CC BY
113
Таблица 3
Содержание естественных радионуклидов в почвах и донных отложениях (ДО) долины р. Васюган и ее притоках
на различных участках, удаленных от устья
Створ Расстояние от устья Объект 238U(Ra), г/т 232Th, г/т 40K, % Th/U
почва 2,2 6,7 1,6 3,0
I 465 км ДО, р. Васюган 1,8 4,9 1,6 2,7
ДО, р. Катыльга 1,3 3,9 1,8 3,0
Ь 408 км почва ДО, р. Махня 2,2 1,1 7,2 1,1 1,5 1,2 ,3 ,0 СП ^
II 335 км почва 1,6 5,0 1,5 3,1
ДО, р. Васюган 1,5 3,6 1,6 2,4
Пб 280 км почва ДО, р. Варингъёган 2,1 1,6 7,4 5,3 1.5 1.6 ,5 ,3 СП СП
почва 1,6 4,7 1,2 2,9
III 193 км ДО, р. Нюролька 1,5 7,5 1,4 5,0
ДО, р. Васюган 1,3 5,6 1,5 4,3
почва 1,9 6,2 1,4 3,3
IV 115 км ДО, р. Чижапка ДО, р. Васюган 0,8 1,8 ,1 ,3 (N тГ 1.5 1.5 ,6 ,4 <N (N
ДО, р. Васюган 0,9 3,2 1,1 3,6
почва 1,7 6,1 1,2 3,6
V 66 км ДО, р. Сильга 3,5 4,7 1,0 1,3
ДО, р. Васюган 2,0 4,4 1,7 2,2
ной активности радиоцезия характерен для аллювиальных дер- лятивных процессов. Содержание органического вещества и или-
новых, болотно-подзолистых и луговых почв долины. стой фракции в донных отложениях играет существенную роль
Поступление естественных радионуклидов в речную систе- в процессе сорбции естественных радионуклидов (238и и 232Т^.
му с твердым стоком связано с проявлением эрозионно-аккуму-
Библиографический список
1. Булатов, В.И. Россия радиоактивная. - Новосибирск: ЦЭРИС, 1996.
2. Радиобиология / Г.Д. Волков, В.А. Липин, Д.П. Черкасов. - М.: Колос, 1964.
3. Дричко, В.Ф. Частотное распределение концентраций радия-226, тория-228 и калия-40 в различных почвах / В.Ф. Дричко, Б.Э. Крисюк и др. // Почвоведение - 1977. - № 9.
4. Гаджиев, М.А. Почвы Бассейна р. Васюган. - Новосибирск: Наука, 1976.
5. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды - Новосибирск: изд-во СО РАН, НИЦ СИГГМ, 1996.
6. Гребенщикова, В.И. Геохимия окружающей среды Прибайкалья (Байкальский геоэкологический полигон) / В.И. Гребенщикова,
Э.Е. Лустенберг, Н.А. Китаев, И.С. Ломоносов. - Новосибирск: Академическое изд-во "Гео", 2008.
7. Алексеенко, В.А. Экологическая геохимия. - М.: Логос, 2000.
8. Восель, Ю.С. Влияние состава донных осадков на содержание естественных и искусственных радионуклидов. Байкальский экорегион / Ю.С. Восель, В. Д. Страховенко // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы III Международной конференции, г. Томск, 23-27 июня 2009 г. - Томск: SST, 2009.
Статья поступила в редакцию 14.07.10
УДК 574.52 (58.02)
Т.В. Кириллова, канд. биол. наук, н.с. Лаборатории водной экологии ИВЭП СО РАН, г. Барнаул; В.В. Кириллов, канд. биол. наук, зав. Лабораторией водной экологии ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]
СООТНОШЕНИЕ ХЛОРОФИЛЛА И БИОМАССЫ 0 ФИТОПЛАНКТОНЕ ВОДОТОКОВ И ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА ВЕРХНЕГО ЧУЛЫМА
Проанализироеаны сезонная динамика и пространственная неоднородность соотношения хлорофилла и биомассы фитопланктона разнотипных водных экосистем бассейна Верхнего Чулыма. Определены пределы колебаний и средние значения этого показателя в изученных реках, озерах и водохранилищах. Эти исследования позволили выявить черты сходства и отличия между различающимися по своему трофическому статусу группами водотоков и водоемов.
Ключевые слова: содержание хлорофилла а, фитопланктон, гидробиологические исследования, водные экосистемы, река Чулым.
Введение аналог биомассы фитопланктона. Соотношение хлорофилла
При изучении фитопланктона разнотипных водных объек- и биомассы водорослей (Хл/В) определяется как видовой специ-
тов большое внимание уделяют выявлению связи между биомас- фичностью, так и условиями среды обитания. Удельное количе-
сой и содержанием основного фотосинтетического пигмента ство хлорофилла а нестабильно и может заметно варьировать
в планктоне как показателя уровня развития альгоценозов [1-6]. в зависимости от стадии роста, соотношения размерных фракций
Содержание хлорофилла а в клетках часто рассматривают как и таксономического состава фитопланктона, сезона года, глуби-
Схема расположения пунктов исследования фитопланктона.
1 — р. Кия—пгт Макаракский; 2 — р. Кия—г. Мариинск; 3 — оз. Большой Берчикуль; 4 — р. Тисулька—пгт Тисуль; 5— р. Серта—с. Третья-ково; 6 — р. Серта—д. Усть-Колба; 7 — р. Серта—д. Курск-Смоленка; 8 — Тамбарское водохранилище; 9 — р. Дудет—с. Тамбар; 10— р. Урюп—п. Полуторник; 11— р. Урюп—с. Никольское; 12 — р. Урюп— д. Изындаево; 13 — р. Базыр—пгт Горячегорск; 14 — оз. Большое— д. Парная, 15 — р. Береш—п. Береш; 16 — р. Кадат—п. Кадат; 17 — Кадатское водохранилище; 18 — р. Ужур—д. Лакшино; 19 — р. Сереж—д. Корнилово; 20 — оз. Белое; 21 — р. Черный Июс—д. Чебакй; 22 — р. Черный Июс—д. Устинкино; 23 — р. Тюхтерек—верховье; 24 — р. Тюхтерек—устье; 25 — р. Белый Июс—выше устья Тюхтерека; 26 — р. Белый Июс—п. Беренжак; 27 — р. Чулым—пгт Балахта; 28 — р. Чулым—выше г. Назарово; 29 — р. Чулым—ниже г. Назарово; 30 — оз. Инголь; 31 — Берешское водохранилище.
Рис. 1. Карта-схема района исследований
ны, уровня облученности и обеспеченности биогенными веществами. Исследованиям изменчивости данного показателя в разнотипных водоемах посвящен целый ряд работ [ 1;
5; 7; 8; 9].
Согласно обобщенным данным, полученным при изучении природных сообществ с разным таксономическим составом и культур микроводорослей, соотношение Хл/В изменяется в широких границах - от 0,1 до 9,7%, наиболее часто максимальные значения составляют 1-3% [10]. С повышением трофического статуса озер и водохранилищ прослеживается увеличение соотношения Хл/В, что объясняется прямой зависимостью содержания основного зеленого пигмента в клетках водорослей от обеспеченности биогенными элементами [4-5]. Одной из причин этого является увеличение при эвтрофиро-вании относительного вклада зеленых водорослей, которые могут удовлетворять повышенную потребность в азоте, а также крип-тофитовых, способных к потреблению органических веществ. В целом изменения данного показателя могут быть обусловлены как видовой спецификой, так и различиями в доступности питательных веществ [11].
Целью данной работы является изучение вариабельности соотношения хлорофилла и биомассы в водных объектах разного уровня трофности, относящихся к бассейну Верхнего Чулыма и расположенных на территории предполагаемого строительства Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭКа).
Материалы и методы
Материалом для настоящей статьи послужили данные по содержанию хлорофилла а, полученные в 1980-1986 гг. параллельно с изучением видового состава, численности и биомассы фитопланктона для отдельных участков и притоков рек Кия, Урюп,
Чулым и водоемов, принадлежащих к их водосборным бассейнам (рис. 1). Внимание к району исследований было обращено в связи с предполагаемым значительным изменением природной среды вследствие создания крупного топливно-энергетического комплекса в районе с ограниченными водными ресурсами. Впервые в стране была реализована многолетняя программа комплексного экологического мониторинга, включающая изучение динамики и пространственного распределения планктонных альгоценозов.
Для определения содержания пигментов пробы воды объемом 1-2 л отбирали одновременно с количественными пробами фитопланктона, преимущественно из поверхностного слоя воды. Пигментные характеристики определяли спектрофотометриро-ванием ацетоновых экстрактов водорослей, сконцентрированных на мембранных фильтрах "8упрог №2" с добавлением карбоната магния. Концентрацию хлорофилла вычисляли по формуле ЮНЕСКО [12]. Для определения биомассы фитопланктона использовали счетно-объемный метод [14; 15].
Результаты и обсуждение
Уровень трофности исследованных водотоков изменялся от олиготрофного (рр. Кия, Черный и Белый Июс, Тюхтерек, р. Базыр у пгт Горячегорск, р. Урюп в верхнем и среднем течении) до мезотрофного (рр. Сереж, Тисулька в среднем течении, устьевые участки рек Базыр и Урюп) и слабоэвтрофного (рр. Кадат и Ужур в низовьях). На различных участках течения рек Серта, Дудет, Береш и Чулым были зарегистрированы кон-
центрации основного фотосинтетического пигмента, свойственные всем трем трофическим типам. Удельное содержание хлорофилла в биомассе фитопланктона изменялось в пределах 0,0041,51 % (табл. 1) и в среднем составило 0,26±0,04 % при высоких коэффициентах вариации, отражающих значительные колебания данного показателя при изменении внешних условий. Реофиль-ные альгоценозы состоят преимущественно из диатомовых и зеленых водорослей, синезеленые, золотистые и динофитовые в составе доминирующего комплекса встречались лишь единично.
В озерах Инголь и Большое максимальное и близкое к максимуму значения рассматриваемого показателя зарегистрированы при доминировании динофитовых и диатомовых водорослей (табл. 2). Пределы колебаний и средняя величина во всех озерах бассейна р. Чулым (табл. 3) незначительно отличались от соответствующих значений, полученных для озер Карельского перешейка [3] - 0,08-1,02 % и 0,15-0,41 соответственно.
Таблица 1
Соотношение хлорофилла и биомассы фитопланктона водотоков бассейна верхнего течения р. Чулым по данным Т.С.Чайковской и В.В. Кириллова [14-15]
Водный объект, Пункт Период Доминирующие по биомассе группы водорослей Хл. а/В, % сыр. массы
р. Кия, пгт Макаракский 1980, VI Bacillariophyta 0,260
1980, VII Bacillariophyta, Cyanophyta 0,027
р. Кия выше г. Мариинска 1980, VII Bacillariophyta, Chlorophyta 0,240
1981, VI Bacillariophyta 0,028
1984, VII Bacillariophyta, Chlorophyta 0,032
р. Серта, д. Усть-Колба 1980, VI Bacillariophyta, Dinophyta 0,017
1981, VI Bacillariophyta, Chlorophyta 0,560
р. Серта, д. Курск-Смоленка 1980, VII Chlorophyta, Bacillariophyta 0,018
1981, VI Bacillariophyta, Chrysophyta 0,500
1984, VII Bacillariophyta, Chlorophyta 0,830
р. Тисуль, пгт Тисуль 1980, VI Bacillariophyta, Chlorophyta 0,110
1981, VI Bacillariophyta, Chlorophyta 0,101
р. Тюхтерек, исток 1986, VIII Bacillariophyta 0,260
р. Тюхтерек, устье 1986, VIII Chrysophyta, Bacillariophyta 0,431
р. Белый Июс выше впадения р. Тюхтерек 1986, VIII Bacillariophyta 0,573
Таблица 2
Содержание хлорофилла а в биомассе фитопланктона при доминировании различных таксономических групп в 1986 г. по данным
Т.С.Чайковской и В.В. Кириллова [14-15]
Водный объект Дата Доминирующие по биомассе группы водорослей Хл. а/В, % сыр. биомассы
оз. Инголь 1986 г.
IV Dinophyta, Bacillariophyta 0,120
VI Bacillariophyta 0,107
VIII Dinophyta, Bacillariophyta, 0,770
Chrysophyta, Chlorophyta
оз. Большое 1986 г.
IV Bacillariophyta, Cyanophyta,Dinophyta 0,170
VI Dinophyta, Bacillariophyta 0,562
VIII Bacillariophyta, Chlorophyta, 0,470
Chrysophyta, Dinophyta
X Dinophyta, Bacillariophyta 0,214
Таблица 3
Изменения удельного содержания хлорофилла в фитопланктоне озер разного трофического типа
Водоем Период исследований Tрофический тип Хлорофилл а, % сыр. биомассы
пределы/среднее Cv
оз. Большое IV-X 1986 г. олиготрофный 0,05 - 0,56 0,26±0,15 104
оз. Инголь IV-VIII 1986 г. олиготрофный 0,01 - 0,77 0,30±0,24 139
оз. Белое IV-VIII 1986 г. мезотрофный 0,05 - 5,35 0,60±0,56 87
оз. Берчикуль IV-VIII 1986 г. слабо эвтрофный 0,03 - 1,61 0,66±0,48 125
лось от 0,02 до 3,50 % и было близко к таковому для фитопланктона высокоэвтрофного оз. Неро - 0,05-3,97 % [6]. Среднее значение (0,72±0,14 %) наряду с пределами колебаний находилось в диапазоне величин, приведенных Н.М. Минеевой [5] для разнотипных водных объектов в результате обобщения множества литературных источников, в частности, для высокоэвтрофных водоемов - 1,03±0,18 %. Наиболее высокие значения были отмечены преимущественно в придонном слое (табл. 4) при преобладании в составе планктонных альгоценозов диатомовых, синезеленых, зеленых и эвгленовых водорослей.
Удержание хлорофилла в планктоне Берешского водохранилища изменялось в широких пределах - от 0,7 до 121 мг/м3. Наиболее часто встречающиеся величины (2,5-25 мг/м3) были свойственны мезо- и эвтрофным водам по шкале OECD [16], но отдельные значения достигали гипертрофного уровня и характеризовали состояние автотрофного звена водоема как крайне неблагополучное, или соответствующее чрезвычайной экологической ситуации по критериям оценки состояния пресноводных экосистем [17].
Удельное содержание хлорофилла в биомассе фитопланктона Берешского водохранилища в летний период 1987 г. изменя-
Таблица 4
Соотношение хлорофилла а и биомассы фитопланктона Берешского водохранилища
Станции отбора проб
Доминирующие по биомассе группы водорослей
Хл. а/В, % сыр.
Устье р. Береш поверхностный слой Центральная ч., левый берег поверхностный слой
придонный слой
Водозаборный канал ГРЭС поверхностный слой
Нижний бьеф поверхностный слой
Устье р. Базыр поверхностный слой
придонный слой
Устье р. Береш поверхностный слой
придонный слой
Устье р. Кадат поверхностный слой Устье сбросного канала ГРЭС
поверхностный слой
Центральная ч., левый берег поверхностный слой придонный слой Центральная ч., середина
поверхностный слой
Водозаборный канал ГРЭС поверхностный слой Приплотинная ч., середина поверхностный слой Нижний бьеф
поверхностный слой
Верхний бьеф Кадатского в-ща поверхностный слой
13.06.1987
Chlorophyta,
Bacillariophyta
Euglenophyta,
Bacillariophyta,
Chrysophyta,
Chlorophyta,
Bacillariophyta
Bacillariophyta,
Cyanophyta,
Chrysophyta,
Chlorophyta
Chrysophyta,
Chlorophyta
16.07.1987
Cyanophyta,
Chlorophyta
Chlorophyta,
Bacillariophyta
Chlorophyta,
Bacillariophyta
Bacillariophyta,
Chlorophyta
Bacillariophyta
Bacillariophyta,
Chlorophyta
Bacillariophyta
Bacillariophyta
Bacillariophyta,
Chlorophyta
Bacillariophyta
Bacillariophyta,
Chlorophyta
Bacillariophyta
1,38
3.50 1,91
2,58
2,27
0,39
2.50
0,56
0,52
0,28
1,13
0,40
1,30
0,10
0,14
0,04
0,17
0,29
06.08. 1987 г.
Устье р. Базыр
поверхностный слой Chlorophyta, Bacillariophyta, Dinophyta 0,14
придонный слой Euglenophyta 2,30
Устье р. Кадат
поверхностный слой Bacillariophyta 0,05
Устье сбросного канала ГРЭС
поверхностный слой Bacillariophyta, Chlorophyta 0,30
Центральная ч., левый берег
поверхностный слой Bacillariophyta 0,05
придонный слой Bacillariophyta 0,03
Центральная ч., середина
Bacillariophyta, 0,31
поверхностный слой Chlorophyta
Bacillariophyta, 0,13
придонный слой Cyanophyta
Водозаборный канал ГРЭС
поверхностный слой Bacillariophyta, Chlorophyta 0,10
Bacillariophyta, 0,20
придонный слой Chlorophyta
Приплотинная ч., середина
поверхностный слой Bacillariophyta 0,92
Euglenophyta, 2,64
придонный слой Chlorophyta, Cyanophyta
Нижний бьеф
поверхностный слой Bacillariophyta, Chlorophyta 0,02
Верхний бьеф Кадатского в-ща
поверхностный слой Bacillariophyta 08.09. 1987 0,24
Устье р. Базыр
Cyanophyta, 0,53
поверхностный слой Bacillariophyta
Устье р. Кадат
поверхностный слой Cyanophyta 0,17
Устье сбросного канала ГРЭС
поверхностный слой Cyanophyta 0,02
Центральная ч., левый берег
поверхностный слой Cyanophyta 0,57
Центральная ч., середина
поверхностный слой Cyanophyta 0,07
Bacillariophyta, 1,08
придонный слой Cyanophyta
Водозаборный канал ГРЭС
поверхностный слой Cyanophyta 0,03
Cyanophyta, 0,12
придонный слой Bacillariophyta
Приплотинная ч., середина
поверхностный слой Cyanophyta 0,06
Результаты исследований взаимосвязи между биомассой и удельным содержанием хлорофилла в фитопланктоне водотоков бассейна Чулыма позволили выявить достаточно тесную положительную корреляцию (рис. 2). Следует отметить, что доля объясненной вариации составляла 52 % лишь в диапазоне концентраций хлорофилла, свойственном олиго- и мезотрофным водотокам по классификации М. Оуэнса [13] и уменьшалась при превышении пороговых величин концентрации хлорофилла (15 мг/м3) и биомассы водорослей (10 г/м3). Согласно имеющимся в литературе данным [8] линейная зависимость сохраняется лишь до определенного предела, выше которого происходит снижение количества пигментов на единицу биомассы.
В уравнениях степенной зависимости удельного содержания хлорофилла от величины биомассы доля объясненной вари-
ации во всем диапазоне изменения обоих показателей составила 40 %, а в диапазоне колебаний биомассы от 0,1 до 10 мг /дм3 не превышала 33 %. Это может быть обусловлено пониженным содержанием хлорофилла в клетках доминирующих в реофильном фитопланктоне диатомовых водорослей и малоактивным физио-логоческим состоянием альгоценозов исследованных водотоков,
о котором свидетельствует значительная доля феопигментов (до 100%) в общей сумме с активным хлорофиллом.
Для планктона Берешского водохранилища установлена обратная связь между рассматриваемыми показателями (рис. 3) в диапазоне изменения биомассы фитопланктона от 0,03 до 20 мг/дм3. Дальнейшее возрастание биомассы до 350 мг/дм3 не сопровождалось изменением доли объясненной вариации ^=0,60).
Заключение
В целом, исследования изменчивости соотношения хлорофилла и биомассы фитопланктона в разнотипных водных объектах бассейна Верхнего Чулыма согласуются с данными, полученным при изучении культур и природных популяций фитопланктона [4], в соответствии с которыми наиболее богаты хлорофиллом представители из отделов Chlorophyta и Bacillariophyta, однако в ряде работ [1820] отмечено отсутствие существенного влияния таксономического состава альго-ценозов на соотношение хлорофилла и биомассы фитопланктона водоемов умеренной зоны. Если же такая зависимость и существует, то ее эффект перекрывается влиянием более сильных факторов [3].
В олиготрофных водотоках, относящихся к первой группе (рр. Урюп, Тюхте-рек, Белый Июс, Черный Июс, Базыр, верховья р. Кия и р. Береш), где концентрация хлорофилла не превышала 2 мг/м3, удельное содержание его в сырой биомассе фитопланктона изменялось от 0,02 до 0,60 % (Cv=95 %). Средняя величина составила 0,20±0,04 и не отличалась от таковой для олиготрофных водоемов [5].
В мезотрофных водотоках и водоемах второй группы (рр. Чулым, Дудет, Там-барское водохранилище, рр. Тисулька, Серта, среднее течение р. Кия, устьевые участи рр. Кадат и Урюп) концентрация хлорофилла не превышала 8 мг/м3, соотношение Хл/В варьировало в более широких границах - 0,02-0,89 %, среднее значение и коэффициент вариации были близки к соответствующим показателям для первой группы.
К третьей группе отнесены рр. Ужур, Кадат, Береш на участке Кадатского водохранилища с содержанием хлорофилла в планктоне до 20 мг/м3, что соответствует уровню эвтрофных водных объектов. Рассматриваемое соотношение (среднее -0,28±0,05) было незначительно выше, чем в первой и второй группах при более низком коэффициенте вариации (42 %), отражающем меньшую зависимость удельного количества хлорофилла в биомассе фитопланктона от условий среды обитания.
Библиографический список
1. Пырина, И.Л.Содержание хлорофилла в фитопланктоне некоторых пресных водоемов / И.Л. Пырина, В.А. Елизарова // Круговорот
вещества и энергии в водоемах. - Новосибирск: СО Наука, 1975.
2. Пырина, И.Л. Сравнительная характеристика водоемов различного трофического уровня по содержанию хлорофилла / Пырина И.Л.,
Елизарова В.А. // Круговорот веществ и биологическое самоочищение водоемов. - Киев: Наукова думка, 1980.
3. Трифонова, И.С. Хлорофилл как мера биомассы фитопланктона в водоемах разного типа // Гидробиологические процессы в водоемах / И.С. Трифонова, Б. Десортова. - Л.: Наука, 1983.
4. Елизарова, В.А. Хлорофилл как показатель биомассы фитопланктона // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоемов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.
5. Минеева, Н.М. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ. - М.: Наука, 2004.
6. Сиделев, С.И. Анализ связей пигментных и структурных характеристик фитопланктона высокоэвтрофного озера // Journal of Siberian Federal University. Biology 2 // С.И. Сиделев, О.В. Бабаназарова. - 2008. - № 1.
7. Бульон, В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. - Л.: Наука, 1983.
8. Изместьева, Л.Р. Связь биомассы фитопланктона и хлорофилла "а" // Мониторинг фитопланктона. - Новосибирск: ВО Наука, 1992.
9. Щур, Л.А. О связи относительного содержания хлорофилла "а" с биомассой фитопланктона, его размерным распределением и продуктивностью / Л.А. Щур, А.Д. Апонасенко, В.Н. Лопатин // Тез. докл. VIII съезда гидроб. об-ва РАН, Калининград, 16-23 сентября 2001 г. -Калининград, 2001. - Т. I.
10. Щур, Л.А. О соотношении хлорофилла "а" и биомассы фитопланктона / Л.А. Щур, А.Д. Апонасенко, В.Н. Лопатин // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия // Матер. междунар. науч. конф., Томск, Россия, сентябрь 2000 г. -Томск, 2000.
Рис. 2. Зависимость между биомассой фитопланктона и содержанием хлорофилла в планктоне рек бассейна р. Чулым
в планктоне Берешского водохранилища
Менее тесная прямая связь между биомассой и содержанием хлорофилла в планктоне водоемов по сравнению с водотоками объясняется одновременным воздействием и опосредованным влиянием множества биотических и абиотических факторов, определяющих уровень развития водорослей. Среди наиболее существенных из них выделяют состав популяций, обеспеченность клеток минеральным питанием, световой режим, сезон года, время суток и температурные условия [5, 8]. Во всех изученных озерах и водохранилищах бассейна р. Чулым доля объясненной вариации в уравнениях линейной регрессии не превышала 53 % за исключением оз. Большое, для которого величина R2 составила 0,97 при отрицательной корреляции. Такой характер связи может быть обусловлен старением альгоценозов или значительным содержанием во взвесях ресус-пензированного детритного материала.
11. Трифонова, И.С. Экология и сукцессия озерного фитопланктона. - Л: Наука, 1990.
12. SCOR-UNESCO Working Group №17.Determination of photosynthetic pigments in sea water // Monogfaphs on oceanographic methodology. - Paris: UNESCO, 1966.
1 3. Оуэнс, М. Биогенные элементы, их источники и роль в речных системах // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям // Труды Советско-Американского семинара, Валдай, СССР, 12-14 июля 1976 г. - Л.: Гидрометеоиздат,
1 977.
14. Чайковская, Т.С. Фитопланктон водотоков и водохранилищ района КАТЭКа / Т.С.Чайковская, В.В. Кириллов // Современное состояние биоценозов зоны КАТЭКа. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990.
15. Чайковская, Т.С. Cравнение видового состава и обилия фитопланктона водотоков и водоемов бассейна р. Чулым с применением мер включения / Т.С.Чайковская, В.В. Кириллов // Вопросы гидрометеорологии Восточной Сибири: Тр. ЗапСибРНИГМИ. - М: Гидрометеоиздат, 1991. - Вып. 5.
16. OECD. Eutrophication of waters. Monitoring, assessment and control. - Paris, 1982.
17. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. - М.: Мин. экологии и прир. Ресурсов РФ, 1992.
18. Ahlgren, G. Limnological studies of lake Norrviken, an eutrophicated Swedish lake. II. Phytoplankton and its productivity // Schweiz. J. Hydrobiol. - 1970. - V. 32. - № 2.
19. Nicholls, K.H. An evaluation of phosphorus-chlorophyll-phytoplankton relationship for lakes / K.H. Nicholls, PJ. Dillon // Intern. Rev. ges. Hydobiol. - 1978. - Bd. 63. - H.2.
20. Курейшевич, А.В. Пигменты фитопланктона и факторы, влияющие на их содержание в водоеме (на примере днепровских водохранилищ): автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Киев, 1983.
Статья поступила в редакцию 14.07.10
УДК 631.4
С.С. Мешкинова, инженер ИВЭП СО РАН г. Барнаул, E-mail: [email protected]
РАДИОНУКЛИДЫ В РАСТЕНИЯХ ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ КАТУНИ
Исследована удельная активность естественных радионуклидов и цезия-137 в доминантных видах растений долины Средней Катуни. Выявлено, что концентрации изученных радионуклидов в растениях долины находятся в пределах фоновых значений и не превышают предельно допустимые величины.
Ключевые слова: радионуклид, растения, удельная активность, коэффициент накопления.
Растения выполняют большую роль в биогеохимических процессах трансформации вещества в биосфере. Поглощая химические элементы и радионуклиды из почвы, почвообразующих пород, грунтовых вод и атмосферы, они перемещают их из одних компонентов ландшафта в другие, при этом изменяя скорость их круговорота в природе. В связи с предполагаемым гидроэнергетическим освоением Катуни изучение радионуклидов флоры данной территории является актуальной эколого-биогеохимичес-кой задачей.
Объекты исследования - доминантные виды растений долины Средней Катуни. Естественные радиоактивные элементы и 137Cs в растениях определяли гамма-спектрометрическим методом в Институте геологии и минералогии СО РАН.
Находящиеся с почве радионуклиды переходят в растения и включаются в биологический круговорот. В живом веществе обнаруживается некоторая аккумуляция этих веществ: калия, частично радия и крайне слабо урана [1]. Интенсивность поглощения растениями отдельных изотопов из радиоактивных семейств подчиняется общей тенденции. Она проявляется в том, что усвояемость их уменьшается в следующем порядке: 228Ка>226Ка>227та>228та>230та>232та>234и>238и [2]. Для изотопов урана, тория и радия основным путем поступления в растительные организмы является корневой. По возрастанию средних уровней радиоактивности классы растений можно расположить в таком порядке: покрытосеменные, голосеменные, папоротникообразные, мохообразные, лишайники. Причина слабого накопления растением веществ, не являющихся аналогами элементов минерального питания, заключается в том, что радионуклиды в почвах представлены крайне малыми количествами. В этом случае преобладающее значение приобретают адсорбционные явления, когда транспорт в клетки этих веществ происходит в форме микропримесей. По сравнению с высшими растениями представители мхов и лишайников накапливают 232й и 238и в больших количествах. Лишайники по накоплению ЕРЭ (естественных радиоактивных элементов) можно отнести к видам-индикаторам радиоактивного загрязнения территории [3; 4].
Большинство надземных частей растений накапливают уран по фонобарьерному типу, при котором значительное увеличение концентрации изучаемого элемента в питающей среде не сопровождается статистически достоверным увеличением его содержания в растениях [5]. Среднее содержание урана в надземной растительности, по литературным данным, в среднем составляет 38 мкг/кг (0,47 Бк/кг) и варьирует в интервале от 5 до 69 мкг/кг (от 0,63 до 0,87 Бк/кг) [6].
В растениях долины Средней Катуни удельная активность 238U колеблется от 7 до 115 Бк/кг и в среднем равна 29,9±8,5 Бк/кг (табл. 1). Наибольшие концентрации обнаружили в Limoniumflexuosum L. - 115 Бк/кг, Artemisiafrigida Willd - 90 Бк/ кг, при коэффициентах накопления 2,1 и 2,2, соответственно. Наименьшая концентрация наблюдается у Kochia densiflora (сем. Chenopodiaceae).
Исходя из поведения U, Th и других радионуклидов был сделан вывод, что растения легко поглощают растворимые соединения Th. Для древесной растительности Сибири А.Л. Ковалевский установил, что фоновое содержание элемента для всех видов лиственных и хвойных растений <10 при максимальном 500 мг/кг (зола). По данным Иванова В.В. [7], Н. Боуэн дает широкий интервал в оценках содержания тория в наземной растительности: от <8 до >1300 мкг/кг сухого вещества. В древесине, листьях и хвое содержание 232Th достигает 5 мкг/г (2*102 Бк/г). К. Ранкама и Т. Сахама отмечали, что Th стимулирует рост некоторых растений.
По данным Н.А. Титаевой и А.И. Таскаева [2; 8], накопление Th растениями незначительно, но оно выше, чем для 238U. Для этих радионуклидов установлены "пороговый эффект", видовые и географические различия в накоплении (пороговая концентрация 232Th в почве принята n*10-3 - n*10-2 г/г). Подсчитаны коэффициенты биологического поглощения (КБП) Th для разных регионов. Высокими они оказались для всех районов, где наличие Th в породах связано с терригенными минералами и минимально с водной миграцией (горная тундра - 0,5; горная
