CC BY
32
УДК 574.583
Фитопланктон каскада прудов Верхний-Нижний (г. Калининград) в декабре 2015 года
Бугранова О.С., Цупикова Н.А. [email protected], tsoupikova@kl gtu. ru
ФГБОУ ВО «КГТУ», Калининград, Россия
Аннотация. В данной работе приведены данные о таксономическом составе, численности и биомассе фитопланктона прудов Верхний и Нижний (г. Калининград) в декабре 2015 года и наблюдавшихся гидрохимических условиях. За время исследования выявлено 80 видов водорослей из семи отделов. Основу видового разнообразия двух прудов составляет отдел Chlorophyta, виды которого преобладают и по численности и по биомассе в исследованных прудах.
Ключевые слова: зимний фитопланктон, биогены, Верхний пруд, Нижний пруд.
Phytoplankton in cascade of the Verkhny-Nizhny ponds (Kaliningrad) in December 2015
Bugranova O.S., Tsoupikova N.A. [email protected], [email protected]
FGBOU VO "KSTU", Kaliningrad, Russia
Abstract. This paper describes data on составе and the taxonomic structure, the abundance and the biomass of phytoplankton found in the Verkhny and Nizhny ponds (Kaliningrad) in December 2015 and current hydrochemical conditions. During the study found 80 species of algae of the seven departments . The basis of species diversity of the two ponds of Chlorophyta department, whose views prevail in number and biomass in the studied ponds .
Keywords: Winter phytoplankton, biogenic elements, the Verkhny Pond, the Nizhny Pond.
Введение. Водоемы являются неотъемлемым элементом в структуре городов. Современный уровень урбанизации способствует отрицательному влиянию городов на водоемы, которое выражается в нарушении естественных функций экосистем водоемов. Пруд Верхний и входящий в
его бассейн пруд Нижний являются крупнейшей системой водных объектов города Калининграда. Вся система расположена в центре города и охватывает значительную его территорию. Берега прудов являются зелёной рекреационной зоной и соответственно экосистемы этих прудов испытывают большую антропогенную нагрузку [2]. Одним из основных показателей трофического состояния водоемов является структурная организация растительного планктона, значение его численности и биомассы. Вегетативное развитие водорослей начинается обычно в марте-апреле, однако известно, что многие виды пресноводного фитопланктона в зимний период находятся в состоянии покоя или пониженной жизненности [6].
Материал и методы. Материалом для данного исследования послужили пробы фитопланктона, собранные в декабре 2015 года на стандартных станциях мониторинга каскада прудов Верхнего (3 станции) и Нижнего (3 станции). Пробы фитопланктона объемом 0,5 л отбирали из поверхностного слоя воды с последующей фиксацией раствором Люголя с добавлением формалина и ледяной уксусной кислоты [4, 5] и концентрацией путем прямой фильтрации через мембранные фильтры № 6 и № 5 (диаметр 5 и 1,2 мкм). Определение видовой принадлежности, а также подсчет численности и биомассы альгофлоры прудов проводили согласно общепринятым методикам [4, 5]. Параллельно со сбором растительного планктона отбирали пробы воды для последующего гидрохимического анализа, проводившегося по стандартным методикам (объемный и колориметрический метод), а также измеряли температуру воды. Результаты осреднены по указанным станциям.
Результаты и обсуждение. По результатам проведенного исследования в альгопланктоне прудов Верхний и Нижний было выявлено 80 видов водорослей (включая виды, определенные до рода), из которых 32 вида являются общими для двух прудов. Ведущее место по числу видов занимают зеленые водоросли, составляющие 72 % от общего состава фитопланктона в Верхнем пруду и 61 % в Нижнем. Диатомовые составляют по 12 % в каждом пруду, синезеленые - 7 %, пирофитовые - 4 и 5 %, эвгленовые - 5 и 4 % и обнаруженные только в пруду Нижнем динофито-вые и золотистые водоросли составляют 7 % и 4 % соответственно (рис. 1).
■ СЫогорЬу^а ■ ВасШапорку^а ш СуапорЬуЧа
■ ЕщЫпорНуЯа ■ РуггорЬу(а ■ ОпюрЬуТа
■ СЬгуяорЬу^а
а) б)
Рис.1. Соотношение различных систематических групп водорослей в Верхнем (а) и Нижнем (б) прудах
В сходном систематическом отношении отделы водорослей двух прудов распределялись согласно данным представленным в таблице 1.
Таблица 1. Таксономическая структура фитопланктона каскада
прудов Верхний-Нижний за время исследования
Отдел Количество %**
классов порядков семейств родов видов*
СЫоторку1а 3 3 11 20 55 69
Bacillariophyta 2 3 3 7 9 11
Суапорку1а 1 1 2 2 4 5
Dinophyta 1 2 2 2 4 5
Pyrrophyta 1 1 1 2 3 4
Euglenophyta 1 1 1 1 3 4
Chrysophyta 1 1 1 2 2 3
Всего: 9 10 19 33 80 100
*включая виды, идентифицированные до рода **процент от общего числа видов
Зеленые водоросли наиболее многочисленные, в общем представлены 55 видами в пробах Верхнего и Нижнего прудов. Выявленные виды относятся к трем классам, 11 семействам и 20 родам. Диатомовые водоросли (9 видов) представлены двумя классами, тремя семействами и семью родами. Остальные отделы водорослей представлены по одному
классу. Следует отметить, что зеленые водоросли являются основной частью видового разнообразия в пруду Нижнем как в весенне-летний, так и зимние периоды 2015 года [7].
Основное видовое богатство принадлежит классу Chlorococcaleae из отдела зеленых водорослей. Этот класс занимает первое место (60 %) и представлен 48 видами из 9 семейств и 15 родов. Девять других классов менее разнообразны и составляют в сумме 40 % от общего состава.
В спектре семейств ведущим по числу видов является семейство Scenedesmaceae, включающее в себя только один род Scenedesmus и составляет 20 % видового состава фитопланктона. Далее можно выделить семейства Chlorellaceae (8 видов), Hydrodictyaceae, Radiococcaceae (по 7 видов каждый), составляющие 28 % состава водорослей, выявленных в период исследования. Остальные семейства содержат четыре и менее видов, что составляет 52 % от общего количества видов. В систематическом списке водорослей большинство родов содержат один-два вида и в сумме составляют 81 % от состава родов и 49 % видового разнообразия. Преобладание семейства Scenedesmaceae и одноименного рода, можно объяснить широким спектром адаптаций этих водорослей и достаточно высоким содержанием биогенных веществ во время исследования.
Содержание биогенных веществ в водах рассматриваемых прудов было очень близким (рис. 2), в частности концентрация фосфатов в декабре значительно уменьшилась (до приблизительно 0,1 мгР/дм3) по сравнению с летним периодом, что соответствует нормальному годовому ходу. Концентрация общего железа хотя и была ниже наблюдавшейся осенью, но все-таки несколько превышала ПДК. Нитритов крайне мало -0,01-0,02 мгМдм3, нитраты не определялись. Содержание азота аммонийного было выше прочих биогенных веществ (и не только в декабре, а в течение всего года) и превысило допустимые значения более чем в 5 раз.
2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40
-1 I
0,00 I—-—,—--1_1 ' ■ *
Нитриты Железо общее Азот аммонийный Фосфаты
□ пр.Верхний Опр.Нижний
Рис. 2. Концентрации биогенных веществ, мг/дм3
Полученные данные количественного развития альгофлоры исследуемых прудов показали, что общая численность и биомасса фитопланктона пруда Нижний выше таковых значений в пруду Верхний, что возможно, объясняется мелководностью первого, а также обнаружением в этом пруду большого количества крупных форм пирофитовых водорослей (рис. 3).
численность биомасса
■ ир\д Верхний ■ пруд Нижний Рис. 3. Общая численность и биомасса каскада прудов Верхний-
Нижний
По численности в пруду Верхнем преобладали зеленые и синезеле-ные водоросли, а в пруду Нижнем - зеленые и пирофитовые. Высокие значения биомассы зеленых водорослей наблюдаются в обоих прудах, однако, основу биомассы в пруду Нижнем составляют водоросли отдела пи-рофитовых.
По результатам гидрохимических исследований можно заключить, что воды прудов Верхнего и Нижнего содержат значительное количество органических веществ. В соответствии с [1] перманганатная окисляе-мость даже зимой, когда количество органических веществ в природных водах минимальное, характеризовалась как «средняя» (рис. 4). Содержание растворенного кислорода в обоих прудах было невысоким (менее 6 мг/дм3), несмотря на отсутствие ледового покрова и довольно низкую температуру воды (около 4-5 °С) наблюдалось недосыщение (71- 72 %).
10,00 г 8,00 -6,00 -4,00 -2,00 -0,00 -
Перманганатная Кислород
окисляемо сть
□ пр.Верхний □ пр.Нижний
Рис.4. Величина перманганатной окисляемости, мгО/дм3, и содержание растворенного кислорода, мг/дм3
Таким образом, в декабре месяце в фитопланктоне пруда Верхний было выявлено 57 видов водорослей из пяти отделов, а в фитопланктоне пруда Нижнего - 56 видов из семи отделов. Такая относительно высокая вегетация водорослей объяснятся тем, что декабрь 2015 г. был теплым и умеренно дождливым: среднемесячная температура воздуха 4,5 °С при норме минус 0,3 °С, и только в конце месяца среднесуточная температура опустилась ниже 0 °С. За месяц выпало 88 мм осадков, что ненамного больше среднемноголетнего значения для декабря (73 мм/месяц) [3].
В водах исследуемых прудов довольно высокое содержание органических веществ и биогеннов, способствующее высокому видовому разнообразию и развитию зеленых и пирофитовых водорослей, что является следствием возрастания антропогенной нагрузки на эти водоемы.
Библиографический список:
1. Алекин О. А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 413 с.
2. Берникова Т. А., Цупикова Н.А., Нагорнова Н.Н. Роль водных объектов в обеспечении устойчивого развития городской среды (на примере бассейна пруда Верхнего в г. Калининграде) / Вестник РУДН, М. ИПК РУДН, № 4, 2013. С. 97-107.
3. Климат Калининграда // Погода и климат URL: http://www.pogodaiklimat.ru/climate/26702.htm (дата обращения: 25.12.2015).
4. Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. - М.: Наука, 1975. - 240 с.
5. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Под ред. Абакумова В. А. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1983. - 318 с.
6. Стенина А.С Есть ли жизнь подо льдом // Вестник института биологии. - 1998. - №14. - С. 16.
7. Цупикова Н.А., Бугранова О.С. Гидрохимическе условия развития весенне-летнего фитопланктона в пруду Нижнем (г. Калининград) в 2015 году) // Ключевые проблемы безопасности развития природно-про-мышленных систем. - Орел: 2016. - С. 140-150.
Об авторах
Бугранова Олеся Сергеевна(о1евуа.Ь^гапоуа@к^1;и.ги) Аспирант. ФГБОУ ВО «Калининградский Государственный Технический Университет», ведущий инженер, Калининград, Россия.
Цупикова Надежда Александровна ([email protected]) Кандидат геолого-минеральных наук. ФГБОУ ВО «Калининградский Государственный Технический Университет», доцент, Калининград, Россия.
About authors
Bugranova Olesya S. ([email protected])
Graduate student. FGBOU VO " Kaliningrad State Technical University " , the chief engineer , Kaliningrad , Russia .
Tsupikova Nadezhda ([email protected])
Candidate of Geological and Mineral Sciences . Other honorary titles . FGBOU VO " Kaliningrad State Technical University ," Associate Professor, Kaliningrad, Russia.
