Глущенко Г.Ю.^1,2

Galina Yu. Glushchenko

¹Южный научный центр РАН (Ростов-на-Дону, Россия)
²Южный федеральный университет, Академия биологии и биотехнологии
имени Д.И. Ивановского (Ростов-на-Дону, Россия)

УДК 561.261:57.063.7

В работе приведены результаты предварительной биоиндикационной оценки некоторых водоемов Ростовской области (рр. Северский Донец, Кундрючья, Темерник, Мокрый Чалтырь, Миус, Ольховчик), которые свидетельствуют о том, что в исследованных реках достаточно большое видовое разнообразие водорослей. Значения индексов разнообразия Шеннона (1,74–2,91) и выравненности (0,30– 0,76) указывают на сложность структуры и высокое биоразнообразие фитопланктонного сообщества. Одним из основных компонентом фитопланктона, позволившим провести биоиндикационную оценку, были диатомовые водоросли, виды-индикаторы которых составляли до 20% от общего количества индикаторных видов. Согласно индексу Пантле и Букк (1,93–2,47) исследованные участки рек соответствовали III классу качества вод и в основном β-мезосапробной зоне самоочищения, т.е. были умеренно загрязненными легкоусвояемыми органическими веществами, но обладали достаточной степенью экологической устойчивости и самоочистительным потенциалом речной экосистемы.

Ключевые слова: биоиндикация; фитопланктон; диатомовые водоросли; индекс сапробности; Ростовская область

Одним из важнейших компонентов водных систем считается фитопланктон, который активно участвует в формировании качества воды и является чутким показателем состояния водных экосистем в целом. По результатам многолетних наблюдений составлены списки характерных видов водорослей для той или иной экологической группировки (Баринова и др., 2000; Стрельникова, Гладенков, 2019), из которых около 75% составляют диатомовые, т.к. именно их биоиндикационные свойства изучены более полно, чем у других групп водорослей. Диатомовые водоросли являются одной из доминирующих по численности, продуктивности и таксономическому разнообразию групп планктона и встречаются в водных экосистемах в любое время года. Их высокая чувствительность к изменениям окружающей среды позволяет с высокой точностью определить экологическую обстановку водоема, степень антропогенной нагрузки, регистрировать ответные реакции водных экосистем на климатические трансформации. На этой основе также созданы экологические классификации диатомей по их отношению к разнообразным факторам внешней среды, среди которых выделяют систему галобности, ацидности, сапробности, что делает данную группу водорослей достаточно универсальным объектом биоиндикации как для воссоздания палеообстановок прошлых геологических эпох по ископаемым диатомовым, так и для определения современного состояния среды по ныне живущим представителям (Прошкина-Лавренко, 1953; Dam et al., 1994; Баринова, Медведева, 1996; Баринова и др., 2000; Денисов, Косова, 2018; Стрельникова, Гладенков, 2019).

Положение области в степной зоне юга европейской части России определяет слабое развитие гидрографической сети. Природно-климатические условия предопределили формирование определенного химического состава речных вод бассейна Нижнего Дона – однородного для левобережных районов, в то время как в правобережных районах он более разнообразен, в частности, по содержанию катионов. По классификации О.А. Алекина последние, в основном, относятся к водам сульфатного класса, натрий-кальцевой группы, II типа. Важно подчеркнуть, что речные системы правобережных районов в отличие от левобережных находятся еще и под мощным техногенным воздействием объектов угледобывающей отрасли (Восточный Донбасс) (Закруткин и др., 2018). В связи с этим целью работы было провести оценку качества вод некоторых правобережных притоков р. Дон и Таганрогского залива Азовского моря в пределах Ростовской области (далее – РО) по показателям фитопланктонного сообщества: р. Северский Донец и его приток р. Кундрючья; реки Темерник, Мокрый Чалтырь, Миус и его приток р. Ольховчик. Исследование проводили преимущественно в их устьевых районах в марте – мае и октябре 2018–2020 и 2022 гг.

Для оценки качества вод водоемов степной зоны РО был использован индекс сапробности Р. Пантле и Г. Букк в модификации В. Сладечека (Sládeček. 1973; Абакумов, 1983; Баринова, Медведева, 1996; Шитиков и др., 2003), выбранный как универсальный и наиболее удобный применительно к организмам планктона и к любым водоемам. Для оценки биоразнообразия фитопланктона был проведен анализ таксономического состава водорослей, рассчитан их вклад в суммарные численность и биомассу, а также оценены разнообразие видов и их выравненность в сообществе с помощью индексов Шеннона и выравненности (по основанию 2) (Песенко, 1982; Шитиков и др., 2003).

Результаты проведенной оценки показали, что для р. Кундрючья в месте ее впадения в р. Северский Донец в октябре 2020 г. значение индекса сапробности соответствовало 2,17, видов-индикаторов было отмечено 51% от общего числа видов. Данное значение характеризует этот участок акватории как β-мезосапробную зону и позволяет его отнести к III классу чистоты вод (Абакумов, 1983). Видовое разнообразие было достаточно высоким – отмечено 55 видов из 6 отделов, о чем также свидетельствует индекс разнообразия (2,48 бит/экз.), однако их выравненность не была полной (0,43 бит/экз.). Доминирование по биомассе принадлежало отделам Cryptophyta (39% от суммарного показателя за счет развития вида Cryptomonas cf. rostrata Troitzkaja), Dinophyta (27% за счет видов Unruhdinium penardii (Lemmermann) Gottschling, Chimonodinium cf. lomnickii (Wołoszyńska) Craveiro, Calado, Daugbjerg, Hansen & Moestrup) и Chlorophyta (19% за счет Coelastrum microporum Nägeli). Субдоминирующее положение принадлежало диатомее Ulnaria ulna (Nitzsch) Compère. Вклад представителей диатомовых водорослей в суммарные количественные показатели и видовое разнообразие на данной акватории был небольшим: 12, 3 и 27% от общей биомассы, численности и общего количества видов соответственно.

Анализ оценки состояния устья р. Северский Донец, наиболее крупного притока р. Дон, с помощью индекса сапробности в мае 2018 г. показал, что 49% определенных видов водорослей (55) являются индикаторами сапробности, среди которых 24% от общего числа видов принадлежало представителям зеленых водорослей и 16% – диатомеям. Значение индекса сапробности (2,47) характеризовало данную акваторию как β-α-мезосапробную зону органического загрязнения. Структуру фитопланктона определяли зеленые (42% от общей биомассы и 90% от общей численности), динофитовые (37% и 0,4% соответственно), диатомовые (10% и 3%) и криптофитовые водоросли (9% и 6%). Доминирующий комплекс формировали мелкоклеточные зеленые водоросли (cf. Chlorella) и виды динофитовых Peridiniopsis sp. и Gymnodinium sp. Из представителей диатомовых в основном развивался вид Stephanodiscus cf. hantzschii Grunow, но их вклад в суммарные показатели фитопланктона был также невелик. Индексы разнообразия видов и выравненности составляли 1,74 и 0,30 бит/экз. соответственно.

Результаты исследования другого притока – р. Темерник, расположенного ниже г. Ростова-на-Дону, в дельте р. Дон, в марте 2022 г. показали, что 48% видов водорослей – индикаторы сапробности. Индекс Пантле–Букк составил 2,37, что характерно для β-α-мезосапробной зоны и III класса качества вод. Основу фитоценотической структуры создавали эвгленовые, диатомовые, зеленые и криптофитовые водоросли. Наибольший вклад в общую биомассу принадлежал отделам Euglenophyta (58%) и Bacillariophyta (32%), а в численность – Chlorophyta (72%), Bacillariophyta (15%) и Euglenophyta (10%). Руководящий комплекс фитопланктона составляли виды эвгленовых водорослей Euglena intermedia var. klebsii Lemmermann, Euglena cf. viridis (Müller) Ehrenberg и диатомея S. hantzschii. Субдоминирующими видами были диатомеи Navigeia decussis (Østrup) Bukhtiyarova, Surirella brebissonii Krammer & Lange-Bertalot и Tryblionella cf. hungarica (Grunow) Frenguelli. Из обнаруженных 49 видов наибольшее количество принадлежало диатомовым (41% от общего видового разнообразия), эвгленовым (29%) и зеленым водорослям (22%). Индекс разнообразия фитопланктона данной акватории составил 2,40 бит/экз., а выравненности – 0,43 бит/экз., что выше, чем в рр. Кундрючья и Северский Донец.

В устье р. Мокрый Чалтырь (приток Мертвого Донца – один из рукавов дельты Дона, представляющий собой балку с постоянно текущей родниковой водой) в марте 2019 г. индекс сапробности составил 2,07, что соответствует III классу качества вод. Оценка состояния акватории по индикаторным видам (62% от общего количества видов) указывает на то, что она относится к β-мезосапробному водоему. Индексы разнообразия и выравненности были высокими и составили 2,87 и 0,76 бит/экз. соответственно. В составе фитопланктона было выявлено 45 видов водорослей из семи отделов. Среди них высоким видовым разнообразием отличались зеленые (38% от общего видового состава) и диатомовые водоросли (36%). Доминирование принадлежало отделам Bacillariophyta (63 и 43% от суммарной биомассы и численности за счет интенсивного развития вида Stephanocyclus meneghinianus (Kützing) Kulikovskiy, Genkal & Kociolek) и Chlorophyta (14 и 43% соответственно за счет развития Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson).

Река Ольховчик является правым притоком р. Миус и частью водной системы Миус – Азовское море. В месте ее впадения в р. Миус в апреле 2019 г. значение индекса сапробности составило 2,02, что соответствует β-мезосапробной зоне. Среди обнаруженных видов 62% были водоросли с известным отношением к степени органического загрязнения, из которых 46% видов-индикаторов были представители зеленых водорослей и 21% – диатомовых. Основу структуры фитопланктона определяли диатомовые (58 и 63% от суммарной биомассы и численности), криптофитовые (21 и 7% соответственно), динофитовые (9 и 1%), зеленые (4 и 21%), золотистые водоросли (2 и 6%) и цианобактерии (5 и 2%). Доминирующими были отмечены диатомовые виды Fragilaria cf. crotonensis Kitton, Nitzschia acicularis (Kützing) Smith, субдоминантом была криптофитовая водоросль Cryptomonas cf. pyrenoidifera Geitler. Индекс Шеннона здесь составил 2,91 бит/экз., индекс выравненности – 0,55 бит/экз.

В нижнем течении р. Миус в апреле 2019 г. основу структуры альгоценоза составляли цианобактерии (37 и 53% от суммарной биомассы и численности), эвгленовые (34 и 6% соответственно), диатомовые (15 и 19%), динофитовые (9 и 6%),криптофитовые (4 и 7%) и зеленые водоросли (1 и 14%). Доминирующими видами были цианобактерия Anagnostidinema cf. amphibium (Agardh ex Gomont) Strunecký, Bohunická, Johansen & Komárek и диатомея Diatoma tenuis Agardh. Наибольшим видовым разнообразием отличались отделы Bacillariophyta, Chlorophyta (по 11 видов) и Cyanobacteria (7 видов). Значение индекса Шеннона было равным 2,71 бит/экз., а выравненность сообщества составила 0,52 бит/экз. Из общего количества отмеченных видов 59% являлись видами-индикаторами сапробности, среди которых 19 и 16% принадлежало зеленым и диатомовым водорослям соответственно. Расчет индекса Пантле–Букк показал, что данный участок р. Миус также соответствовал β- мезосапробной зоне – значение индекса было 1,93.

Таким образом, предварительная оценка исследованных участков рек свидетельствует о том, что в этих водоемах достаточно большое видовое разнообразие водорослей, а по значениям индекса сапробности они могут быть отнесены к водам удовлетворительной чистоты. Значения индексов разнообразия (1,74–2,91) и выравненности (0,30–0,76) указывают на сложность структуры и высокое биоразнообразие фитопланктонного сообщества. Согласно индексу Пантле–Букк (1,93– 2,47) данные водоемы соответствуют III классу качества вод и в основном     β-мезосапробной зоне самоочищения, т.е. являются умеренно (слабо) загрязненными органическими веществами, но находятся в стадии еще обратимых изменений – обладают достаточной степенью экологической устойчивости и самоочистительным потенциалом речной экосистемы. Одним из основных компонентом фитопланктона, позволившим провести биоиндикационную оценку, были диатомовые водоросли, виды- индикаторы которых составляли до 20% от общего количества индикаторных видов. Однако следует отметить, что в зависимости от сезона года сапробность водоема может различаться, поэтому для достоверной оценки качества вод следует учитывать данные сезонных наблюдений.

Работа выполнена в рамках ГЗ НИР ЮНЦ РАН № 122011900153-9.

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

Список литературы

1. Абакумов В.А. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 240 с.
2. Баринова С.С., Медведева Л.А. Атлас водорослей-индикаторов сапробности (российский Дальний Восток). – Владивосток: Дальнаука, 1996. – 364 с.
3. Баринова С.С., Медведева Л.А., Анисимова О.В. Водоросли-индикаторы в оценке качества окружающей среды. – М.: ВНИИприроды, 2000. – 150 с.
4. Денисов Д.Б., Косова А.Л. Диатомовые водоросли в оценке качества вод озерно-речной системы Паз // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2018. № 15. С. 449–452. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2018.15.114
5. Закруткин В.Е., Решетняк О.С., Гибков Е.В. Эколого-гидрохимические особенности речных вод степной зоны юга России (в пределах Ростовской области) // Степи Северной Евразии: материалы VIII междунар. симпозиума (Оренбург, 9–13 сентября 2018 г.). – Оренбург, 2018. – С. 379–383.
6. Песенко Ю.А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. – М.: Наука, 1982. – 288 с.
7. Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли – показатели солености воды // Прошкина- Лавренко А.И., Шешукова В.С. (отв. ред.). Диатомовый сборник. – Л.: Изд-во Ленинградского Государственного ордена Ленина университета им. А.А. Жданова, 1953. – С. 186–205.
8. Стрельникова Н.И., Гладенков А.Ю. Диатомовые водоросли и их использование в стратиграфических и палеогеографических исследованиях // Вопросы современной альгологии. 2019. Т. 20, № 2. С. 1–38. DOI: https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-1-38
9. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. – Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. – 463 с.
10. Dam H., Mertens A., Sinkeldam J. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands // Netherlands Journal of Aquatic Ecology. 1994. V. 28, № 1. Р. 117–133. DOI:10.1007/bf02334251
11. Sládeček V. System of Water Quality from the Biological Point of View // Archiv für Hydrobiologie. Beiheft 7. Ergebnisse der Limnologie. Helft 7. 1973. 218 p.

Статья поступила в редакцию 25.06.2023
Статья принята к публикации 15.08.2023

Об авторах

Глущенко Галина Юрьевна – Galina Yu. Glushchenko

научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН (ФИЦ ЮНЦ РАН), Ростов-на-Дону, Россия (Federal Research Centre the Southern Scientific Centre of RAS, Rostov-on-Don, Russia), Отдел океанологии и географии лаборатория гидробиологии; Южный федеральный университет, Академия биологии и биотехнологии имени Д.И. Ивановского, Ростов-на-Дону, Россия (Southern Federal University, Ivanovsky Academy of biology and biotechnology, Rostov-on-Don, Russia), кафедра экологии и природопользования

gluschenko_gala@mail.ru

Корреспондентский адрес: Россия, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, ЮНЦ РАН. Телефон (863)250-98-29.

ССЫЛКА:

Глущенко Г.Ю. Оценка качества воды некоторых водоемов Ростовской области (Россия) // Вопросы современной альгологии. 2023. №2 (32). С. 146–150. URL: http://algology.ru/2075

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-146-150

EDN – QMDAMZ

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

Bioindication of the water quality of some reservoirs
of the Rostov region (Russia)

Galina Yu. Glushchenko²

¹Southern Scientific Centre of RAS (Rostov-on-Don, Russia)
²Southern Federal University, Ivanovsky Academy of biology and biotechnology (Rostov-on-Don, Russia)

The paper presents the results of a preliminary bioindication of some reservoirs of the Rostov region (rivers Seversky Donets, Kundryuchya, Temernik, Mokryj Chaltyr, Mius, Olkhovchik). The analysis showed that there is a large species diversity of algae in the reservoirs. The values of the Shannon diversity index (1,74–2,91) and the evenness index (0,30–0,76) indicate the complexity of the structure and high biodiversity of the phytoplankton community. Diatoms were the main component of phytoplankton that allowed bioindication. They accounted for up to 20% of the total number of indicator species. The saprobic index (1,93–2,47) correspond to the III class of water quality and is mainly a β-mesosaprobic zone. They are waters slightly polluted with organic substances, but they have a sufficient degree of environmental sustainability and self-cleaning potential of the river ecosystem.

Key words: bioindication; phytoplankton; diatoms; saprobity index; Rostov region

References

1. Abakumov V.A. Rukovodstvo po metodam gidrobiologicheskogo analiza poverhnostnyh vod i donnyh otlozhenij [Guidelines on methods of hydrobiological analysis of surface waters and bottom sediments]. Gidrometeoizdat, Leningrad, 1983. 240 p. (In Russ.)
2. Barinova S.S., Medvedeva L.A. Atlas vodoroslej-indikatorov saprobnosti (rossijskij Dal'nij Vostok) [Atlas of algae indicators of saprobity (Russian Far East)]. Dal'nauka, Vladivostok, 1996. 364 p. (In Russ.)
3. Barinova S.S., Medvedeva L.A., Anisimova O.V. Vodorosli-indikatory v ocenke kachestva okruzhayushchej sredy [Algae are indicators in the assessment of environmental quality]. VNIIprirody, Moscow, 2000. 150 p. (In Russ.)
4. Dam H., Mertens A., Sinkeldam J. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands. Netherlands Journal of Aquatic Ecology. 1994. V. 28, № 1. Р. 117–133. DOI:10.1007/bf02334251
5. Denisov D.B., Kosova A.L. Diatomovye vodorosli v ocenke kachestva vod ozerno-rechnoj sistemy Paz [Diatoms in assessing the water quality of the lake-river system of the Paz]. Trudy Fersmanovskoj nauchnoj sessii GI KNC RAN. 2018. T.15. P. 449–452. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2018.15.114 (In Russ.)
6. Pesenko Yu.A. Principy i metody kolichestvennogo analiza v faunisticheskih issledovaniyah [Principles and methods of quantitative analysis in faunal studies]. Nauka, Moscow, 1982. 288 p. (In Russ.)
7. Proshkina-Lavrenko A.I. Diatomovye vodorosli – pokazateli solenosti vody [Diatoms – indicators of water salinity]. In: Proshkina-Lavrenko A.I., Sheshukova V.S. (Eds.) Diatomovyj sbornik [Diatom Collection]. Izd-vo Leningradskogo Gosudarstvennogo Universiteta, Leningrad, 1953. P. 186–205. (In Russ.)
8. Shitikov V.K., Rozenberg G.S., Zinchenko T.D. Kolichestvennaya gidroekologiya: metody sistemnoj identifikacii [Quantitative hydroecology: methods of system identification]. IEVB RAN, Tol'yatti, 2003. 463 p. (In Russ.)
9. Sládeček V. System of Water Quality from the Biological Point of View. Archiv für Hydrobiologie. Beiheft 7. Ergebnisse der Limnologie. Helft 7. 1973. 218 p.
10. Strelnikova N.I., Gladenkov A.Yu. Diatoms and their application in stratigraphic and paleogeographic studies. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2019. № 2 (20). P. 1–38. DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2019-2(20)-1-38. URL: http://algology.ru/1486 (In Russ.)
11. Zakrutkin V.E., Reshetnyak O.S., Gibkov E.V. Ekologo-gidrohimicheskie osobennosti rechnyh vod stepnoj zony yuga Rossii (v predelah Rostovskoj oblasti) [Ecological and hydrochemical features of river waters of the steppe zone of southern Russia (within the Rostov region)]. In:  Stepi Severnoj Evrazii [Steppes of Northern Eurasia]. Mat. VIII Int. Symp. (Orenburg, 9–13 sept. 2018). Orenburg, 2018. P. 379–383. (In Russ.)

Author

Glushchenko Galina Yu.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-8906-8690, РИНЦ AuthorID – 604588

Federal Research Centre the Southern Scientific Centre of RAS, Rostov-on-Don, Russia;
Southern Federal University, Ivanovsky Academy of biology and biotechnology, Rostov-on-Don, Russia

gluschenko_gala@mail.ru

ARTICLE LINK:

Glushchenko G.Yu. Bioindication of the water quality of some reservoirs of the Rostov region (Russia). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 146–150. URL: http://algology.ru/2075

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-146-150

EDN – QMDAMZ

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

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147