CC BY
81
ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014
УДК 502.51:574.583 (571.13)
О. П. БАЖЕНОВА И. Ю. ИГОШКИНА
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМА ПРИРОДНОГО ПАРКА ПТИЧЬЯ ГАВАНЬ (г. ОМСК)
ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ РАЗВИТИЯ ФИТОПЛАНКТОНА___________________________
Впервые проведена оценка качества воды и экологического состояния водоема природного парка Птичья гавань (г. Омск) по показателям развития фитопланктона. Установлена устойчивая тенденция к снижению показателей обилия фитопланктона до уровня, способствующего самоочищению водоема. Отмечена высокая стабильность качества воды, соответствующей третьму классу «удовлетворительной чистоты». Ключевые слова: экологическое состояние, качество воды, фитопланктон, природный парк Птичья гавань, Омск.
Птичья гавань — один из немногих природных парков России, находящийся в черте крупного города. Это особо охраняемая природная территория (ООПТ), наделенная статусом объекта регионального значения, главной задачей которой является рекреация населения и эколого-просветительская деятельность. С юга, запада и востока территория парка ограничена земляными насыпями, поднимающими полотна автомобильных дорог, идущих из центра города в его левебережную часть через Ленинградский мост, а с севера — земляной дамбой, изолирующей парк от речки Замарайки. В 2007 — 2011 гг. в парке были проведены работы по реконструкции и дноуглублению, в результате чего три озерка были объединены в один большой водоём, окруженный обводным каналом. Так сформировался своеобразный природный оазис в центре города Омска, ядром которого служит водоем. Птичья гавань, как и любая ООПТ, нуждается в постоянном мониторинге, а поскольку главной составляющей парка является водоем, то особое внимание необходимо уделять исследованиям его экологического состояния.
Важным звеном водных экосистем является фитопланктон — водоросли и цианобактерии, обитающие в толще воды. Все процессы, происходящие в водоеме, находят свое отражение в изменениях характеристик фитопланктонного сообщества. Способность быстрого реагирования на любое внешнее воздействие делает фитопланктон ценным инструментом биоиндикации. Изменения структурных показателей, характеризующих фитопланктон, являются ключевым фактором для оценки экологического состояния водоёма [1].
Цель исследования — оценка качества воды и экологического состояния водоёма природного парка Птичья гавань по показателям развития фитопланктона.
Материалы и методы. Сообщение основано на результатах обработки 232 количественных проб фитопланктона, отобранных в водоёме Птичьей га-
вани с 2009 по 2012 гг. Отбор проб проводили ежемесячно, в том числе в зимний период, на регулярно расположенных по акватории водоема 5 — 6 станциях. Пробы фитопланктона объемом 0,5 л отбирали из поверхностного слоя воды, фиксировали 40 % формалином, концентрировали осадочным методом. Обработку проб проводили общепринятыми в гидроэкологии методами [2]. Одновременно с отбором фитопланктона проводили гидрохимический анализ.
Результаты и их обсуждение. Степень минерализации водоема (соленость воды) изменялась в течение периода исследований. Зимой 2010 г. после завершения дноуглубительных работ была зафиксирована максимальная (1392,9 мг/дм3) минерализация и водоем относился к разряду солоноватых • -мезогалин-ных. Постепенно минерализация воды уменьшилась и в настоящее время водоем Птичьей гавани относится к категории пресных вод — минимальное значение солености воды (597,0 мг/дм3) отмечалось весной 2012 г. Активная реакция водной среды щелочная, колеблется в диапазоне от 7,1 до 8,5.
В фитопланктоне водоёма природного парка Птичья гавань найдено 350 видов (384 разновидности и формы, включая номенклатурный тип вида) водорослей и цианобактерий, относящихся к девяти отделам: Суапоргокагуо1а (42 вида, разновидности и формы), Еид1епорЬу1;а (69), БторИу^а (10), Сгур-1орИу^а (4), СЬгузорЬу1а (24), БасШагюрЬу1;а (96), Хап-ШорЬу1а (4), СЫогорИу1а (122), 81;гер1;орЬу1а (13). Наибольшее видовое богатство присуще зеленым, диатомовым и эвгленовым водорослям, что характеризует фитопланктон водоёма как диатомово-хлорофитовый со значительным участием эвглено-вых водорослей.
В целом для динамики численности фитопланктона водоема Птичья гавань характерно наличие относительно невысоких весенних пиков в апреле и ярко выраженных летних пиков в июле. Особенно четко весенние пики численности были выражены в 2010 и 2012 гг., а летние — в 2010 и 2011 гг. (рис. 1).
время наблюдения
Рис. 1. Сезонная и межгодовая динамика численности фитопланктона водоема Птичья гавань, 2009—2012 гг.
оооооооооо
ЇЇСЇСЇЇЇЇЇСЇСЇЇЇЇЇ
ooooooooo
OOOOOOf^fSfSfSfSfSfSfS
ОХЮІЛГ^
время наблюдения
Рис. 2. Сезонная и межгодовая динамика биомассы фитопланктона водоема Птичья гавань, 2009—2012 гг.
В разные годы исследований весенние пики численности обусловлены преимущественным развитием различных отделов и групп фитопланктона — зеленых и золотистых водорослей, неопределенных жгутиковых (фитофлагеллят) и даже цианобактерий весной 2011 г. В отличие от большинства водных объектов Омского Прииртышья весенняя вспышка численности диатомовых водорослей в Птичьей гавани не отмечается [3, 4].
Летние пики численности фитопланктона вызваны интенсивной вегетацией мелкоклеточных цианобактерий Aphanocapsa incerta (Ьешш.) СгопЪ.
et Kom. (182,10 млн кл/л), Chroococcus minor (Kutz.) Nag. (25,35 млн кл/л), Ch. minimus (Keissl.) Lemm., Merismopedia glauca (Ehr.) Kutz., M. tenuissima Lemm. и др. Токсичные виды цианобактерий (Microcystis aeruginosa (Kutz.) Kutz., Coelosphaerium kuetzin-gianum Nag.) в планктоне Птичьей гавани обнаружены, но уровень их развития невысокий и не представляет угрозы для гидробионтов. Относительная доля численности других отделов водорослей в летнем планктоне незначительна, максимального обилия летом 2011 г. достигали только зеленые водоросли (17,83 %).
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (128) 2014 ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014
Биомасса фитопланктона, качество воды и категория трофности водоёма Птичья гавань, 2009-2012 гг.
Сезон Биомасса, г/м3 Класс качества воды Разряд качества воды Категория трофности Разряд трофности
Зима 2009 — 2010 гг. 1,74 ±1,82 3 — удовлетворительной чистоты 3а — достаточно чистая мезотрофная мезо-эвтрофная
Весна 2010 г. 5,18±5,42 4 — загрязненная 4а — умеренно загрязненная эвтрофная эв-политрофная
Лето 2010 г. 5,49 ±2,78 4 — загрязненная 4а — умеренно загрязненная эвтрофная эв-политрофная
Осень 2010 г. 4,61 ±1,67 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Зима 2010-2011 гг. 2,93 ±3,23 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Весна 2011 г. 4,67 ±3,64 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Лето 2011 г. 3,10±1,74 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Осень 2011 г. 2,33 ±0,72 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Зима 2011-2012 гг. 0,29 ±0,20 2 — чистая 2а — очень чистая олиготрофная олиго- мезотрофная
Весна 2012 г. 2,87±1,74 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Лето 2012 г. 2,64±1,87 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
Осень 2012 г. 1,60 ±0,29 3 — удовлетворительной чистоты 3а — достаточно чистая мезотрофная мезо-эвтрофная
Зима 2012 г. 2,84±1,23 3 — удовлетворительной чистоты 3б — слабо загрязненная эвтрофная эвтрофная
С наступлением осени численность фитопланктона в водоеме постепенно снижается. Первые три места по численности занимают цианобактерии, зеленые и золотистые водоросли. Среди последних наиболее высокой численности достигают СктуБО-соссиБ ЫротиБ Бкща (9,85 млн кл./л) и ОсйтотопаБ степса Бкща (1,49 млн кл./л).
Динамика биомассы фитопланктона в период открытой воды имеет значительное сходство с динамикой его численности, но из-за мелкоклеточности доминирующих в летне-осенний период цианобактерий, максимальные значения биомассы отмечены весной (рис. 2). Основную долю биомассы фитопланктона в это время формируют эвгленовые и зеленые, а весной 2012 г. — золотистые водоросли.
Минимальные показатели численности и биомассы фитопланктона зарегистрированы зимой. Структура зимнего фитопланктона немного проще, чем в период открытой воды и существенно изменяется по годам. Ведущие места по численности и биомассе могут занимать зеленые, золотистые, криптофитовые водоросли, фитофлагелляты и цианобактерии. Особенно значительную роль зимой 2010 — 2011 гг. в создании биомассы и численности фитопланктона играли золотистые водоросли.
Следует отметить большое значение в формировании структуры фитопланктона водоема водорослей, способных к миксотрофному питанию — золотистых, эвгленовых, криптофитовых и динофито-вых. Эта способность позволяет им успешно развиваться в условиях повышенного содержания в воде легко окисляемых органических веществ [5, 6].
Одним из важнейших показателей состояния водной экосистемы является биомасса фитопланктона [7]. Этот показатель был использован нами при оценке качества воды и трофического статуса водоёма Птичья гавань.
Биомасса фитопланктона в период исследований колебалась в широких пределах (табл. 1). В период открытой воды по своему трофическому статусу водоем преимущественно относился к эвтрофной категории, только осенью 2012 г. было отмечено снижение категории трофности до мезотрофной. Качество воды изменялось от 4-го класса «загрязненная» в 2010 г. до 3-го класса «удовлетворительной чистоты» в 2011—2012 гг.
Биомасса подледного (зимнего) фитопланктона в годы исследований существенно варьировалась. Трофический статус водоёма в зимний сезон изменялся от олиготрофного (2011 —2012 гг.) до эвтроф-ного (2010-2011, 2012 гг.).
За годы исследований в Птичьей гавани отмечено повышение качества воды от 4-го (2010 г.) до 3-го класса. По показателю биомассы фитопланктона, которая в среднем за сезон колеблется в пределах 1,60 — 5,49 г/м3, вода в Птичьей гавани соответствует 1-й стадии «цветения» — начальному «цветению», которая в целом благоприятна для развития экосистемы водоема [8], если не вызывается токсичными цианобактериями [9].
Заключение. Фитопланктон водоема природного парка характеризуется высоким обилием и сложной структурой, с преобладанием в летне-осенний период цианобактерий. В период с 2009 по 2012 гг. в водоеме наблюдалась устойчивая тенденция к снижению показателей численности и биомассы фитопланктона до уровня, способствующего самоочищению водоема. Отмечена высокая стабильность качества воды, соответствующей 3-му классу «удовлетворительной чистоты». Изменения структуры и обилия фитопланктона свидетельствуют о результативности мер, направленных на предотвращение заболачивания водоема и положительной динамике в улучшении его экологического состояния.
Библиографический список
1. Баженова, О. П. Фитопланктон Верхнего и Среднего Иртыша в условиях зарегулированного стока / О. П. Баженова. — Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. - 248 с.
2. Фёдоров, В. Д. О методах изучения фитопланктона и его активности / В. Д. Фёдоров. — М. : Изд-во МГУ, 1979. — 168 с.
3. Баженова, О. П. Качество воды и сапробность притоков среднего Иртыша и озер г. Омска / О. П. Баженова, Н. Н Барсукова, О. А. Коновалова // Омский научный вестник. — 2010. — № 1 (94). — С. 219 — 222.
4. Барсукова, Н. Фитопланктон и экологическое состояние притоков среднего Иртыша / Н. Барсукова, О. Баженова. — Saarbrucken : LAP LAMBERT Acad. риЬНяЬ. GmbH& Co/KG, 2012. — 151 с.
5. Сафонова, Т. А. Эвгленовые водоросли Западной Сибири / Т. А. Сафонова. — Новосибирск : Наука, 1987. — 191 с.
6. Корнева, Л. Г. Формирование фитопланктона водоемов бассейна Волги под влиянием природных и антропогенных факторов : автореф. дис. ...д-ра биол. наук / Л. Г. Корнева. — СПб, 2009. — 47 с.
7. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши / О. П. Оксиюк [и др.] // Гидробиол. журн. — 1993. — Т. 29. — № 4. — С. 62 — 76.
8. Топачевский, А. В. «Цветение» воды как результат нарушения процессов регуляции в гидробиоценозах / А. В. Топачевский // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. — М. : Наука, 1975. — С. 40 — 49.
9. Chorus, I. Toxic Cyanobacteria in Water: A guide to their public health consequences, monitoring and management / I. Chorus, J. Bartam. — WHO, 1999. — 400 p.
БАЖЕНОВА Ольга Прокопьевна, доктор биологических наук, профессор (Россия), профессор кафедры экологии, природопользования и биологии, ИГОШКИНА Ирина Юрьевна, аспирантка кафедры экологии, природопользования и биологии,
Адрес для переписки: 644008, г. Омск, Институтская пл., 2, ОмГАУ им. П. А. Столыпина,
Статья поступила в редакцию 11.03.2014 г.
© О. П. Баженова, И. Ю. Игошкина
УДК 502:551.577.6:633.877.3 Д. И. ГРИГОРЬЕВ
Т. В. КДРНДУХОВД
Омский государственный педагогический университет
Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, Республика Казахстан
ВЛИЯНИЕ ЗДСУХ НД ГОДИЧНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ КДЗДХСКОГО МЕЛКОСОПОЧНИКД_____________________________________________
В статье рассматриваются особенности динамики индексов радиального прироста сосны обыкновенной, вычисленных с периодом осреднения 11 лет в климатических условиях степной зоны на территории северной части Казахского мелкосопочника. Установлен высокий уровень ицдикации засух по величине индексов ширины годичного кольца сосны обыкновенной.
Ключевые слова: ширина годичного кольца, индекс годичного радиального прироста, засухи, ицдикация, цикличность.
Большой ущерб сельское хозяйство испытывает под воздействием сильных засух. В связи с этим оценка возможности выявления современными дендрохронологическими методами погодных условий, приводящих к возникновению засушливых явлений, является довольно актуальной. Особенно это важно для юга Западной Сибири, где большая часть посевных площадей в этом регионе Российской Федерации и Республики Казахстан, находится в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения и где заметна тенденция к потеплению.
В исследованиях А. А. Григорьевой, Г. Е. Комина и Л. Г. Полозовой (1979), проведенных в сосняках массива «Золотой бор» вблизи г. Щучинска (Кокче-тавская область) за период с 1825 по 1964 гг. по данным спектрального анализа выделено два основных периода: 10 лет и 16,3 года. Авторами было отмечено,
что прирост деревьев минимален в периоды частого повторения засушливых лет. При этом на основе проведенного автокорреляционного анализа было установлено, что отсутствует четкая и устойчивая цикличность в изученном дендрохронологическом ряду. Однако проведенные наложение циклов различной длительности позволило установить авторам повторяемость периодов сильных засух через 8—10 и 16 — 20 лет [1]. Как отмечено авторами, этому в значительной степени способствует запаздывание реакции прироста древесных растений на воздействие метеорологических факторов. Наши данные подтвердили их прогноз о наступлении серии засушливых весеннелетних периодов с начала 80-х гг. прошлого столетия, т.е. в годы нисходящей фазы солнечной активности.
Аналогичный ход по динамике ширины годичного кольца сосны в ленточных борах Прииртышья был
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №1 (128) 2014 ЭКОЛОГИЯ
