CC BY
108
УДК 581.5:550.47
Вестник СПбГУ. Сер. 7, 2005, вып. 4
Т. М Потапова, Е. И. Джиноридзе, В. П. Королева, В. Л. Богданов, Я. В. Шмелева
НОВЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ ПРОЦЕССОВ ЭВТРОФИКА1ЩИ ЛИТОРАЛЬНОЙ ЗОНЫ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ФИНСКОГО ЗАЛИВА
В рамках проведения научно-методических работ, связанных с интегральной оценкой антропогенного эвтрофирования водных объектов, сотрудниками НИИ географии, преподавателями и студентами кафедры гидрологии суши факультета географии и геоэкологии СПбГУ проводились комплексные гидрографические, гидрогеохимические и палинологические исследования в мелководном районе восточной части Финского залива. Натурные полевые наблюдения включали гидрометрические измерения, отбор проб воды, донных отложений и макрофитов для их последующего лабораторного анализа на содержание биогенных элементов, а также для диатомового анализа донных осадков. Перед полевыми работами были собраны и обобщены данные гидробиологических исследований, в течение длительного времени проводившиеся Северо-Западным УГМС в Невской губе и восточной части Финского залива и представленные в справочпо-аналитических обзорах [1,2].
Накопленный материал по численности и таксономическому составу фитопланктона свидетельствует о том, что в Невской губе уже с 1911 г. происходит естественный процесс повышения степени трофности, усиленный в последние десятилетия антропогенным поступлением биогенных веществ. За последние 70 лет уровень трофности в Невской губе возрос с дистрофно-ультраолиготрофного до мезотрофного [3]. Для мелководных районов восточной части Финского залива характерно такое явление, как «цветение воды», связанное с массовым скоплением в поверхностном слое цветообразующих водорослей, которое чаще всего наблюдается в прибрежной зоне Северного и Южного курортных районов.
Анализ гидробиологических данных Северо-Западного УГМС за период 1984-1998 гг. на разных станциях Невской губы и восточной части Финского залива позволяет сделать некоторые выводы о пространственных различиях в развитии эвтрофных процессов литоральной зоны залива на основе сопоставления таких гидробиологических показателей как содержание хлорофилла «а», видового состава и биомассы фитопланктона. Так, в соответствии с [2], среднее количество хлорофилла «а» за период 1984-1997 гг. для Невской губы составляли 1,2-37 мкг/л и для курортной зоны Сестрорецка-Зеленогорска - 2,7-48 мкг/л. В 1996-1997 гг. была выявлена тенденция увеличения содержания хлорофилла «а» в литоральной зоне мелководья восточной части залива, наиболее отчетливо проявившаяся в районе у Зеленогорска, что свидетельствует о повышении степени трофности и интенсификации процессов эвтрофирования на этом участке залива.
Важнейшими показателями трофического статуса водоема являются продуктивность и таксономический состав водорослей планктона, при этом к наиболее характерным признакам процесса эвтрофирования относится нарастающее преобладание в составе фитопланктона синезеленых нитчатых водорослей, отмирание массы которых приводит к вторичному загрязнению акватории побережья [1]. В настоящее время по сравнению с 1980-1985 гг. на акватории залива отчетливо выражено увеличение (в 2,5-3 раза) средней биомассы фитопланктона (до 4 мг/л), при этом наибольшие величины биомассы зафиксированы в мелководном районе восточной части Финского залива (4,3-6,6 мг/л) [2], что также говорит о постепенном нарастании эвтрофикации этого района.
В видовом составе фитопланктона на всей акватории Финского залива доминируют си-незеленые водоросли с преобладанием видов ОзсШаЮпа, свойственным эвтрофным водоемам. По данным многолетних исследований, с начала 1980-х годов основной фон летнего
ОТ М. Потапова, Е. Н. Джиноридзе, В. П. Королева, В. Л. Богданов, И. В. Шмелева, 2005
фитопланктона мелководного района залива стали определять синезеленые (Р1апки>1:11пх agardhii и РгеиёапаЬаепа Нтпетюа) и диатомовые (8се1ешпета ЗиЬзаЬит) водоросли. Гидробиологами установлено, что эти виды водорослей успешно развиваются в богатых биогенными элементами водах и тем самым являются маркером повышенной степени эвтрофирования. С середины 80-х годов в доминантном комплексе фитопланктона восточной части залива появилась АпаЬаепа х 1еттегтаппи - цианобактерия, которая, так же как и Р1ап1аойтх agardhii, относится к потенциально токсичным цветообразующим нитчатым синезеленым водорослям, присутствие которых служит важным признаком деградации экосистемы в процессе эвтрофирования [1]. Характерным гидробиологическим показателем интенсивного эвтрофирования береговой зоны восточной части залива (от Сестрорецка до Зеленогорска) является и увеличение зарастаемости зеленой нитчатой водорослью С1асЬр1юга glomerata Кигг, также относящейся к потенциально токсичным видам, деятельность которых может резко ухудшать качество воды, связанное с развитием болезнетворных бактерий, приводящих к острой токсичности вод.
Необходимо отметить, что возникновению такого явления, как цветение воды, способствует специфика гидрологического и гидрохимического режимов мелководного района восточной части Финского залива, где происходит смешивание пресных невских вод с солоноватыми водами залива, вследствие чего видовой состав и количественные характеристики фитопланктона этого района находятся в тесной зависимости от уровня его вод. Согласно данным работы [2], при определенных погодных условиях цветение воды на мелководье восточной части залива, особенно в Северном курортном районе, может происходить и при отсутствии антропогенного загрязнения биогенными веществами, что делает этот участок наиболее уязвимым в отношении процесса эвтрофирования.
В настоящее время процесс эвтрофирования Северного курортного района значительно усилился и за счет возрастания различных видов антропогенных нагрузок, к которым относятся: высокая рекреационная нагрузка (пляжи большой протяженности); сброс стоков по водовыпускам из канализационных очистных сооружений Зеленогорска мощностью 11 тыс. м7сутки; сброс хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод поселков Репино, Комарово, Дюны и Солнечное проектной мощностью 16,7 тыс. м 7сутки.
Анализ вышеизложенных литературных материалов, а также проведение картографического изучения восточной части Финского залива были положены в основу выбора наиболее репрезентативного - эталонного участка, гидроэкологическое обследование которого позволило бы дать оценку процессов эвтрофирования литоральной зоны залива в настоящее время.
В ходе картографических работ были созданы космофотопланы по данным материалов дистанционного зондирования. Анализ банка данных космоматериалов показал, что наиболее приемлемыми являются материалы спутника ЬА№)8АТ-7, полученные камерой ЕТМ+. Исходные космоматериалы представляют собой цифровые изображения местности в 7 каналах. В ходе работы были выполнены нормализация цифровых изображений и их адаптивная обработка применительно к поставленной задаче.1
Опыт создания космофотопланов на территорию Ленинградской обл. показал, что сравнение изображений в зеленом, красном и ближнем ИК-диапазонах позволяет выделить границы мутных, окрашенных и чистых вод. Изображения в ближнем ИК-диапазоне наилучшим образом отображают объекты с содержанием хлорофилла, обусловленным цветением воды. При этом самым оптимальным оказались сочетания следующих спектральных диапазонов (в мкм): 0,45-0,52, 0,52-0,61, 0,63-0,69. Информация этих спектральных диапазонов
1 Космофотопланы в цифровой форме представлены в графическом формате «йГ» с зарамочным оформлением (градусными и метрическими координатами, масштабной линейкой и т. д.), что обеспечивает возможность работы вне ГИС-оболочек и в геоинформационном варианте.
совмещалась мультипликативно с данными панхроматической области с целью повышения разрешающей способности. На основе анализа космофотопланов в масштабе 1:100 ООО был выбран эталонный участок в восточной части Финского залива, расположенный в Северном курортном районе от г. Зеленогорска до пос. Комарово. Как видно из рисунка, на фрагменте космофотоплана 2004 г., представленном в черно-белом варианте с элементами дешифрирования, в мелководной части залива выделяются "четко выраженные «пятна» водорослей с наибольшим распространением по акватории в районе пос. Комарово. Репрезентативность выбранного эталонного участка подтверждается и результатами гидробиологического районирования [2], в соответствии с которым к наиболее продуктивным с доминированием нитчатых синезеленых водорослей отнесен мелководный район западнее о-ва Котлин, включающий и Северный курортный район.
Фрагмент космофотоплана на район эталонного участка г. Зеленогорск - пос. Комарово
(масштаб 1: 100 000). Сплошная линия - граница береговой зоны, пунктир нам - граница зоны зарастания акватории водорослями; точки - пункты отбора проб воды и донных отложений на химический анализ.
Рекогносцировочное эколого-гидрографическое обследование береговой зоны выбранного эталонного участка показало, что значительный вклад в обогащение вод биогенными элементами, активизирующих эвтрофикацию литоральной зоны залива, могут вносить не только канализационные водовыпуски, но и поверхностный сток с прибрежной территории - дождевой сток, смывающий бытовой мусор и остатки пищи с пляжей, а также сток местных рек, ручьев и канав, стекающих с садово-огородных участков и других сельскохозяйственных земель.
В связи с тем, что в настоящей работе ставилась задача проведения комплексных биогеохимических исследований с целью интегральной оценки антропогенного эвтрофирова-ния Финского залива, на эталонном участке отбирались пробы воды, донных отложений и макрофитов как непосредственно с берега, так и в открытой воде на расстоянии 50-100 м от берега для их последующего химического анализа на содержание биогенных элементов.
Экологическое обследование Курортного района на эталонном участке Зеленогорск-Комарово, проведенное летом 2004 г., показало, что, несмотря на погодные условия (дож-дивое, холодное лето), как правило, сопровождающееся разбавлением и снижением концентраций биогенных элементов в воде, на мелководье наблюдались бурное цветение водорослей. а также интенсивное обрастание твердых предметов (камни, гаЛька и т. д.) нитчатыми водорослями. При этом ширина полосы развития особо ядовитых синезеленых водорослей на всем протяжении эталонного участка составляла не менее 100 м удаленности от берега, достигая 3000 м в районе пос. Комарово (см. рисунок), что свидетельствует об активизации процессов антропогенного эвтрофирования мелководной части залива. Можно предположить, что в случае жаркого, засушливого лета интенсивность зарастания прибрежной зоны залива будет возрастать, создавая угрозу развития патогенной микрофлоры.
Экологическое состояние водной среды оценивалось на основе анализа видового состава проб водной растительности, отобранных вдоль побережья эталонного участка на расстоянии 50-100 м от берега на глубине 2-3 м. Водная растительность была представлена следующими видами: рогодистник, рдест, ряска, кубышка желтая и водорослями вида С1аёо-рЬога §1ошега1а, >1ке11а СЬагасеае (табл. 1).
Таблица ]. Видовой состав водной растительности литоральной зоны Финского залива
№ проб Пункты отбора проб Вид Встречаемость вила
Русское название 1 Латинское название
1 Зеленогорск, лагуна у волнореза Кладофора Cladophora glomerata Нередко
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus Часто
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Очень редко
Роголистник погруженный (темно-зеленый) Ceratophyllum demersum Редко
Ряска малая Lernna minor Часто
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith
2 Зеленогорск, 0,75 км от волнореза Кладофора Cladophora glomerata Нередко
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus Часто
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Очень редко
Окончание табл. 1
^ \ Пункты отбора Вил Встречаемость вида
■ш проо i проб Русское название Латинское название
Роголистник погруженный Ceratophyllum demersum Редко
Ряска малая Lemna minor Часто
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith Очень редко
3 Зеленогорск, 1,7 км от волнореза Кладофора Cladophora glomerata Часто
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus »
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Очень редко
Роголистник погруженный Ceratophyllum demersum Нередко
Ряска малая Lernna minor Часто
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith Очень редко
4 Зеленогорск. 3 км от волнореза Кладофора Cladophora glomerata Обильно
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus Часто
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Очень редко
Роголистник погруженный (темно-зеленый) Ceratophyllum demersum Редко
Ряска малая Lemna minor Часто
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith Редко
5 Зеленогорск, 4,1 км от волнореза Кладофора Cladophora glomerata Обильно
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus Часто
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Очень редко
Роголистник погруженный (темно-зеленый) Ceratophyllum demersum Редко
Ряска малая Lemna minor Часто
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith Очень редко
6 пос. Комарово 5,4 км от волнореза Кладофора Cladophora glomerata Обильно
Рдест пронзеннолист-ный Potamogeton perfoliatus Часто
Нителла (семейство харовые) Nitella (Characeae) Отсутствие
Роголистник погруженный (темно-зеленый) Ceratophyllum demersum Часто
Ряска малая Lemna minor
Кубышка желтая Nuphar lutea L Smith Отсутствие
Таблица 2. Гидрохимические показатели акватории прибрежной зоны Северного курортного района
Финского залива (июль, 2004 г).
№ проб Пункт сп'бора пробы Фосфор фосфа тов, мг/л Хлорность, мг/л Цветность, град. со2, мг/л % насыщения 504, мг/л рн м, мг/л ВЬ, мВ
Финский залив, 100 м от берега
1 Зелено!орск, лагуна у волнореза 0,020 174 20 15,3 11 7,3 573 264
2 1,7 км от волнореза -у водовы пуска 0,022 89 20 14,0 - 5 7,6 517 86
3 4,1 км от волнореза 0,024 85 20 - 14,6 - 8 7,7 568 50
4 нос. Комарово, 5,4 км от волнореза 0,010 99 20 15,3 - 7 6,6 375 98
Финский залив, 1-2 м от берега
5 Зеленогорск, лагуна у волнореза 0,035 165 50 22 14,3 62 50 7,6 549 5
6 0,75 км от волнореза 0,025 75 30 19,8 17,7 165 25 8,5 420 15
' 7 1,7 км от волнореза 0,060 20 30 17,6 13,8 65 45 6,7 132 190
8 3 км от волнореза 0,032 47 70 20,2 12 101 7 6,9 152 133
9 4,1 км от волнореза 0,028 69 20 19,8 18,1 139 9 8,8 460 20
10 пос.Комарово, 5,4 км от волнореза 0,025 73 30 2,2 18,1 102 9 9,1 473 26
Примечание. М - минерализация, ЕЬ - окислительно-восстановительный потенциал; знак «-» - не определяли.
Анализ пространственной изменчивости видового состава макрофитов эталонного участка показал, что основными биоиндикаторами состояния водной среды являлись синезеле-ные (кладофора) и харовые (нителла) водоросли. Как видно из табл. 1, по мере продвижения по направлению от Зеленогорска к пос. Комарово встречаемость С1аёорЬога glomerata резко повышалась, а ИкеИа СЬагасеае практически исчезала из состава фитоценоза. По результатам флористических исследований можно было предположить, что прибрежная зона около Зеленогорска является относительно чистой по содержанию биогенных элементов, о чем свидетельствовало присутствие харовых водорослей, чрезвычайно чувствительных к биогенной нагрузке, тогда как по мере продвижения в направлении пос. Комарово нагрузка предположительно увеличивалась.
Детальные гидрогеохимические исследования, подтвердившие правильность качественных оценок флористического обследования эталонного участка залива, позволили также выявить целый ряд особенностей в химическом составе воды и донных отложений, связанных с процессами эвтрофирования. Гидрохимические исследования включали измерения растворенного кислорода, углекислого газа, рН, солености, проводившиеся непосредственно на месте отбора проб с помощью портативных приборов (оксиметра, тестера воды, кондуктометра), а также лабораторную обработку проб на содержание подвижных фосфатов, нитритного азота, сульфатов, цветности, жесткости и хлорности воды по утвержденным в системе Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязнением объектов окружающей среды методикам [4].
Результаты определения химического состава прибрежных вод залива приведены в табл. 2. Как из нее следует, основные гидрохимические признаки эвтрофирования исследуемого участка акватории выражаются в высокой цветности воды, достигающей у берега 70° и снижающейся до 20° при удалении от берега на расстояние 200 м, а также в характерных для эвтрофных водоемов резких перепадах концентраций растворенного углекислого газа (от 2 до 20 мг/л) и кислорода (от 62 до 140% насыщения) на фоне увеличения рН до 8-9. Защелачивание воды на фоне роста содержания растворенного кислорода, обусловленное процессом фотосинтеза, наиболее интенсивно протекающем в местах наибольшего зарастания (в пятнах цветения водорослей), также является характерным признаком процесса эвтрофирования данной акватории. Наибольшую тревогу вызывают и зарегистрированные в отдельных пробах низкие значения окислительно-восстановительного потенциала (Е11 = 5-20 мВ), что свидетельствует о создании здесь восстановительных условий, которые приводят к появлению аммиачного азота и сероводорода, крайне негативно сказывающихся на качестве воды.
Общая минерализация (соленость) на изучаемом участке залива не превышает 0,5%о, что соответствует фоновому значению. Концентрации сульфатов варьируют на низком уровне: от 7 до 25 мг/л; их максимальные величины (45-50 мг/л) были зарегистрированы только в месте выхода в залив канализационных труб и, очевидно, связаны с локальным выпуском сточных вод. Содержание биогенных элементов (подвижных фосфатов) также указывает на значительное превышение фоновых концентраций фосфат-ионов, установленных для Невской губы (0,01-0,03 мг/л) [5], которые достигают 0,06 мг/л в месте выхода канализационных труб (проба № 7). Интересно отметить, что при удалении от берега концентрации фосфатов значительно снижаются и даже на участке максимального зарастания береговой зоны (пос. Комарово) на расстоянии 100 м от берега не превышают фоновых значений, установленных для олиготрофных водоемов (0,01-0,02 мг Р/л).
Геохимические исследования донных отложений эталонного участка прибрежной акватории Финского залива включали определения органического углерода, подвижных форм серы и фосфора в солянокислых вытяжках, а также валовых содержаний общего азота и
фосфора в макрофитах в верхних (0-5 см ) слоях донных отложений по общепринятым методам анализа почв [6].
Данные о количестве валовых и подвижных форм азота и фосфора в донных отложениях являются основными показателями процесса вторичного эвтрофирования водоемов, обусловленного переходом биогенных элементов из донных осадков в водную фазу [7]. Многочисленные работы, посвященные изучению баланса биогенных элементов в воде водоемов Северо-Запада, показывают, что концентрация общего и подвижного фосфора лимитирует биопродуктивность северных водоемов [7, 8]. Геохимические данные о биогенных элементах в донных осадках эталонного участка, приведенные в табл. 3, также подтверждают приоритетную роль фосфора в эвтрофировании прибрежной зоны Финского залива.
Таблица 3. Содержание органического углерода, валовых и подвижных форм биогенных элементов (%) в донных отложениях прибрежной зоны Финского залива
№ пробы Пункт отбора Тип осадка Р общ Р мни С орг Ы'общ
1 Зеленогорск, лагуна у волнореза Пелитовый ил 0,36 0,06 0,30 0,24
2 Зеленогорск. 0,75 км от волнореза Мелкозернистый, хорошо 0,13 0,007 < 0,05 0,21
3 Зеленогорск, 1,7 км от волнореза сортированный песок квар- 0,36 0,03 0,21 0,38
4 Зеленогорск, 3 км от волнореза цевого состава буроватого цвета 0,53 0,029 0,09 0,19
5 Зеленогрск, 4,1 км от волнореза 0,03 0,007 0,18 0,16
6 пос. Комарово. 5,4 км от волнореза 0,17 0,050 <0,05 0,06
7 Приток р. Сестры Песчано-глинистый 0,10 0.037 0,26 0,07
Ввиду отсутствия или недоступности сведений о фоновых содержаниях общего азота и фосфора в донных отложениях Финского залива, полученные результаты по биогенному составу донных осадков эталонного участка были сопоставлены с их значениями в почвах, наиболее распространенных на территории водосбора исследуемого участка залива, и в донных осадках озер различной степени трофности (табл. 4). Как видно из табл. 4, в исследуемых донных осадках содержание общего азота, изменяющееся от 0,06 до 0,38%, не выходит за пределы фоновых в дерново-подзолистых почвах, в то время как общего фосфора, варьирующего в широком интервале от 0,05 до 0,53%, в несколько раз выше, чем фоновые в почвах. Количество подвижного фосфора фосфатов, наиболее легко усвояемого гидро-бионтами, составляет 0,007-0,06%, достигая максимума в лагуне и местах наиболее сильного зарастания залива водорослями (пос. Комарово). Необходимо отметить, что обеспеченность почв доступными фосфатами считается средней по содержанию их в солянокислой вытяжке от 8 до 15 мг Р205 на 100 г почвы и высокой, когда подвижных фосфатов более 30 мг Р205/100 г. В изученных донных осадках содержание подвижных фосфатов в форме
Р205 составляет 28-240 мг на 100 г осадка, что превышает уровень высокой обеспеченности доступных фосфатов в почве и свидетельствует о наличии реальной угрозы усиления процессов эвтрофирования залива на исследованном участке.
Таблица 4. Содержание биогенных элементов (%) в почвах, озерных и морских
донных отложениях
Пункты отбора С орг Р общ Рмш. N общ
Почва дерново-подзолистая.1 Ленинградская обл. 0,2-2,7 0,003-0,18 0,001-0,025 0,1-0,45
Финский залив,2 литораль у Зеленогорска 0,05-0,30 0,03-0,53 0,007-0,06 0,06-0,35
Ладожское озеро3 0,05-0,25 0,002-0,012
Оз. Лаборожское,4 Латвия 7,6-10,5 0,07-0,29 0,04-0,08 0,7-1,04
Примечание. Данные: 1 - [9], 2 - собственные экспериментальные, 3 - Н. И. Семеновича [10]/-[11].
Сопоставление концентраций общего и минерального фосфора в донных осадках эталонного участка залива с фоновыми содержаниями фосфора в озерных донных отложениях, приведенных в табл. 4, показывает, что фосфора в донных осадках залива во много раз больше по сравнению с олиготрофными озерами Северо-Запада (Ладожское озеро). Концентрации общего и минерального фосфора в заливе достигают верхнего предела их содержаний в эвтрофных водоемах Латвии (оз. Лаборожское). в которых внешняя биогенная нагрузка превышает 1 г/и2 в год, а внутренняя нагрузка составляет 0,14-0,16 г/м2 в год, свидетельствуя о высокой отдаче фосфора со дна этих озер.
Согласно полученным данным, концентрация фосфора в донных отложениях эталонного участка во много раз выше, чем в воде, другими словами, большая часть фосфора сосредоточена в верхнем (0-10 см) слое донных отложений, где расположена основная часть корневой системы. Таким образом, донные отложения являются основными поставщиками питательных веществ для- высшей водной растительности, что и подтверждается данными о биогенных элементах в пробах макрофитов эталонного участка. Сопоставление содержаний общего фосфора и азота в донных отложениях и водных растениях показывает, что концентрации Робш, составляющие в водных растениях 0,26-0,64%, в 1,5-3 раза выре, чем в донных отложениях, а общего азота (С составляющие в макрофитах 2-3,5%, на порядок выше, чем в донных осадках. Способность макрофитов к аккумуляции того или иного вещества зависит от вида растений и формы соединения элемента, что обусловлено, вероятнее всего, доступностью данной формы и физиологической потребностью в нем. растений в процессе их жизнедеятельности. Тем не менее оценка уровня накопления биогенных элементов водными растениями является весьма перспективной для контроля экологического состояния водных систем.
Большой интерес для экологической оценки акватории представляет и проведенный диатомовый анализ донных отложений эталонного участка Финского залива в пробах, отобранных с глубины 0-5 см в п. № 1-6, географическая привязка которых приведена в табл. 1. Подсчет диатомей в осадках, представленных наилком с песками и песками, производился до 200-250 створок в каждом образце. Всего в изученных пробах идентифицировано 73 вида и разновидности диатоМей, являющихся олигогалобами. Экологические характеристики известны для 63 видов и разновидностей [12]. Из них встречены 31 обрастатель, 20 донных и 12 планктонных видов. По отношению к солености обнаружены 50 индиф-
ферентов, 10 галофилов и 3 галофоба. Ниже приводится описание результатов диатомового анализа по отдельным пунктам эталонного участка Финского залива.
В лагуне у волнореза центрального пляжа г. Зеленогорска (проба № 1) встречен небогатый в видовом отношении диатомовый комплекс (17 видовУ В массе присутствует вид-обрастатель и ß-мезосапроб Cocconeis placentula. В значительных количествах найдены: Fragilaria brevistriata (обрастатель, индифферент по отношению к солености), Surírella oval is (галлофил, эврисапроб), Synedra ulna (обрастатель, индифферент), Gymbella ventricosa (обрастатель, индифферент). Обнаружен 1 планктонный вид с единичной встречаемостью Cyclotella menenghiniana (галлофил, ß-мезосапроб). По величине индекса сапробности, вычисленного по методу Сладечека-Бука и составляющему 1,7, водоем относится к ß-мезосапробным. Тем не менее по количеству алкалифилов, которое превышает 80%, что свидетельствует о слабощелочной реакции среды, можно считать, что изучаемая лагуна имеет статус эвтрофного бассейна.
На участке залива, удаленном от волнореза на расстояние 0,75 км (проба № 2), в дом инантно-су б доминантном диатомовом комплексе присутствуют донные виды и обрастатели: Navícula radiosa, Fragilaria construens var. venter, F. construens var. subsalina, F. brevistriata, Cymbella ventricosa, Rhoicosphaenia curvata, Surirella ovalis и Diatoma vulgare. Планктонный вид-индикатор эвтрофирования и антропогенного влияния на водную среду Cyclostephanos dubius встречается единично. Диатомовый комплекс более богат в видовом отношении по сравнению с предыдущим (36 видов). По индексу сапробности, равному 1,7, водоем является ß-мезосапробным. Учитывая, что количество алкалифилов составляет 50%, а остальные виды индифференты по отношению к pH среды, что свидетельствует о нейтральной реакции водной среды, исследуемый участок залива можно отнести к мезотрофному типу.
На участках залива, удаленных от волнореза на расстояние 1,7 и 3 км (пробы № 3, 4), обнаружен сходный с вышеописанным комплекс диатомовых водорослей. Среди доминант и субдоминант найдены донные виды и обрастатели: Navícula radiosa, Fragilaria brevistriata, F. construens var. venter, Cymbella ventricosa, Diatoma vulgare, Achnanthes hauckiana, Nitzschia gracilis var. minor. Также единично встречен вид-индикатор органического загрязнения водоема Cyclostephanos dubius. По отношению к солености обнаружено 19 индифферентов и 5 галофилов. Индекс сапробности равен 1,7, т. е. на данном участке водоем ß-мезосапробный. По отношению к pH водной среды количество индифферентов составляет 63%, остальные виды - алкалифилы, что позволяет считать реакцию среды нейтральной, а водоем - мезотрофным.
На участке залива, удаленном от волнореза на расстояние 4,1 км (проба № 5), господствует эврисапроб Surirella ovalis. К субдоминантам относятся Diatoma vulgare, Navícula radiosa, Cymbella ventricosa, Fragilaria brevistriata, Cocconeia placentula. Планктонные виды встречены единично: Navícula gothlandica (галофил), Cyclotella bo-danica (индифферент по отношению к солености), Cyclotella mencnghiniana (галлофил). По отношению к pH среды обнаружено 45% алкалифилов, остальные виды - индифференты. Бассейн имеет статус мезотрофного. По величине индекса сапробности (1,7) он является ß-мезосапробным.
В пробе № 6, взятой в районе пос. Комарово и представленной песком, обнаружен диатомовый комплекс, отличный от предыдущих по разнообразию встреченных здесь планктонных диатомей. В небольших количествах встречены такие планктонные виды, как Aulacoseira islandica subsp. helvetica, A. ambigua A. distans, Á. italica, Cyclotella bodanica, C. ocellata, Cyclostephanos dubius. Всего определено 36 видов и разновидностей диатомей. В доминантно-субдоминантном диатомовом комплексе присутствуют донные виды и обрастатели: Surirella ovalis, Navícula radiosa, Cymbella ventricosa, Cocconeís placentula, Fragilaria construens var. venter, F. brevistriata, Rhoicosphaenia curvata. По величине индекса сапробности (1,7) бассейн ß-мезосапробный. По высокому количеству алкалифилов (80%) pH водной среды является слабощелочной, что позволяет отнести данный участок залива к эвтрофному типу.
Таким образом, на основании комплексных картографических, флористических, гидрогеохимических и палинологических исследований установлено, что литоральная зона Финского залива в Северном курортном районе подвержен^ повышенной антропогенной нагрузке. При этом наиболее выражены процессы эвтрофикации на лагунном участке в прибрежной части залива в Зеленогорске и в районе пос. Комарово. Проведенные геохимические исследования доннах отложений литоральной зоны залива показали, что максимальные значения ряда показателей (содержание подвижной серы до 0,35%, подвижных фосфатов до 0,06%, общего фосфора до 0,53%) соответствуют донным осадкам водных объектов, испытывающих длительные антропогенные нагрузки. Полученные данные о концентрациях биогенных элементов в донных отложениях эталонного участка говорят о высокой внешней фосфорной нагрузке на залив и указывают на возможность вторичного эвтрофирования Финского залива за счет диффузии фосфора со дна водоема. Диатомовый анализ донных осадков эталонного участка залива показал, что на всем его протяжении бассейн относится к ß-мезосапробным, с наибольшей степенью эвтрофирования по количеству алкалифилов (до 80%) в лагуне Зеленогорска и в районе пос. Комарово. Совпадение выводов палино-
логических и геохимических исследований донных осадков литоральной зоны Финского залива указывает на перспективность использования этих показателей в качестве критериев интегральной оценки антропогенного эвтрофирования водных экосистем.
Summary
Potapova Т. М, Dzhinoridze Е. NKoroleva V. P.t Bogdanov V. L, Shmeleva /. К New information on littoral zone eftrofication process development of the east part of the Gulf of Finland.
Modem estimation of the eftrothication degree of the Gulf of Finland littoral zone on the base of hydrographic, fyydro geochemical and cartographical research is carried out. Biogeochemical parameters are defined, including total and mobile forms of biogenic elements (phosphorus, nitrogen, sulfur) in ground deposits and saprobe index on the diatomic analysis data. Ecology investigation of a gulf northern zone resort has revealed intensive water overgrowth with seaweed. According to the cosmophotoplan of 2004 near the Komarovo village seaweed spots spread all over the littoral zone at the distance of 3 km from the shore. Geochemical research of the Gulf of Finland littoral zone has revealed a high level of mineral phosphorus accumulation on the surface of the bottom sediments, that is frequently exceeding the background contents. These data can be used for the estimation of an eftrofication process intensity to predict the development of an ecological situation in the Gulf of Finland.
Литература
!. Экологическое состояние водоемов и водотоков бассейна реки Невы / Под ред. А. Ф. Алимова. СПб., 1996. 2. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 1996 г. / Под ред. А. К. Фролова. СПб., 1997. 3. Цветкова Л. ИКопина Г И. Оценка трофического состояния Невской губы в современных условиях // Труды Гос. гидрол. ин-та. Л., 1988. Вып. 321. 4. Руководство по химическому анализу вод. Л., 1977. 5. Ска-кальский Б. Г.. Румянцева Э. А. Особенности фонового гидрохимического состояния акватории восточной части Финского залива в местах строительства портовых комплексов // Тез. докл. Междунар. эколог, форума «День Балтийского моря». С.-Петербург, 19-22 марта 2003 г. СПб., 2003. 6. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. И. С. Кауричева. М., 1975. 7. Мартынова М. В. О роли донных отложений в эвтрофировании водоемов: обмен соединениями азота и фосфора между донными отложениями и водой // Водные ресурсы. 1988. N° 4. 8. Стравинская Е. А., Кулишева Ю. И. Роль донных отложений в круговороте азота и фосфора If Сохранение природной экосистемы водоема в урбанизированном ландшафте / Под ред. В. Г. Драбковой. Л., 1984. 9. Почвоведение / Под ред. И. С. Кауричева. М., 1982. 10. Семенович И. И. Донные отложения Ладожского озера. Л.. 1966. 11. Трансформация органического и биогенных веществ при антропогенном эвтрофирании озер / Под ред. А. Ф. Алимова. Л., 1989.12. Водоросли - индикаторы в оценке качества окружающей среды / Под ред. А. Ф. Алимова. М., 2000.
Статья поступила в редакцию 10 марта 2005 г.
