Пигментные характеристики фитопланктона реки Нижняя Тунгуска Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

продолжение таблицы 2

Разрез № 22. Левый берег р. Н. Тунгуска.

Выровненная поверхность террасы. Аккумулятивно-транзитный ландшафт. Высота 115 м над ур. м.

Почва: мерзлотно-таежная дерновая.

А 0-8 15,9 б,4 171,7 41,0

АВ 10-20 19,1 11,9 211,б н.о.

В 25-35 12,9 13,5 238,5 н.о.

В1 42-52 17,7 11,9 2б9,4 н.о.

вС б5-75 28,7 12,б 223,б н.о.

D 100-110 4,0 5,8 15б,8 н.о.

Плотность загрязнения мерзлотно-таежных почв, при данных уровнях удельной активности цезия может составлять порядка < 20-200 мКи/км2. На основа-

нии критериев Минприроды [5] допустимым уровнем загрязнения почв 1370б можно считать до 1000 мКи/ км2. Уровень удельной активности естественных радионуклидов в большинстве случаев ниже среднемировых значений для почв [7].

Выводы:

1. Закрепление радионуклидов в мерзлотно-таежных почвах происходит на биогеохимическом (238и(Ка), 1370б, в меньшей степени232ТЬ) сорбционном (232ТЪ и 40К) и глеевом (238и(Иа)) геохимических барьерах.

2. Мерзлотно-таежные почвы бассейна реки Нижняя Тунгуска в ее нижнем течении характеризуются низким уровнем удельной активности 238и(Иа), 232ТЬ, 40К и 1370б и не могут служить источником повышенной радиоактивности для водных экосистем планируемого водохранилища.

Библиографический список

1. Баева, А.И. Содержание урана и тория в почвах и растениях горной части Ленкоранской области / А.И. Баева, А.Б. Ахундова / / Изв. АН АзССР. — 1981. — сер. биол. наук, №1 — С. 56-59.

2. Губин, С.В. Почвообразование и подстилающая мерзлота / С.В. Губин, А.В. Лупачев // Почвоведение. — 2008.? №6. — С. 655-667.

3. Конищев, В.Н. Влияние криогенеза на глинистые минералы / В.Н. Конищев, В.В. Рогов / Криосфера земли. — 2008. — T. XII,

№1. — С. 51-58.

4. Конищев, В.Н. Влияние криогенеза на сток растворенного вещества реками в криолитозоне / В.Н. Конищев, В.В. Рогов / Криосфера земли. — 2006. — T. X, № 4. — С. 3-8.

5. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выделения зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Утверждены Министром охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 30.11.1992.

6. Куликов, А.И. Мерзлотные почвы./ А.И. Куликов, В.И. Дугаров, В.М. Корсунов. Улан-Удэ, 1997. — 312 с.

7. Почвоведение. Ч. 1. Почва и почвообразование. — М.: Высш. шк., 1988. — 400 с.

Статья поступила в редакцию 17.10.08.

УДК 574.52 (58.02)

Т.В. Кириллова, канд. биол. наук, н.с., Институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул

ПИГМЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИТОПЛАНКТОНА РЕКИ НИЖНЯЯ ТУНГУСКА

Исследованы пигментные характеристики фитопланктона реки Н. Тунгуска на участке проектируемого водохранилища Эвенкийской ГЭС. Проанализировано пространственное распределение содержания хлорофилла а как маркера биомассы фитопланктона. На основе количества и соотношения фотосинтетических пигментов в планктоне дана оценка современного экологического состояния реки от п. Тутончаны до устья в летнюю межень.

Ключевые слова: фотосинтетические пигменты, хлорофилл, фитопланктон, водные экосистемы.

Изучение пространственно-временной изменчивости пигментных характеристик фитопланктона и выявление функциональных связей между содержанием хлорофилла а (маркером уровня развития фитопланктона) и абиотическими факторами водной среды позволяет получить информацию о состоянии автотрофного звена водных экосистем. Подобный подход широко применяют при экологическом мониторинге водных объектов. С 1982 г. содержание хлорофилл а в планктоне входит в число основных показателей, характеризующих обилие и фотосинтетическую активность аль-гоценозов [1, 2]. Другие пигментные характеристики (содержание феопигментов, соотношение фотосинтети-ческих пигментов) также обладают значительной информативностью [3-5] и используются в качестве критериев оценки качества воды и экологического состояния водоемов и водотоков [6, 7].

Пробы планктона для определения пигментных характеристик фитопланктона были отобраны 18-31 августа 2008 г. на шести створах и приустьевых участках притоков р. Н. Тунгуска, расположенных на расстоянии 15-418 км от устья и различающихся по глубине и скорости течения. Пробы концентрировали

фильтрацией воды из объема 0,7-1,5 дм3 через мембранные фильтры «Владипор» МФАС-ОС-3 с диаметром пор 0,8 мкм. Концентрации пигментов в ацетоновых экстрактах определяли стандартным спектрофотометрическим методом согласно ГОСТ 17.1.4.02-90 [8].

Содержание основного фотосинтетического пигмента — хлорофилла а в сестоне реки Н. Тунгуска в период наиболее активной вегетации фитопланктона во второй половине лета составило 0,3-2,4 мг/м3, что соответствует уровню олиготрофных водотоков по классификации М. Оуэнса [9]. Сумма желтых пигментов — каротиноидов варьировала в пределах 0,5-4,1 , ее изменения хорошо согласовались с колебаниями концентрации хлорофилла а. Соотношение хлорофиллов

а, Ь и с в общем фонде зеленых пигментов (табл. 1) находилось в свойственных пресноводному планктону пределах. Доля хлорофилла а составила 56,7% в среднем для изученного участка течения и 52,4% для притоков, относительный вклад хлорофиллов Ь и с — 21,023,7 и 22,4-25,3 %, соответственно. Отмечено повышенное содержание хлорофилла с в общей сумме фотосинтетических пигментов, свидетельствующее о значительном вкладе диатомовых в таксономический

состав альгоценозов, что характерно для реофильного фитопланктона, а также о присутствии водорослей из отделов БупорЬуіа и Хап1;ЬорЬуіа.

Таблица 1

Пигментные характеристики фитопланктона р. Нижняя Тунгуска и ее притоков

Пункты отбора Хл., а Хл., b Хл., с Каротин, ПО Сф,

проб мг/м3 мг/м3 мг/м3 шЯРи/ш3 E480/E665 %

Створ №1 (418 км выше устья)

левый берег 3,81 1,49 1,в2 б,24 1,52 7в,5

центральная

часть русла 2,17 0,бв 0,74 2,18 1,12 41,7

правый берег 2,4в 1,32 1,3в 4,29 1,90 39,3

Створ №2 (293 км выше устья)

левый берег 3,2в 0,98 0,97 3,б0 1,19 34,в

центральная

часть русла 1,в8 0,79 0,88 2,07 1,35 47,2

правый берег 1,99 0,вб 0,84 2,13 1,19 10,1

Створ №3 (220 км выше устья)

правый берег 1,в9 1,1в 0,12 1,79 1,15 -

Ст вор №4 (120 км выше устья)

правый берег 2,13 0,44 1,34 2,24 1,17 23,7

центральная

часть русла 3,14 0,в0 0,84 3,12 1,11 44,5

левый берег 2,43 1,12 1,11 3,28 1,48 28,0

Створ №5 (60 км выше устья)

правый берег 1,52 1,00 1,87 1,40 в3,в

центральная

часть русла 1,77 0,б7 0,вб 2,0б 1,29

левый берег 1,89 0,б9 0,91 2,81 1,в5 57,8

Створ №6 15 км выше устья

центральная

часть русла 2,08 0,98 0,92 2,89 1,52 51,4

Среднее для

изуч. участка 2,29±0,18 0,87±0,09 0,95±0,1 2,82±0,27 1,3в±0,0в 44,9±5,1

Су, % 29,в 38,б 37,в 3б,в 17,1 41

Величины относительных пигментных показателей — соотношения суммы каротиноидов и хлорофилла а, пигментного индекс (Е480/Евв4), относительного количества феопигментов (см. табл. 1) отражают малоактивное физиологическое состояние клеток.

При изучении пространственной изменчивости пигментных характеристик фитопланктона по четырем створам выявлена тенденция к уменьшению вариабельности концентраций пигментов по мере продвижения по течению в направлении к устью (рис. 1). Прослеживалась тенденция к возрастанию относительного количества хлорофилла а, сопровождавшемуся снижением доли хлорофилла с в общей сумме хлорофиллов. Поскольку последний показатель является маркером присутствия диатомовых, динофитовых и золотистых водорослей, отмеченный факт может индицировать снижение роли представителей этих отделов в комплексах фитопланктона на уровне основных отделов.

Ч Г' М '

■ Хл,р Я Хл. h I

■ JtJi.e ■ kZapivniiE.H

ÜüUu

pjúiiMHrt: мі ;гLі

сттюр-Njl итьор V=IL (2У0гаі I cirwp JU(I2Q mO -л-пир ÍLb

[15 км I

Разброс значений концентрации пигментов в пределах створов постепенно сглаживался по направлению от наиболее удаленного пункта отбора проб к устью р. Н. Тунгуска. Различия между створами по показателям физиологического состояния клеток также были незначительны, что, по-видимому, отражает гомогенность среды обитания планктонных альгоценозов. На всех створах минимальные и близкие к таковым величины коэффициентов вариации (4,017,0 %) получены для относительного количества хлорофилла а в сумме зеленых пигментов, соотношения каротиноиды/хлорофилл и пигментного индекса.

Более вариабельны абсолютные значения концентраций хлорофиллов и каротиноидов, коэффициенты вариации которых находились в диапазоне средних величин (1050%). Максимальные значения (до 67%) получены для феофитинизи-рованных производных хлорофилла. Прослеживалась достаточно четко выраженная тенденция к уменьшению коэффициентов вариации хлорофилла а как по абсолютным значениям, так и по соотношению с общей суммой основного и вспомогательных пигментов по направлению от створа №1 к створу №5 (табл. 2).

Анализ изменчивости пигментных характеристик в прибрежной и стрежневой зонах показал, что содержание хлорофилла а в клетках является наиболее стабильным показателем — коэффициенты вариации в прибрежье и на фарватере не превышали 13%. Наиболее изменчивы абсолютные и относительные значения концентрации хлорофилла с и доля кислых дериватов — феопигментов в сумме с нормально функционирующим хлорофиллом; коэффициенты вариации этих показателей превышали 50% . Содержание феопигментов в клетках характеризуется высокой вариабельностью, так как доля продуктов деградации хлорофилла значительно изменяется в зависимости от конкретных условий обитания микроводорослей и фазы роста популяций доминирующих видов.

Рис. 1. Распределение содержания растительных пигментов по течению реки Н. Тунгуска в августе 2008 г.

зо

В целом для исследованного участка максимальные величины коэффициентов вариации всех анализируемых пигментных характеристик зарегистрированы у правого берега, что свидетельствует о большей гетерогенности условий обитания фитопланктона по сравнению с левобережной зоной и глубоководной центральной частью створов. Однако следует отметить отсутствие статистически достоверных отличий между прибрежным мелководьем и фарватером по концентрации хлорофиллов а, Ь, с, каротиноидов и относительным пигментным показателям, изменение которых было незначительным при низких коэффициентах вариации, что может являться следствием стабильности условий обитания планктонных альгоценозов, которая, в свою очередь, способствует стабилизации физиологического состояния клеток водорослей.

Средние величины концентраций основного и вспомогательных фото-синтетических пигментов в пробах, отобранных из притоков, были незначительно ниже, чем в основном русле, однако данное различие статистически недостоверно, коэффициенты вариации всех анализируемых показателей в 1,5-2 раза превышали таковые в русле реки Н. Тунгуска (табл. 3). Среднее содержание феопигментов в сестоне основного русла (44,9±5,1%) и притоков (44,3±3,6 %), было выше соответствующего показателя, приведенного В.В. Бульоном [10] для планктона внутренних водоемов в период летней вегетации. Содержание растительных пигментов в пробах из притоков, было незначительно ниже, чем на исследованном участке течения Нижней Тунгуски (рис. 2).

Таким образом, состояние планктонных альгоценозов изученного участка течения, отражающее экологическое состояние реки Н. Тунгуска, можно охарактеризовать как благополучное, качество воды соответствует I классу (природно чистые воды). Трофический статус, оцениваемый по средним и наиболее часто встречаемым величинам концентрации хлорофилла а в планктоне, не превышает уровня олиготроф-ных водотоков по шкале О.П. Оксиюк и соавт. [11], а также по шкале, предложенной Н.М. Минеевой [12] на основе обобщения современных классификаций. Преобладание каротиноидов над хлорофиллом а, характерное для оли-готрофных вод «каротиноидного» типа, косвенно свидетельствует об отрицательной направленности биотического баланса в экосистеме, то есть о преобладании деструкционных процессов над продукционными.

Таблица 2

Средние по створам (х±ш, п=3) значения пигментных показателей фитопланктона р. Нижняя Тунгуска в августе 2008 г.

Показатели/ Пункты отбора проб Хл. а, мг/м3 Хл. b, мг/м3 Хл. с, мг/м3 Каротин., шЯРи/ш3 ПО E4S0/E665 Сф, %

Ст вор №1

x±m 2,S1±0,S7 1,12±0,50 1,24±0,45 3,90±1,56 1,51±0,39 52,5±20,S

Cv, % 31 44,1 36,3 40 25,S 39,7

Створ №2

x±m 2,31±0,S4 0,S1±0,17 0,90±0,07 2,57±0,S1 1,24±0,09 30,6±1S,9

Cv 36,3 20,7 7,5 31,5 7,4 61,7

Створ №4

x±m 2,57±0,52 0,72±0,36 1,09±0,14 2,SS±0,56 1,26±0,20 32,1±11,0

Cv 20,1 49,6 22,7 19,4 15,7 34,2

Створ №5

x±m 1,73±0,1S 0,5S±0,01 0,S5±0,1S 2,24±0,50 1,45±0,19 62,2±3,9

Cv 10,7 2,5 21,4 22,3 13,0 6,3

Таблица 3

Пигментные характеристики фитопланктона притоков р. Нижняя Тунгуска

Пункты отбора проб «S л. г/ Х м л. г/ Х м .c, м3 л. г/ Х м Каротин., mSPU/m3 ПО E^o/E^ С %

р. Дэтыктэ (левый приток, 418 км выше устья) 0,29 0,24 0,22 0,51 1,SS 39,3

р. Водопадная (левый приток, 380 км от устья) 2,41 0,SS 0,91 2,73 1,25 30,6

р. Водопадная (левый приток, 380 км от устья) 1,S9 0,45 0,45 2,02 1,19 44,0

Ручей (правый приток, 119 км от устья) 2,14 0,63 0,S2 2,44 1,27 53,3

Ручей (левый приток, 60 км от устья) 0,57 0,24 0,29 0,S0 1,54 44,0

р. Хребтовая (левый приток, 50 км от устья) 2,12 1,42 1,97 4,07 2,06 54,5

Среднее (х±ш) 1,57±0,37 0,64±0,19 0,77±0,2( 2,09±0,54 1,53±0,15 44,3±3,6

(Су, %) 57,5 70,5 S3,5 62,7 23,S 20,1

Рис. 2. Средние значения концентрации пигментов фитопланктона и относительных пигментных показателей в планктоне р. Нижняя Тунгуска (А) и ее притоков (Б) в августе 2008 г.

Библиографический список

1. Сиренко, Л.А. Методы оценки и прогноз состояния водных экосистем по данным натурных наблюдений / Л.А. Сиренко // Комплексные исследования экосистем бассейна реки Енисей. — Красноярск: Изд-во Красн. гос. ун-та, 1985. — С. 14-21.

ЗІ

2. Паутова В.И., Номоконова В.И. Закономерности динамики содержания хлорофилла «а» в Куйбышевском водохранилище // Тез. докл. VIII съезда гидроб. об-ва РАН, (Калининград, 16-23 сентября 2001 г.): Т. I. — Калининград, 2001. — С. 199-200.

3. Юрьев, Д.Н. Пигментные характеристики криоперифитона и подледного фитопланктона р. Амур / Д.Н. Юрьев // Биогеохимичес-кие и гидроэкологические исследования на Дальнем Востоке: Вып. 7. —Владивосток: Дальнаука, 1998. — С. 84-96.

4. Минеева, Н.М. Исследования первичной продукции планктона водохранилищ Верхней Волги: итоги и перспективы / Н.М. Минеева // Тез. докл. VIII съезда гидроб. об-ва РАН, (Калининград, 16-23 сентября 2001 г.): Т. 1. — Калининград, 2001 г. — С. 191-192.

5. Минеева, Н.М. Растительные пигменты в воде волжских водохранилищ / Н.М. Минеева. — М.: Наука, 2004. — 156 с.

6. Сигарева, Л.Е. Пигментные критерии оценки экологического состояния водоемов / Л.Е. Сигарева // Биологические основы экологического нормирования. — М.: Наука, 1993. — С. 64-69.

7. Курейшевич, А.В. Многолетняя динамика содержания хлорофилла а и особенности развития фитпланктона в Днепродзержинском водохранилище / А.В. Курейшевич, Л.А. Сиренко, В.А. Медведь // Гидробиол. журн. — 1999. — Т. 35. — № 2. — С. 49-62.

8. ГОСТ 17.1.4.02-90. Государственный контроль качества воды. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а. — М.: Изд-во стандартов, 2003. — С. 587-600.

9. Оуэнс, М. Биогенные элементы, их источники и роль в речных системах //Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям: Тр. Советско-Американского семинара, Валдай, СССР, 12-14 июля 1976 г. — Л.: Гидроме-теоиздат, 1977. — С. 54-65

10. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Тр. Зоол. Ин-та, т. 98 / В.В. Бульон. — Л.: Наука, 1983. — 150 с.

11. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод / О.П. Оксиюк, В.Н. Жукинский, П.Н. Брагинский [и др.] / / Гидробиол. журн. — 1993. — Т. 29, №4. — С. 62-77.

12. Минеева, Н.М. растительные пигменты как показатель состояния экосистемы водохранилищ // Современная экологическая ситуация в Рыбинском и Горьковском водохранилищах: состояние биологических сообществ и перспективы рыборазведения.— Ярославль, 2000. — С. 66-83.

Статья поступила в редакцию 03.09.08.

УДК 551.556.12

B.П. Галахов, канд. геогр. наук, с.н.с. Института водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул (Россия)

Н.И. Быков, канд. геогр. наук, зав. кафедрой экономической географии и картографии Алтайского госуниверситета, г. Барнаул (Россия)

C.Ю. Самойлова, аспирант Института водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул (Россия)

С.В. Циликина, инженер Института водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул (Россия)

Ч. Аюрзана, ст. преп. кафедры экологии и природопользования Ховдского госуниверситета (Монголия)

СОВРЕМЕННЫЕ ОСАДКИ ДНИЩА ЧУЙСКОЙ КОТЛОВИНЫ (ЮГО-ВОСТОЧНЫЙ АЛТАЙ)

Для оценки увлажнения Чуйской котловины все имеющиеся наблюдения за осадками приведены к среднему многолетнему, в соответствии с существующими климатическими справочниками. Построена зависимость годовых осадков от абсолютной высоты для наветренных склонов (хребты Сайлюгем, Чихачева, Курайский). Для подветренных склонов построена зависимость годовых осадков от приближения к Южно-Чуйскому хребту. Приводится карта средних, многолетних осадков днища Чуйской котловины.

Ключевые слова: Алтай, Чуйская котловина, днище, увлажнение.

Средние, многолетние характеристики термического режима и увлажнения Чуйской котловины можно найти в «Справочнике по климату СССР» [4, 5]. Характеристики приведены для периода осреднения с 1891 по 1964 гг. (осадки) и с 1881 по 60 гг. (температуры). В «Справочнике» по осадкам для Чуйской котловины приводятся материалы по двум осадкомерным точкам: Кош-Агач и Кызыл-Маны (Бельтир) (табл. 1). Эти величины получены с учетом пересчета осадков от осадко-мера с защитой Нифера к осадкомеру с защитой Третьякова и с учетом поправок на смачивание и выдувание.

Средние многолетние характеристики термического режима приводятся для одной станции — Кош-Агач. Наблюдения за осадками Гидрометеослужбой проводилось ещё в трёх точках: на метеорологических постах Тол-Тура (1959-65 гг.) [6], Чаган-Узун (1948-1965) [6] и ГМС Уландрык (с ХП.1961 г. по У1.1995 г.). На ГМС Уландрык также проводились наблюдения за температурой воздуха. Материалы этих наблюдений послужили для приводки метеорологических характеристик к длинному ряду и получения средних, многолетних ха-

рактеристик по коротким рядам (см., например, рис. 1, табл. 2).

В период с 1957 по 1959 гг. сотрудниками ГГИ наблюдения за осадками проводились у села Кокорю, при выходе рек Бар-Бургазы и Чаган-Бургазы из гор в котловину [3]. Эти непродолжительные материалы дают представление увлажнения юго-восточной части котловины.

Для приводки к средним, многолетним осадкам по посту Кокарю использовалась ГМС Кош-Агач (рис. 2).

Поскольку на постах Бар-Бургазы и Чаган-Бургазы наблюдения проводились лишь в июне-августе 1958 г. для оценки статистических связей использовались декадные и месячные суммы осадков поста Кокарю . Статистически подобное приведение вполне допустимо, так как коэффициент корреляции между ГМС Кош-Агач и постом Кокарю равен 0,99. Произведение двух событий (установление значимых корреляционных соотношений между Кош-Агачем и Кокарю и Кокарю — Чаган-Бургазы, либо Кокарю — Бар-Бургазы) будет иметь коэффициент корреляции более 0,7 (рис. 3-4).