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

Sofia I. Vokueva, Dmitrii B. Denisov, Zakhar I. Slukovskii

¹Институт проблем промышленной экологии Севера – обособленное подразделение
ФИЦ КНЦ РАН (Апатиты, Россия)
²Институт геологии Карельского научного центра РАН (Петрозаводск, Россия)

УДК 574.52+574.58

Исследованы диатомовые комплексы донных отложений оз. Северное (г. Мурманск). Воды озера характеризуются как пресные, с преобладанием индифферентных к минерализации и значению pH видов, а также алкалифилов, реконструированное значение pH близко к нейтральному. По индексу сапробности воды соответствуют «чистым», однако наблюдается тенденция к продолжающимся изменениям состояния экосистемы вследствие влияния антропогенных факторов. Сравнение современного состояния экосистемы с фоновым указывает на радикальную перестройку диатомовых комплексов, снижение видового разнообразия диатомей в современных отложениях, а также повышение уровня pH и сапробности.

Ключевые слова: диатомеи; донные отложения; биоиндикация; мониторинг; антропогенное загрязнение

Диатомовые водоросли широко используются в качестве биоиндикаторов в мониторинге окружающей среды. Изучение диатомовых комплексов, сохраняющихся и накапливающихся в донных отложениях (ДО), позволяет оценить как современное состояние экосистемы за несколько лет, так и изменения этого состояния вплоть до фонового (доиндустриального). Целью данного исследования являлось изучение диатомовых комплексов ДО озера Северное, изменений их состава и структуры в результате смены условий водоёма, а также выявление причин этих смен.

Озеро Северное – небольшой водоём площадью 0,009 км² и глубиной до 3,9 м, расположенный в северной части Мурманска вдоль дороги Мурманск-Североморск (Слуковский и др., 2023). Вода в озере среднеминерализованная, с нейтральным pH и низкими концентрациями биогенных элементов, трофический статус – мезотрофный (Слуковский и др., 2023; Postevaya et al., 2023). Несмотря на отсутствие прямых источников загрязнения, помимо автотранспорта, в ДО отмечены повышенные уровни некоторых химических элементов. Превышения U и Mo связаны с наличием месторождений и рудопроявлений U в коренных породах, а загрязнение Zn и V происходит из-за автотранспорта и деятельности Мурманской ТЭЦ (Слуковский и др., 2020; Слуковский и др., 2023; Postevaya et al., 2021; Slukovskii, 2023).

Отбор колонки ДО длиной 39 см и анализ проб выполнялись стандартными методами (Давыдова, 1985), с изменениями, описанными в (Сандимиров и др., 2019). После лабораторной обработки проб производилась таксономическая идентификация диатомовых водорослей с помощью микроскопа «Motic BA 300». 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, 2025). Все постоянные препараты и очищенный материал створок диатомовых водорослей хранятся в гербарии Института проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН (Боровичёв и др., 2018).

В ходе исследования видового состава и структуры диатомовых комплексов ДО озера всего было обнаружено 222 таксона диатомовых водорослей рангом ниже рода, принадлежащих к 64 родам. Наибольшего таксономического разнообразия достигают представители родов Eunotia (27), Aulacoseira (12) и Pinnularia (10). На протяжении периода накопления изученных ДО происходила смена одних массовых видов другими. Для верхних 20 см среди доминантов и субдоминатов выделяются в основном пеннатные виды Staurosira venter (Ehrenberg) Cleve & J.D.Möller, Fragilaria capucina Desmazières, Tabellaria flocculosa (Roth) Kützing, Frustulia crassinervia (Brébisson ex W.Smith) Lange-Bertalot & Krammer, Distrionella incognita (E.Reichardt) D.M.Williams и Fragilaria crotonensis Kitton. Также встречаются тератологические (уродливые) формы. Центрические виды среди массовых представлены только видом Aulacoseira lacustris (Grunow) Krammer. Преобладающие таксоны более глубоких слоёв (30–40 см) немного более разнообразны, представлены как пеннатными видами Diploneis elliptica (Kützing) Cleve, Frustulia crassinervia, Fragilaria capucina, Tabellaria flocculosa, Sellaphora pupula (Kützing) Mereschkowsky, так и центрическими видами рода Aulacoseira (Aulacoseira alpigena (Grunow) Krammer, Aulacoseira subborealis (Nygaard) Denys. Muylaert & Krammer, Aulacoseira pfaffiana (Reinsch) Krammer, Aulacoseira lirata (Ehrenberg) R.Ross, Aulacoseira lacustris).

Анализ диатомовых водорослей в поверхностных ДО показал, что в настоящее время воды озера характеризуются как пресные, со средней минерализацией и индексом сапробности 1,23, что соответствует второму классу качества (т.н. «чистые» воды). Значение pH, реконструированное по диатомовым комплексам, составляет 7,17, что близко к среднему значению pH воды (6,79), полученному за 5 лет наблюдений, а также согласуется с распределением диатомей по отношению к уровню pH – половина всех видов являются алкалифилами (49%), предпочитающими pH около 7,5. Кроме того, в озере доминируют планктонно-бентосные и бентосные виды, что обусловлено небольшой глубиной водоёма.

Анализ колонки ДО показал значительные изменения состава и структуры диатомовых комплексов от нижних к верхним слоям. С помощью кластерного анализа были выделены три этапа развития экосистемы.

Первый этап (слои 30–40 см) характеризуется развитием диатомовой флоры северных тундровых водоёмов с преобладанием видов, предпочитающих кислые слабоминерализованные воды. Время формирования донных отложений охватывает доиндустриальный период, отмечены минимальные значения рН (6,98) и сапробности (0,96), а также максимальное видовое разнообразие (5 бит/экз.).

На втором этапе (слои 10–20 см) наблюдается исчезновение либо сильное снижение видов-доминантов первого этапа и появление алкалифилов. Увеличиваются рН и сапробность, что указывает на рост трофности и щёлочности вод в период индустриализации. Также фиксируется резкий рост концентраций токсических и биогенных элементов, таких как никель, медь, кадмий, кобальт, свинец, стронций и фосфор.

Современный этап характеризуется снижением численности диатомей и видового разнообразия, практически полным исчезновением ацидофилов и увеличением численности алкалифилов. Реконструированные значения рН (7,17) и сапробности (1,2) достигают максимума. В поверхностном слое наблюдается небольшое снижение концентраций токсических элементов, однако они по-прежнему значительно превышают фоновый уровень.

Кроме того, наблюдаемые изменения диатомовых комплексов по отношению к pH среды (а именно снижение доли ацидофилов и увеличение алкалифилов к поверхностным слоям) и солёности (снижение доли галофобов) указывают на то, что озеро Северное ранее характеризовалось меньшей минерализацией и более кислой средой, чем в настоящее время.

Финансирование. Работа выполнена в рамках госзадания ИППЭС КНЦ РАН FMEZ-2024-0014.

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

Список литературы

1. 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.
2. Давыдова Н.Н. Диатомовые водоросли – индикаторы экологических условий водоёмов в голоцене. – Л.: Наука, 1985. – 244 с.
3. 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.
4. Сандимиров С.С., Кудрявцева Л.П., Даувальтер В.А., Денисов Д.Б., Косова А.Л., Черепанов А.А., Вандыш О.И., Валькова С.А., Терентьев П.М., Королева И.М., Зубова Е.М., Кашулин Н.А. Методы экологических исследований водоёмов Арктики. – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2019. – 180 с.
5. Слуковский З.И., Даувальтер В.А., Гузева А.В., Денисов Д.Б., Черепанов А.А. Природные и техногенные факторы в формировании геохимии современных донных отложений малых озёр г.Мурманска (Арктическая зона РФ) // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2020. №17. С. 510–514. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.098
6. Слуковский З.И., Денисов Д.Б., Даувальтер В.А., Зубова Е.М., Мязин В.А., Гузева А.В., Черепанов А.А., Постевая М.А., Валькова С.А., Терентьев П.М., Фокина Н.В., Косова А.Л., Постнова С.В., Сошина А.С. Озёра города Мурманска: гидрологические, гидрохимические и гидробиологические особенности. – Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2023. – 174 с.
7. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, University of Galway. 2025. https://www.algaebase.org. (дата обращения: 31.01.2025)
8. Postevaya M.A., Slukovskii Z.I., Dauvalter V.A., Bernadskaya D.S. Estimation of Heavy Metal Concentrations in the Water of Urban Lakes in the Russian Arctic (Murmansk) // Water. 2021. V.13(22). ID 3267.
9. Postevaya M.A., Dauvalter V.A., Slukovskii Z.I., Kudryavtseva L.P. Chemical composition and trophic status of urban lakes of the Arctic zone of the Russian Federation (Murmansk) // Ecohydrology. 2023. V.16 (2). ID e2505. DOI: https://doi.org/10.1002/eco.2505
10. Slukovskii Z.I. Vanadium in modern sediments of urban lakes in the North of Russia: natural and anthropogenic sources // Marine Pollution Bulletin. 2023. V.197.ID 115754.

Статья поступила в редакцию 18.06.2025
После доработки 20.08.2025
Статья принята к публикации 28.08.2025

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», Russia, Apatity)

s.vokueva@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», Russia, Apatity)

proffessuir@gmail.com

Слуковский Захар Иванович – Zakhar I. Slukovskii

кандидат биологических наук
зав. лабораторией, 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», Russia, Apatity)

slukovsky87@gmail.com

Корреспондентский адрес: 184209, Мурманская область, г. Апатиты, Академический городок, 14а. Телефон: (81555)7-97-76.

ССЫЛКА:

Вокуева С.И., Денисов Д.Б., Слуковский З.И. Диатомовые водоросли в оценке качества вод городского озера Северное (г. Мурманск, Россия) // Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 166–170. URL: http://algology.ru/2186

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-166-170

EDN – CSNSQR

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

Diatoms in assessing the water quality of the urban lake Severnoye (Murmansk, Russia)

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

¹The Institute of North Industrial Ecology Problems – separate subdivision of the FRC “Kola Science Centre” INEP KSC RAS) (Apatity, Russia)
²Institute of Geology of the Karelian Research Centre RAS (Petrozavodsk, Russia)

Diatom assemblages of sediments of Lake Severnoye (Murmansk) have been studied. The lake waters are characterized as fresh, with a predominance of species indifferent to mineralization and pH, as well as alkaliphiles, the reconstructed pH value is approximately neutral. According to the saprobicity index, the water corresponds to “pure”. However, there is a tendency for ongoing changes in the state of the ecosystem due to the influence of anthropogenic factors. A comparison of the current state of the ecosystem with the background indicates a radical restructuring of diatom assemblages, a decrease in species diversity in modern sediments, as well as an increase in pH and saprobity.

Key words: Diatoms; sediments; bioindication; monitoring; anthropogenic pollution

References

1. Borovichev E.A., Denisov D.B., Korneykova M.V., Isaeva L.G., Razumovskaya A.V., Khimich Yu.R., Melechin A.V., Kosova A.L. Herbarium of INEP KSC RAS. Transactions Kola Science Centre. 2018. №9 (9-6). P. 179–186. (In Russ.)
2. Davydova N.N. Diatoms – indicators of ecological conditions of reservoirs in the Holocene. Nauka, Leningrad, 1985. 244 p. (In Russ.)
3. Denisov D.B., Kosova A.L. The Euro-Arctic algae database creation. Transactions Kola Science Centre. 2017. №6–5 (8). P. 45–52. (In Russ.)
4. Guiry M.D., Guiry G.M. AlgaeBase. World-wide electronic publication, University of Galway. 2025. https://www.algaebase.org. (дата обращения: 31.01.2025)
5. Postevaya M.A., Dauvalter V.A., Slukovskii Z.I., Kudryavtseva L.P. Chemical composition and trophic status of urban lakes of the Arctic zone of the Russian Federation (Murmansk). Ecohydrology. 2023. V.16 (2). ID e2505. DOI: https://doi.org/10.1002/eco.2505
6. Postevaya M.A., Slukovskii Z.I., Dauvalter V.A., Bernadskaya D.S. Estimation of Heavy Metal Concentrations in the Water of Urban Lakes in the Russian Arctic (Murmansk). Water. 2021. V.13(22). ID 3267.
7. Sandimirov S.S., Kudryavtseva L.P., Dauvalter V.A., Denisov D.B., Kosova A.L., Cherepanov A.A., Vandysh O.I., Valkova S.A., Terentyev P.M., Koroleva I.M., Zubova E.M., Kashulin N.A. Methods of ecological research of Arctic reservoirs. MSTU Publishing House, Murmansk, 2019. 180 p. (In Russ.)
8. Slukovskii Z.I. Vanadium in modern sediments of urban lakes in the North of Russia: natural and anthropogenic sources. Marine Pollution Bulletin. 2023. V.197.ID 115754.
9. Slukovskii Z.I., Dauvalter V.A., Guzeva A.V., Denisov D.B., Cherepanov A.A. Nature and technogenic factors in the geochemistry of recent bottom sediments of small lakes of Murmansk (Arctic zone of Russia). Proceedings of the Fersman Scientific Session GI KSC RAS. 2020. №17. P. 510–514. DOI: https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.098 (In Russ.)
10. Slutkovskii Z.I., Denisov D.B., Dauvalter V.A., Zubova E.M., Myazin V.A., Guzeva A.V., Cherepanov A.A., Postevaya M.A., Valkova S.A., Terentyev P.M., Fokina N.V., Kosova A.L., Postnova S.V., Soshina A.S. Lakes of the city of Murmansk Hydrological, hydrochemical and hydrobiological features. Publishing house of the FITC KSC RAS, Apatity, 2023. 174 p. (In Russ.)

Author

Vokueva Sofia I.

ORCID – https://orcid.org/0000-0002-7842-3228; eLIBRARY SPIN-код - 9585-1995.

The Institute of North Industrial Ecology Problems – separate subdivision of the FRC “Kola Science Centre” (INEP KSC RAS) (Apatity, Russia)

s.vokueva@ksc.ru

Denisov Dmitrii B.

ORCID – https://orcid.org/0000-0001-5403-5661; eLIBRARY SPIN-код - 7215-3063.

The Institute of North Industrial Ecology Problems – separate subdivision of the FRC “Kola Science Centre” (INEP KSC RAS) (Apatity, Russia)

proffessuir@gmail.com

Slukovskii Zakhar I.

ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4238-1617; eLIBRARY SPIN-код - 6763-8074..

The Institute of North Industrial Ecology Problems – separate subdivision of the FRC “Kola Science Centre” (INEP KSC RAS) (Apatity, Russia)

slukovsky87@gmail.com

ARTICLE LINK:

Vokueva S.I., Denisov D.B., Slukovskii Z.I. Diatoms in assessing the water quality of the urban lake Severnoye (Murmansk, Russia). Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 166–170. URL: http://algology.ru/2186

DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-166-170

EDN – CSNSQR

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