CC BY
21ter, Geothrix, Heliobacterium, Hydrogenophaga, Leptothrix, Macromonas, Methylococcus, Methylomo-nas, Micrococcus, Micromonospora, Mycobacterium, Nitrobacter, Nocardia, Ochrobactrum, Propionibacterium, Pseudomonas, Pseudonocardia, Rhodobacter, Rhodococcus, Rhodopseudomonas, Sphaeroti-lus, Sphingomonas, Spirochaeta, Staphylococcus, Streptomyces, Sulfobacillus, Thiobacillus, Thiothrix, Xanthomonas. В илах обнаружены представители семейств Enterobacteriaceae и Ectothi-orhodospiraceae, группа диссимиляционных железоредукторов FeRed (Турова,1996), FeRB(Lovley), FeRed KM-2 (Лебедева). В составе представителей класса Cyanobacteria. обнаружены рр. Anabaena, Microcystis, Oscillatoria и Aphanizomenon.
Структура бактериобентосного сообщества определяется условиями биотопа, ведущими из которых выступают тип донных отложений, соотношение фракций механического состава грунта, содержание биогенных веществ, качественный состав и генезис органического вещества. В ряду морфотипов илов (песчанистые - макрофитные - алевритовые - пелитовые - серые тонкодет-ритные) выявлено закономерное увеличение численности бактерий. Минимальная численность бактериобентоса обнаружена в песчанистых илах и в илах с лимитирующими факторами среды (высокое содержание карбонатов, сульфидов, общего железа, гуминового вещества, грубого растительного детрита). Максимальные численности бактериобентоса характерны для тонкодисперсных серых и черных илов (алевритово-пелитовые илы) с преобладанием пелитовой фракции, обогащенных органическим веществом различного генезиса.
Впервые изучена структура и стратегия доминирования в бактериобентосных сообществах. В структуре бактериобентосных сообществ выявлено четыре типа доминирования: I -монодоминантный, II - двухдоминантный, III - полидоминантный, IV -субдоминантный. Моно- и двухдоминантный тип формируется в грубодисперсных илах с преобладанием в механическом составе песчанистой и крупноалевритовой фракций и находящиеся под влиянием лимитирующих факторов (сульфидные, карбонатные, макрофитные илы, железистые песчанистые отложения; илы с высоким содержанием гуминового вещества). Полидоминантный и субдоминантный типы бактериобентосных сообществ развиваются в тонкодисперсных илах с преобладанием в механическом составе фракций мелкого алеврита и пелита, в которых органическое вещество формируется из растительного, фито- и зоопланктонного детрита (алевритово-пелитовые илы, сапропели, серые и черные илы, маслянистые илы, газирующие илы). Выявлена смена доминант и субдоминант в разных биотопах в пределах одной озерной экосистемы. Установлено, что факторами, определяющими стратегию доминирования в бактериобентосных сообществах, являются тип и механический состав илов, биотопическая приуроченность, наличие лимитирующих факторов, активная реакция среды, редокс-потенциал, глубина, генезис органического вещества.
Литература
1. Sherysheva N.G., Osipov G.A., Khalko V.V. Studying composition of bacteriobenthic communities in the sediments of water ecosystems by fatty acid markers //J. Inland Water Biology, 2015, 8(3), p.242-249.
УДК 556: 579.26
DOI: 10.24411/9999-002А-2018-10154
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОЗЕР Г. ТОЛЬЯТТИ НА ОСНОВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БАКТЕРИОБЕНТОСА Н.Г. Шерышева, Л.П. Поветкина
Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти, Россия e-mail: sapfir-sherry@yandex.ru
Аннотация. Определена численность сапрофитных, гетеротрофных бактерий и общая численность бактериобентоса в озерах, расположенных на территории г. Тольятти. Идентифицированы
типы донных отложений озер. На основе показателей бактериобентоса дана оценка экологического состояния водоемов.
Ключевые слова: озера, донные отложения, общая численность бактериобентоса, сапрофиты, экологическое состояние
ESTIMATION OF THE ECOLOGICAL STATE OF LAKES OF TOGLIATTI USING THE CHARACTERISTICS OF BACTERIOBENTHOS Natalia G. Sherysheva, Larisa P. Povetkina
Institute of Ecology of the Volga River Basin of the RAS, Togliatti, Russia e-mail: sapfir-sherry@yandex.ru
Annotation. The number of saprophytic, heterotrophic bacteria and the total number of bacteriobenthos in the lakes located on the territory of Togliatti were determined. Types of bottom sediments of lakes are identified. The ecological condition of water bodies based on bacteriobenthos was evaluated. Key words: lakes, bottom sediments, the total number of bacteriobenthos, saprophytes, environmental condition
Бактериобентосное сообщество принимает участие в трансформации загрязняющих веществ, аккумулируемых донными отложениями водоемов. Поэтому количественные показатели бактериобентоса целесообразно и перспективно применять как дополнительный критерий в оценке экологического состояния водоемов. Численность отдельных индикаторных групп бактериобентоса и его общая численность позволяет прогнозировать дальнейшие изменения экологического состояния водной экосистемы, что особенно важно при антропогенном воздействии. Среди всего разнообразия микроорганизмов, осуществляющих процессы деструкции в донных отложениях, выделяются лишь несколько массовых функциональных групп бактерий, имеющих наибольшую значимость для экосистем водоемов как деструкторов (к примеру, анаэробные бродильщики, сульфатре-дукторы, метаногены). Из аэробных организмов к ним, в первую очередь, относятся сапрофитные бактерии, разрушающие легкоусвояемые соединения белковой и углеводной природы [1]. Эта группа бактерий широко применяется в оценке степени загрязненности и уровня трофности вод и донных отложений.
В июле 2014 г. проводились микробиологические исследования донных отложений озер, расположенных на территории г. Тольятти: Васильевское, Восьмерка, Прудовики, Дачное и Отстойник.
Идентификация донных отложений озер. На мелководном участке в южном секторе оз. Васильевское на глубине 1 м (станция 1) распространен темно-серый мелкозернистый однородный заиленный песок. В микроструктуре песчанистых отложений обнаружены мелкие растительные фрагменты и частицы детрита. Для средней части озера на глубине 2 м (ст. 2) характерен серо-черный тонкодисперсный ил. В микроструктуре ила присутствовали многочисленные детритные частицы и мелкие нитевидные растительные фрагменты. В глубоководной части северного сектора водоема на ст. 3 (глубина 4,2 м) залегает черный, блестящий полужидкий, тонкодисперсный ил, обогащенный детритом растительного происхождения. Ил имел гнилостный запах, что свидетельствует об интенсивных микробиологических деструкционных процессах.
Центральную часть оз. Восьмерка выстилает черный алевритово-пелитовый жесткий ил. Жесткость илу придает, по-видимому, высокое содержание карбонатов в грунте - 41,7 г С/г сухого ила. Для сравнения - содержание карбонатов в илах Васильевских озер на исследованных станциях изменялось от 2,7 до 16,5 С/г ила. При отборе пробы ила регистрировался запах сероводорода.
В оз. Прудовики сформировался тонкий мягкий пелитовый серо-оливковый ил, отличающийся интенсивным блеском и вязкой желеобразной структурой (сапропель). При микроскопическом исследовании ила обнаружены тончайший детрит и полые разложившиеся оболочки зоопланктона, что указывает на высокое содержание белковой компоненты в органическом веществе
ила. Ил содержал максимальное количество органического вещества - 42,3% (определенного по потерям при прокаливании) по сравнению с другими исследованными озерами - 1,0-35,9%.
Донные отложения оз. Дачное были представлены тонкодисперсным интенсивно черным полужидким илом с сильным запахом сероводорода. В микроструктуре доминировал тонкий детрит, природу которого установить было не возможно.
Донные отложения оз. Отстойник характеризовались серо-желтым цветом, имели мягкую структуру и запах ацетилена. Микроструктура ила содержала полые панцири ракообразных, мелкие узенькие полые трубочки и мелкий детрит неизвестного происхождения.
Оценка численности бактериобентоса и экологического состояния озер. Общая численность бактериобентоса в илах озер варьировала от 3,04 до 6,14 х 109кл/мл естественного ила (табл.). Численность группы индикаторных сапрофитных бактерий составляла 1,6-7,6 х 105 КОЕ/мл, гетеротрофных бактерий - 1,2-4,0 х 105 КОЕ/мл. В оз. Отстойник сапрофитные бактерии достигали максимального значения - 8,9 х 105 КОЕ/мл. Экологическое состояние озер оценивали по шкале экологических модификаций [1, 2] по совокупности параметров: общей численности бактерий, численности сапрофитов и индексу СБ/ОЧБ, % (процентному отношению численности сапрофитных бактерий к общей численности бактериобентоса). В качестве дополнительных критериев применяли тип донных отложений и численность гетеротрофных бактерий, обладающих широким спектром пищевых субстратов.
В соответствии с полученными данными экологическое состояние большинства озер характеризовалось как «состояние риска» (табл.). Экологическое состояние оз. Отстойник оказалось наиболее неблагополучным: на границе «риска - предкризисное».
Таблица. Экологическое состояние озер г. Тольятти на основе показателей бактериобентоса
Озеро ОЧБ, СБ х 105 КОЕ/мл ГБ х 105 СБ/ОЧБ, % Экологическое состояние
х 109кл/мл КОЕ/мл озера
Васильевское станция 1 3,04 3,6 1,2 0,012 состояние риска
станция 2 6,14 4,2 2,2 0,007 состояние риска
станция 3 3,89 1,6 1,5 0,004 состояние риска
Восьмерка 4,09 7,6 3,3 0,019 состояние риска
Прудовики 4,94 2,0 2,0 0,004 состояние риска
Дачное 3,17 2,8 1,3 0,009 состояние риска
Отстойник 2,96 8,9 4,0 0,030 состояние риска -предкризисное
Литература
1. Дзюбан А.Н. Деструкция органического вещества и цикл метана в донных отложениях внутренних водоемов. Ярославль: Принтхаус, 2010. 192 с.
2. Дзюбан А.Н., Косолапов Д.Б., Кузнецова И.А. Микробиологические процессы в донных отложениях Рыбинского водохранилища и озера Плещеево как факторы формирования качества водной среды // Гидробиол. журн. Т. 41, № 4. 2005. С. 82-88.
3. Шерышева Н.Г., Дзюбан А.Н., Ракитина Т.А. Оценка экологического состояния водохранилищ Камского каскада на основе показателей бактериобентоса // Вода: химия и экология. 2016, №.8. С. 45-50
