Вокуева С.И.¹, Денисов Д.Б.¹, Баринова С.С.²

Sofia I. Vokueva, Dmitrii B. Denisov, Sophia S. Barinova

¹Институт проблем промышленной экологии Севера –
обособленное подразделение ФИЦ Кольский НЦ РАН (Апатиты, Россия)
²Институт эволюции Хайфского университета (Хайфа, Израиль)

УДК 574.52+574.58

Исследованы диатомовые комплексы поверхностных донных отложений озера Имандра – крупнейшего водоема Мурманской области. Выявлены значительные различия в их составе в участках акватории, отличающихся типом и интенсивностью антропогенной нагрузки. С помощью биоиндикационных и статистических методов выявлены основные факторы, влияющие на развитие тех или иных диатомовых комплексов.

Ключевые слова: диатомовые водоросли; биоиндикация; мониторинг; антропогенное загрязнение

Озеро Имандра – одно из крупнейших пресноводных водоемов, расположенное на северо-западе России, и крупнейшее в Мурманской области. Озеро является важным источником водоснабжения, имеет рыбохозяйственное и рекреационное значение. В то же время на экосистему водоема оказывает влияние множество факторов, включающих естественные (геохимические, климатические) и антропогенные (воздействие гидро- и атомной электростанций, а также предприятий апатит-нефелиновой и медно-никелевой промышленности) (Разумовский, 1997; Моисеенко и др., 2002; Кашулин и др., 2012; Даувальтер и др., 2023). Наши предыдущие исследования (Vokueva, Denisov, 2021; Вокуева, Денисов, 2022) показали, что для оценки состояния экосистем крупных водоемов со сложной береговой линией оптимальным представляется анализ диатомовых комплексов поверхностных донных отложений (ДО) в сочетании с данными химического анализа воды и ДО. Цель работы заключалась в оценке состояния экосистемы озера Имандра в его различных участках с помощью индикаторных свойств диатомовых водорослей, а также выявлении основных факторов, влияющих на современное состояние.

Материалом для исследования являлись верхние слои ДО озера Имандра (0-1 см), отобранные на 26 станциях в 2013–2020 гг. Отбор проб и их анализ выполнялись стандартными методами (Давыдова, 1985), с изменениями, описанными в (Денисов, Косова, 2019). После лабораторной обработки проб производилась таксономическая идентификация диатомовых водорослей с помощью микроскопов «Leitz BIOMED» и «Motic BA 300». Все обнаруженные в препаратах створки водорослей определялись до внутривидовых таксономических категорий. Также проводился подсчет численности идентифицированных видов и выявление видов-доминантов, а затем — оценка экологического состояния озера по индикаторным показателям диатомовых водорослей (Баринова и др., 2006). Полученные данные по диатомовому составу и количественным характеристикам заносились в запатентованную базу данных «Водоросли Евро- Арктического региона» (Денисов, Косова, 2017). Таксономическая информация сверялась с актуальной, регулярно обновляемой мировой базой водорослей (Guiry, Guiry, 2023). Все постоянные препараты и очищенный материал створок диатомовых водорослей хранятся в гербарии Института проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН (Боровичёв и др., 2018). На основании полученных данных были определены индекс сапробности S, индексы видового разнообразия Симпсона, Шеннона–Уивера и значение рН. Статистическая обработка результатов включала построение статистических карт (Barinova, 2017) и выполнение корреляционного анализа.

Общий современный видовой состав озера Имандра составил 383 вида диатомовых водорослей, принадлежащих к 86 родам, что расширило данные предыдущих исследований (Vokueva, Denisov, 2021).

Анализ выявленных биоиндикаторов совместно с химическим анализом ДО позволил выявить характеристики среды, в которой развиваются диатомовые комплексы. В целом воды озера характеризуются как пресные и слабощелочные, близкие к нейтральным, с малым содержанием биогенных элементов. Однако, наблюдается развитие в отдельных участках озера диатомей-индикаторов органического загрязнения вод совместно с ростом концентраций биогенных и токсических элементов в воде и ДО, что указывает на наличие кардинально различающихся условий окружающей среды для водоема.

Анализ статистических карт и результатов корреляционного анализа позволил выявить основные факторы, влияющие на разнообразие диатомовых комплексов. Так как озеро Имандра состоит из трех обособленных частей-плёсов (Большая, Йокостровская и Бабинская Имандра), одним из факторов был выявлен морфометрический. Помимо отличающихся комплексов диатомей в плёсах, этот фактор влияет на формирование уникальных сообществ в обособленных заливах-губах. Вторым фактором был выделен гидрологический, влияющий на вынос сообществ из одних участков озера в другие вместе с водными массами. Образование течений в водоеме связано с деятельностью гидро- и атомной электростанций, пересыпкой проливов между плёсами при строительстве автомагистралей, а также впадающими водотоками. Третий фактор – непосредственно антропогенная деятельность (а именно деятельность предприятий апатит-нефелиновой и медно-никелевой промышленности). В следствие работы предприятий происходит внос биогенных и токсических элементов, что кардинально изменило состав диатомовых комплексов в районах непосредственного влияния.

Таким образом, современное состояние экосистемы озера Имандра характеризуется значительной вариабельностью, связанной с влиянием перечисленных факторов. В районах воздействия апатит-нефелиновой и медно-никелевой промышленности (плёс Большая Имандра) проявляются процессы эвтрофирования (высокие индексы сапробности и значения pH, низкое таксономическое разнообразие), а во втором из них также отмечена токсическая нагрузка. В районе стока из Большой Имандры в Йокостровскую сообщества диатомей схожи, что подтверждает влияние гидрологического фактора, а в западной части Йокостровской Имандры и в Бабинской условия близки к естественным, и антропогенный фактор уже не оказывает влияние на формирование диатомовых комплексов, в результате чего район характеризуется высоким таксономическим разнообразием, меньшими индексами сапробности и уровнем pH, близким к нейтральному.

Работа выполнена в рамках тем НИР №1021111018324-1 и №1021051803677-1.

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

Список литературы

1. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Биоразнообразие водорослей-индикаторов окружающей среды. – Тель-Авив: PiliesStudio, 2006. – 498 с.
2. Боровичёв Е.А., Денисов Д.Б., Корнейкова М.В., Исаева Л.Г., Разумовская А.В., Химич Ю.Р., Мелехин А.В., Косова А.Л. Гербарий ИППЭС КНЦ РАН // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. №9 (9-6). С. 179–186. DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.9.179-186
3. Вокуева С.И., Денисов Д.Б. Пространственно-временная динамика диатомовых комплексов озера Имандра (Россия, Мурманская область) // Вопросы современной альгологии. 2022. № 2 (29). С. 75– 82. DOI: 10.33624/2311-0147-2022-2(29)-75-82
4. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли – индикаторы экологических условий водоёмов в голоцене. – Л.: Наука, 1985. – 244 с.
5. Даувальтер В.А., Сандимиров С.С., Денисов Д.Б., Демин В.И., Кашулин Н.А., Терентьев П.М., Валькова С.А., Вандыш О.И., Королева И.М., Кудрявцева Л.П., Зубова Е.М., Петрова О.В., Черепанов А.А. Экологическое состояние озера Имандра. Том 1. Гидролого-геохимические условия. – Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2023. – 221 с.
6. Денисов Д.Б., Косова А.Л. Методика пробоподготовки донных отложений к диатомовому анализу // Шарам С.А. (ред.). Методы экологических исследований водоёмов Арктики. – Мурманск: Изд- во МГТУ, 2019. – С. 79–83.
7. Денисов Д.Б., Косова А.Л. Разработка базы данных по водорослям Евро-Арктического региона // Труды Кольского научного центра РАН. 2017. № 6–5 (8). С. 45–52.
8. Кашулин Н.А., Денисов Д.Б., Валькова С.А., Вандыш О.И., Терентьев П.М. Современные тенденции изменений пресноводных экосистем Евро-Арктического региона // Труды Кольского научного центра РАН. 2012. Т. 1, № 2. С. 7–54.
9. Моисеенко Т.И., Даувальтер В.А., Лукин А.А., Кудрявцева Л.П., Ильящук Б.П., Ильящук Л.И., Сандимиров С.С., Каган Л.Я., Вандыш О.М., Шарова Ю.Н., Королева И.Н., Шаров А.Н. Антропогенные модификации экосистемы озера Имандра. – М: Наука, 2002. – 476 с.
10. Разумовский Л.В. Биоиндикация уровня антропогенной нагрузки на тундровые и лесотундровые ландшафты по диатомовым комплексам озер Кольского полуострова. — М.: Изд. ИРЦ Газпром, 1997. – 92 с.
11. Barinova S.S. Ecological mapping in application to aquatic ecosystems bioindication: problems and methods // International Journal of Environmental Sciences and Natural Resources. 2017. V. 3, № 2. P. 1–7. DOI: 10.19080/IJESNR.2017.03.5556078
12. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2023. http://www.algaebase.org (дата обращения: 10.06.2023).
13. Vokueva S., Denisov D. Diatom assemblages in surface sediments of Lake Imandra (Russia, Murmansk region) // Polish Polar Research. 2021. V.42, №4. P. 249–268. DOI: 10.24425/ppr.2021.137147

Статья поступила в редакцию 8.07.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторах

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

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

Баринова София Степановна – Sophia S. Barinova

кандидат биологических наук
профессор, зав. Лабораторией Биоразнообразия и экологии водорослей, Институт эволюции Хайфского университета, Хайфа, Израиль (Institute of Evolution, University of Haifa, Haifa, Israel)

sophia@evo.haifa.ac.il

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

ССЫЛКА:

Вокуева С.И., Денисов Д.Б., Баринова С.С. Оценка современного состояния экосистемы озера Имандра (Россия, Мурманская область) с помощью статистических и биоиндикационных методов // Вопросы современной альгологии. 2023. №2 (32). С. 140–142. URL: http://algology.ru/2073

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-140-142

EDN – TAIIQT

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

Assessment of the current state of the Lake Imandra ecosystem (Russia, Murmansk region) using statistical
and bioindication methods

Sofia I. Vokueva¹, Dmitrii B. Denisov¹, Sophia S. Barinova²

¹Kola Science Centre RAS (Apatity, Russia)
²Institute of Evolution, University of Haifa (Haifa, Israel)

The diatom assemblages of surface sediments of the Lake Imandra were studied. Lake Imandra is the largest freshwater reservoir in the Murmansk region. Significant differences in the composition of diatom assemblages were revealed in various parts of the water area, differing in the type and intensity of anthropogenic load. With the help of bioindication and statistical methods, the main factors influencing the development of certain diatom assemblages were identified.

Key words: diatoms; bioindication; monitoring; anthropogenic pollution

References

1. Barinova S.S. Ecological mapping in application to aquatic ecosystems bioindication: problems and methods. International Journal of Environmental Sciences and Natural Resources. 2017. V. 3, № 2. P. 1–7. DOI: 10.19080/IJESNR.2017.03.5556078
2. Barinova S.S., Medvedeva O.V., Anisimova O.V. Bioraznoobrazie vodoroslej-indikatorov okruzhayushchej sredy [The biodiversity of algae is an indicator of the environment]. Russkoe izd-vo “Pilies Studio”, Tel'-Aviv, 2006. 498 p. (In Russ.)
3. Borovichyov E.A., Denisov D.B., Kornejkova M.V., Isaeva L.G., Razumovskaya A.V., Himich Yu.R., Melekhin A.V., Kosova A.L. Gerbarij IPPES KNC RAN [Herbarium of the IPPES of the KNC RAS]. Trudy Kol'skogo nauchnogo centra RAN. 2018. №9 (9-6). P. 179–186. DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.9.179-186 (In Russ.)
4. Dauval'ter V.A., Sandimirov S.S., Denisov D.B., Demin V.I., Kashulin N.A., Terent'ev P.M., Val'kova S.A., Vandysh O.I., Koroleva I.M., Kudryavceva L.P., Zubova E.M., Petrova O.V., Cherepanov A.A. Ekologicheskoe sostoyanie ozera Imandra. T. 1. Gidrologo-geohimicheskie usloviya [The ecological state of Lake Imandra. V.1. Hydrological and geochemical conditions]. Izd-vo FIC KNC RAN, Apatity, 2023. 221 p.
5. Davydova N.N. Diatomovye vodorosli – indikatory prirodnyh uslovij v golocene [Diatoms are indicators of natural conditions in the Holocene]. Nauka, Leningrad, 1985. 244 p. (In Russ.) (In Russ.)
6. Denisov D.B., Kosova A.L. Metodika probopodgotovki donnyh otlozhenij k diatomovomu analizu [Method of sample preparation of bottom sediments for diatom analysis]. Sharam S.A. (Ed.). Metody ekologicheskih issledovanij vodoyomov Arktiki [Methods of ecological research of Arctic reservoirs]. Izd- vo MGTU, Murmansk, 2019. P. 79–83. (In Russ.)
7. Denisov D.B., Kosova A.L. Razrabotka bazy dannyh po vodoroslyam Evro-Arkticheskogo regiona [Development of a database on algae of the Euro-Arctic region]. Trudy Kol'skogo nauchnogo centra RAN. 2017. № 6–5 (8). S. 45–52. (In Russ.)
8. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. 2023. http://www.algaebase.org (дата обращения: 10.06.2023).
9. Kashulin N.A., Denisov D.B., Val'kova S.A., Vandysh O.I., Terent'ev P.M. Sovremennye tendencii izmenenij presnovodnyh ekosistem Evro-Arkticheskogo regiona [Current trends in freshwater ecosystems of the Euro-Arctic region]. Trudy Kol'skogo nauchnogo centra RAN. 2012. T. 1, № 2. P. 7–54. (In Russ.)
10. Moiseenko T.I., Dauval'ter V.A., Lukin A.A., Kudryavceva L.P., Il'yashchuk B.P., Il'yashchuk L.I., Sandimirov S.S., Kagan L.Ya., Vandysh O.M., Sharova Yu.N., Koroleva I.N., Sharov A.N. Antropogennye modifikacii ekosistemy ozera Imandra [Anthropogenic modifications of the ecosystem of Lake Imandra]. Nauka, Moscow, 2002. 476 p. (In Russ.)
11. Razumovskij L.V. Bioindikaciya urovnya antropogennoj nagruzki na tundrovye i lesotundrovye landshafty po diatomovym kompleksam ozer Kol'skogo poluostrova [Bioindication of the level of anthropogenic load on tundra and forest-tundra landscapes by diatom complexes of lakes of the Kola Peninsula.]. Izd. IRC Gazprom, Moscow, 1997. 92 p. (In Russ.)
12. Vokueva S., Denisov D. Diatom assemblages in surface sediments of Lake Imandra (Russia, Murmansk region). Polish Polar Research. 2021. V.42, №4. P. 249–268. DOI: 10.24425/ppr.2021.137147
13. Vokueva S.I., Denisov D.B. Spatial and temporal dynamics of diatom assemblages of Lake Imandra (Russia, Murmansk region). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2022. № 2 (29). P. 75–82. DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2022-2(29)-75-82 URL: http://algology.ru/1834 (In Russ.)

Authors

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

Denisov Dmitrii B.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-5403-5661

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

denisow@inep.ksc.ru

Barinova Sophia S.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-9915-2503

Institute of Evolution, University of Haifa, Haifa, Israel

sophia@evo.haifa.ac.il

ARTICLE LINK:

Vokueva S.I., Denisov D.B., Barinova S.S. Assessment of the current state of the Lake Imandra ecosystem (Russia, Murmansk region) using statistical and bioindication methods. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 140–142. URL: http://algology.ru/2073

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-140-142

EDN – TAIIQT

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