 2,07, что соответствует β-мезосапробной зоне.

Работа выполнена в рамках темы НИР № 122022400122-6.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данном сообщении.

Список литературы

1. Даувальтер В.А., Слуковский З.И., Денисов Д.Б., Черепанов А.А. Геоэкология городских озер Мурманска // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2020. №17. С. 153–157. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.028
2. Даувальтер В.А., Слуковский З.И., Денисов Д.Б., Черепанов А.А. Особенности химического состава воды городских озер Мурманска // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2021. Т. 66, № 2. С. 252–266. DOI: https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.204. EDN: OTLWFF
3. Slukovskii Z., Dauvalter V., Guzeva A., Denisov D., Cherepanov A., Siroezhko E. The Hydrochemistry and Recent Sediment Geochemistry of Small Lakes of Murmansk, Arctic Zone of Russia // Water. 2020. V.12, Iss. 4. Article number: 1130. DOI: https://doi.org/10.3390/w12041130. EDN: SCEKUV

Статья поступила в редакцию 25.06.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторах

Косова Анна Львовна – Anna L. Kosova

ведущий инженер, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North Industrial Ecology Problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia)

kosova@inep.ksc.ru

Денисов Дмитрий Борисович – Dmitrii B. Denisov

кандидат биологических наук
ведущий научный сотрудник, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North Industrial Ecology Problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia)

denisow@inep.ksc.ru

Слуковский Захар Иванович – Zakhar I. Slukovskii

кандидат биологических наук
старший научный сотрудник, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North Industrial Ecology Problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia); Институт геологии — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Карельский научный центр Российской академии наук", Апатиты, Россия (Institute of Geology of the Karelian Research Centre RAS, Apatity, Russia)

slukovsky87@gmail.com

Вокуева Софья Ильинична – Sofia I. Vokueva

младший научный сотрудник, Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия (Institute of the North Industrial Ecology Problems – Subdivision of Federal research center «Kola Science Center RAS», Apatity, Russia)

sonyavokueva23@mail.ru

Корреспондентский адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, Академический городок, 14а. Телефон: (81555) 79776.

ССЫЛКА:

Косова А.Л., Денисов Д.Б., Слуковский З.И., Вокуева С.И. Диатомовые комплексы из донных отложений озера Семеновского (г. Мурманск) // Вопросы современной альгологии. 2023. №2 (32). С. 91–93. URL: http://algology.ru/2059

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-91-93

EDN – QJYWLL

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно. 
Адрес - info@algology.ru

Diatom complexes from bottom sediments of Lake Semenovskoe (Murmansk)

Anna L. Kosova¹, Dmitrii B. Denisov¹, Zakhar I. Slukovskii^1,2,
Sofia I. Vokueva¹

¹Kola Science Centre RAS (Apatity, Russia)
²Institute of Geology of the Karelian Research Centre RAS (Apatity, Russia)

For the first time, the composition of diatom complexes of the bottom sediments of Lake Semenovskoe was studied, located within the city of Murmansk. In the core 44 cm thick, 117 species and intraspecific taxa of diatoms were found. Significant rearrangements in the taxonomic composition and structure in the direction from the lower layers to the upper ones were revealed. In the lower layers of the core are benthic acidophilic forms of Frustulia rhomboides (Ehrb.) De Toni (32%), Brachysira serians (Bréb.) Round & Mann (8,5%), Semiorbis hemicyclus (Ehrb.) Patrick (6,1%). In modern layers, the dominant steel species are: planktonic alkalibiont Aulacoseira subarctica (Müll.) Haworth (46%), planktonic-benthic alkaliphile Cyclotella meneghiniana Kütz. (10%). The benthic acidophilic species S. hemicyclus and Oxyneis binalis (Ehrb.) Round completely disappeared.

Key words: diatoms; sediments; urban lake; Murmansk

References

1. Dauval'ter V.A., Slukovskij Z.I., Denisov D.B., Cherepanov A.A. Geoekologiya gorodskih ozer Murmanska [Geoecology of urban lakes in Murmansk]. Trudy Fersmanovskoj nauchnoj sessii GI KNC RAN. 2020. №17. S. 153–157. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.028 (In Russ.)
   
2. Dauval'ter V.A., Slukovskij Z.I., Denisov D.B., Cherepanov A.A. Osobennosti himicheskogo sostava vody gorodskih ozer Murmanska [Features of the chemical composition of the water of urban lakes in Murmansk]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Nauki o Zemle. 2021. T. 66, № 2. P. 252–266. DOI: https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.204. EDN: OTLWFF (In Russ.)
3. Slukovskii Z., Dauvalter V., Guzeva A., Denisov D., Cherepanov A., Siroezhko E. The Hydrochemistry and Recent Sediment Geochemistry of Small Lakes of Murmansk, Arctic Zone of Russia. Water. 2020. V.12, Iss. 4. Article number: 1130. DOI: https://doi.org/10.3390/w12041130. EDN: SCEKUV

Authors

Kosova Anna L.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-5303-5133

Institute of the North Industrial Ecology Problems KSC RAS (Apatity, Russia)

kosova@inep.ksc.ru

Denisov Dmitrii B.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-5403-5661; eLIBRARY Author ID - 158478.

Institute of the North Industrial Ecology Problems KSC RAS (Apatity, Russia)

denisow@inep.ksc.ru

Slukovskii Zakhar I.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4238-1617

Institute of the North Industrial Ecology Problems KSC RAS (Apatity, Russia); Institute of Geology of the Karelian Research Centre RAS, Apatity, Russia

slukovsky87@gmail.com

Vokueva Sofia I.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7842-3228

Institute of the North Industrial Ecology Problems KSC RAS (Apatity, Russia)

sonyavokueva23@mail.ru

ARTICLE LINK:

Kosova A.L., Denisov D.B., Slukovskii Z.I., Vokueva S.I. Diatom complexes from bottom sediments of Lake Semenovskoe (Murmansk). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 91–93. URL: http://algology.ru/2059

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-91-93

EDN – QJYWLL

When reprinting a link to the site is required

Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor,please and we send it to you with pleasure for free. 
Address - info@algology.ru

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147