Научная статья на тему 'Пространственная неоднородность развития фитопланктона реки Алей'

Пространственная неоднородность развития фитопланктона реки Алей Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
182
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИТОПЛАНКТОН / ХЛОРОФИЛЛ / РЕЧНАЯ СИСТЕМА / АЛЕЙ / КАЧЕСТВО ВОДЫ / PHYTOPLANKTON / CHLOROPHYLL / RIVER SYSTEM / ALEY / WATER QUALITY

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Котовщиков Антон Викторович

По результатам исследований содержания и соотношения фотосинтетических пигментов выявлены особенности и факторы пространственной неоднородности развития фитопланктона в реке Алей и водных объектах ее бассейна. По содержанию хлорофилла в планктоне определен трофический статус реки и дана оценка качества воды на разных участках речной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Features and factors of spatial heterogeneity of phytoplankton development in Aley River and water bodies of its basin are revealed based on the study of the content and the ratio of photosynthetic pigments. Significant changes in the length of the river are noted in the backwater area of diverting dams and downstream the large settlements. The horizontal heterogeneity in the Gilevo reservoir is determined by the presence and direction of the wind. The trophic status is specified by the content of chlorophyll in plankton, and the water quality in different parts of the Aley river system is estimated.

Текст научной работы на тему «Пространственная неоднородность развития фитопланктона реки Алей»

Раздел 4 ЭКОЛОГИЯ. ФЛОРА. ФАУНА

Section 4 ECOLOGY. FLORA. FAUNA

УДК 556.5; 574.5

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ РАЗВИТИЯ ФИТОПЛАНКТОНА РЕКИ АЛЕЙ

А.В. Котовщиков

Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: kotovschik@iwep.ru

По результатам исследований содержания и соотношения фотосинтетических пигментов выявлены особенности и факторы пространственной неоднородности развития фитопланктона в реке Алей и водных объектах ее бассейна. По содержанию хлорофилла в планктоне определен трофический статус реки и дана оценка качества воды на разных участках речной системы.

Ключевые слова: фитопланктон, хлорофилл, речная система, Алей, качество воды.

Дата поступления 11.05.2017

Водоросли планктона (фитопланктон) - первичное звено трофической цепи водных экосистем, продуцент органических веществ, участник процессов биологического самоочищения, индикатор качества воды. По количеству фитопланктона и его физиологическому состоянию можно выявить зоны влияния сточных вод, получить представление о происходящих в водоемах процессах эвтрофирования. Содержание основного фотосинтетического пигмента зеленых растений - хлорофилла а (Хл а) в единице объема воды считается универсальным эколого-физиологичес-ким показателем, который позволяет получить сведения о пространственном распределении и динамике фитопланктона в водоеме, санитарно-биологичес-ких характеристиках качества воды и трофическом статусе водоемов [1-5]. В процессе фотосинтеза могут участвовать дополнительные хлорофиллы: хлорофилл Ь (Хл Ъ) характерен только для зеленых и эвгленовых водорослей; хло-

рофилл с (Хл с) встречается у диатомей, пиридиней, хризомонад и криптомонад.

В неблагоприятных условиях в клетках водорослей происходит накопление желтых пигментов (каротинои-дов), т.к. хлорофилл легко разрушается. Поэтому преобладание каротиноидов считается признаком физиологического неблагополучия водорослей [6]. Это отмечают при старении популяции, истощении минерального питания, при недостатке или избытке света. Для оценки соотношения зеленых и желтых пигментов используют пигментный индекс (ПИ) и пигментное отношение (ПО), выраженные через отношение оптических плотностей ацетонового экстракта в соответствующих максимумах поглощения: Е430/Е664 [7] и Е480/Е664 [8]. Для оценки последствий загрязнения вод отмечена перспективность использования содержания деградированных форм хлорофиллов фитопланктона -феопигментов (Фео), которые характеризуют функциональную активность и

физиологическое состояние сообщества фитопланктона [9].

Река Алей берет начало в западных отрогах Тигирецкого хребта на высоте 810 м абс., впадает слева в Обь на 162-м км от истока. Длина реки - 866 км, общая площадь водосбора - 21100 км, действующая - 17 400 км2. Общее падение реки составляет 675 м, средний уклон (с горной частью) - 0,78 %о, без горной части - 0,30 %. По характеру долины и русла река делится на три части: верхнее течение - от истока до с. Староалейского (866-733 км); среднее течение - до впадения р. Поспелихи (733-371 км); нижнее течение - до устья (371-0 км) [10, с. 380].

Минерализация воды в период половодья изменяется по длине реки от 200 до 400 мг/дм3. В ионном составе выражено преобладание гидрокарбонатов и кальция. Летом минерализация увеличивается до 500-600 мг/дм , а в нижнем течении может достигать 1,01,5 г/дм с увеличением доли сульфатов и натрия [10, с. 385]. Среди рек Алтайского края р. Алей имеет самую мутную воду за счет эрозийных процессов в бассейне реки. Минимальная прозрачность воды приходится на половодье и составляет около 0,1 м.

Для р. Алея характерно неравномерное распределение водного стока в течение года. В период весеннего поло-

м3/с

водья проходит около 80 % годового стока. Летне-осенний сток составляет 12-15 %, а зимний - 5-8 % от годового. Среднемноголетний (1936-1983) объем стока в замыкающем створе (с. Хабази-но) оценивается величиной 1086 млн. м3 [11]. На рисунке 1 представлен гидрограф реки за 2013 год, который характеризовался высокой водностью (1419 млн. м3).

В верхней части среднего течения реки Алей существует Гилевское водохранилище, которое было сдано в эксплуатацию в 1980 г. и до настоящего времени является крупнейшим искусственным водоемом Алтайского края. Целью создания водохранилища явилась потребность регулирования сезонного стока вод реки Алей для обеспечения устойчивого источника водоснабжения г. Рубцовска, функционирования Алейской оросительной системы, а также оптимального обводнения пойменных земель в весенний период. Площадь водоема - 65 км2, объем - 0,47 км3, средняя глубина - 8 м, максимальная глубина - 21 м (у плотины), длина -20 км, ширина - до 5 км. Длина плотины - 2,8 км. В водохранилище происходит активное разрушение берегов, особенно правого наветренного, где наблюдается спрямление береговой линии [11, 13].

Рис. 1. Гидрограф р. Алей в створе г. Алейска, 2013 г. [12]

Низкая водность р. Алея в совокупности с большой длиной и значительной антропогенной нагрузкой на водосборе обусловливают пониженный потенциал самоочищения реки основную часть года. Это определяет необходимость выявления особенностей и факторов пространственной неоднородности фитопланктона как индикатора внутриводо-емных процессов и качества воды.

Материалы и методы исследования

В работе использованы оригинальные результаты анализа проб воды, отобранных на разных участках речной системы в различные годы и сезоны (табл. 1, рис. 1). Привлечены также ранее опубликованные данные по содержанию хлорофилла за 1992 г. [14]. Фитопланктон концентрировали вакуумной фильтрацией на мембранные фильтры «Владипор» марки МФАС-ОС-3 с диаметром пор 0,8 мкм. Фотосинтетические пигменты фитопланктона анализировали спектрофотометрическим методом в ацетоновом экстракте [15-16]. Трофический статус водных объектов определяли согласно международной классификации [17]. Качество воды оценивали по концентрации Хл а как одного из эколого-санитарных показателей комплексной классификации [18].

Результаты и обсуждение

Верхнее течение р. Алей. Содержание Хл а фитопланктона в створе 1 в разные месяцы безледоставного периода изменялось от 2,4 до 11,4 мг/м (табл. 2). Наибольшие значения, характерные для слабоэвтрофных вод, отмечены в последних декадах мая и июня. В период ледостава содержание пигмента не превышало 1 мг/м3, что объясняется почти полным отсутствием света в толще воды при минимальной температуре. В створе 2 выше выклинивания подпора Гилевского водохранилища при съемке в первых декадах июня и октября концентрация Хл а незначительно увеличивалась по сравнению с вышерасположенным створом. Пигментный состав в летний и осенний периоды соответствовал нормально развитому фитопланктону. В период зимней межени и, особенно во время весеннего половодья, доля Хл а в сумме хлоро-филлов была значительно снижена - до 26 %, а высокие пигментные индексы указывали на преобладание каротинои-дов над хлорофиллом. Такие особенности пигментного состава с очень низкой долей Хл а наблюдаются нами ежегодно в период весеннего половодья в мутных водах р. Оби.

Таблица 1

Характеристика исследований в бассейне р. Алей

Годы Периоды отбора проб Участки речной системы Кол-во

станций проб

1992* 28-30 мая, 9-12 августа, верх. и средн. течение р. Алей, Гилевское вдхр. 6 16

21-23 октября

2005 27 мая - 2 июня верх. течение р. Алей до устья, Гилевское вдхр. 21 22

2006 19 сентября Гилевское вдхр. 2 2

2010 26 февраля, 28 апреля, верхнее течение и устье р. Алей 2 8

23 июня, 7 октября

2012 2-4 октября Гилевское вдхр.; р. Алей: выше и ниже вдхр. 13 16

2015 22 июля пруд в бассейне р. Корболиха 4 6

2016 2 июня, 28 июля устье р. Алей 1 2

Итого: 72

Примечание: * - данные из [ 14].

Рис. 1. Карта-схема расположения створов и станций на реке Алей и водных объектах его бассейна

Гилевское водохранилище. В исследованные месяцы безледоставного периода разных лет концентрация Хл а в водной толще водохранилища изменялась от 2,9 до 22,0 мг/м . Максимум, ха-

рактерный для эвтрофных вод, отмечен в последней декаде мая вблизи устья р. Корболиха. Повышенные до слабоэв-трофного уровня значения наблюдали на той же станции в сентябре, а также у

плотины в первой декаде июня. Основная часть значений, полученных в августе и октябре, входили в узкий диапазон 3,0-6,2 мг/м , что соответствует мезо-трофным условиям. Горизонтальная неоднородность Хл а в поверхностном слое воды, при одновременной съемке в октябре, характеризовалась наименьшим его содержанием на станциях у левого берега (3,0-4,3 мг/м ) и повышенным - у правого берега (6,2-6,9 мг/м ), а также в заливах (5,4-5,8 мг/м ). Увеличение концентрации Хл а вдоль правого берега было сопряжено со значительным снижением прозрачности воды до 0,4-0,6 м вследствие взмучивания при юго-западном ветре. На левобережных и центральных станциях акватории, а также в р. Алей, прозрачность была высокой - 1,2-1,9 м. Вертикальное распределение концентрации Хл а в водохранилище по данным за август и октябрь было относительно однородным. Увеличение на 5 -20 % наблюдали в поверхностном слое. В пигментном составе основную долю в сумме зеленых пигментов в большинстве случаев составлял Хл а (70-95 %). Заметная доля Хл с осенью характерна для сообществ с доминированием диатомовых водорослей. Относительное содержание Фео было невысоким. Наибольшее их содержание отмечено у правого берега: в заливе р. Корболихи (41-50 %) и в створе 6 (41 %). Основная часть значений ПИ входила в узкий диапазон 2,1-2,4, что соответствует нормально функционирующему сообществу водорослей [19]. Значения ПО не превышают 1,1, что свидетельствует о преобладании в планктоне жизнеспособных активных клеток и об отсутствии дефицита минерального азотного питания [8]. В условиях волно-прибойного взмучивания у берега в сентябре 2006 г. пигментный состав фитопланктона значительно отличался от нормального: доля Хл а в сумме хлорофиллов была снижена до

44 %, а высокие пигментные индексы указывали на преобладание каротинои-дов над хлорофиллом.

Рыбоводный пруд в бассейне р. Корболиха. Пруд расположен на ручье, который представляет из себя водоток первого порядка в нисходящей классификации или приток третьего порядка р. Алея в восходящей классификации. Содержание Хл а летом в поверхностном слое составило 7,59,3 мг/м , что соответствует переходному состоянию от мезотрофных вод к эв-трофным. Значения ПИ, ПО и Фео были характерны для нормально функционирующего фитопланктона со зрелым таксономическим составом при хорошей обеспеченности биогенным питанием. Содержание Хл а увеличивалось по вертикали от поверхности ко дну от 8,6 до 35 мг/м . При этом отмечали и значительное изменение относительных пигментных характеристик у дна: количество феопигментов возрастало до 95 %; содержание каротиноидов по отношению к хлорофиллу, наоборот, сильно уменьшалось. При этом увеличивался индекс пигментного разнообразия (ПИ). Выявлено аномально высокое содержание Хл Ъ в придонном слое (94 мг/м3), которое почти в 2,5 раза превышало концентрацию основного Хл а. В момент отбора у дна наблюдали дефицит растворенного кислорода (4,0 мг/дм3), а также запах сероводорода, что свидетельствовало о восстановительных условиях. В таких условиях развиваются аноксигенные фототроф-ные бактерии, которые являются важной частью сообществ бескислородной зоны пресных стратифицированных водоемов и илов [20, 21]. Максимум поглощения ацетонового экстракта некоторых бактериохлорофиллов близок к максимуму поглощения Хл Ъ фитопланктона [22], что и могло быть причиной описанного явления.

Таблица 2

Пигментные характеристики фитопланктона, температура и прозрачность воды в водных объектах речной системы р. Алей

Водный объект № створа/ станции Расположение створа/станции Даты отбора проб Ь, м т,°с 8, м Хла, мг/м3 Доля хлорофиллов, % Фео, % Е430/ Е665 Е480/ Е665

а Ъ с

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 и 12 13 14

Алей 1 выше с. Староалейское, 28.05.1992* 0 12,8 0,7 11,4 - - - - 2,4 1,1

ниже с. Екатерининское 22.10.1992* 0 4,1 >0,7 3,6 - - - - - -

02.06.2005 0 14,7 - 6,5 83,5 7,3 9,2 71,4 2,2 0,8

26.02.2010 0 0,1 - 0,5 43,7 13,1 43,1 28,6 4,5 2,3

28.04.2010 0 6,5 0,12 2,9 26,1 22,4 51,4 28,6 6,3 4,3

23.06.2010 0 15,8 1,0 10,3 90,5 0,1 9,4 23,0 2,1 0,8

07.10.2010 0 6,8 2,0 2,4 79,9 6,5 13,6 28,6 2,5 1,2

Алей 2 ниже с. Староалейское, 02.06.2005 0 14.3 - 7,6 81,4 6,8 11,8 66,4 2,3 1,0

выше Гилевского вдхр 04.10.2012 0 11.2 1,2 4,2 83,4 3,3 13,3 28,6 2,3 1,0

Пруд в бассейне 3 на р. Боровушка, в окр. 22.07.2015 0 24,1 1,37 7,5-9,3 83,6-92,7 0-11,7 4,7-9,6 0-14,3 2,2-2,3 1,1-1,2

р. Корболиха пос. Беспаловский 3 22,6 - 13,0 88,7 0 11,3 18,4 2,4 1,2

5,5 18,2 - 35,4 27,5 72,5 0,0 94,7 3,1 0,5

Гилевское вдхр., 4.1 у левого берега 02.10.2012 0 13,0 до дна 4,3 80,3 2,7 17,0 20,6 2,4 1,1

(напротив устья 4.2 центр створа 02.10.2012 0 13,2 1,8 6,4 88,0 - 12,0 14,3 2,1 0,9

р. Корболиха) 2,5 13,1 - 6,1 86,1 - 13,9 7,3 2,1 1,0

4.3 у правого берега 28.05.1992* 0 14,5 0,7 22,0 - - - - 2,6 1,1

12.08.1992* 0 1 19,6 1,2 6,7 - - - - - -

1 у дна — _ 5,6 — — — — — —

22.10.1992* 0 3,0 1,5 3,0 - - - - - -

19.09.2006 0 13,3 0,1 10,5 43,7 17,3 39,0 46,4 3,7 2,0

02.10.2012 0 12,2 до дна 6,9 87,6 - 12,4 11,6 2,1 0,8

4.4 залив в устье 19.09.2006 0 13,8 - 7,6 70,3 9,2 20,4 49,0 2,6 1,1

р. Корболиха 04.10.2012 0 10,4 0,58 5,4 80,8 0,1 19,1 40,9 2,2 0,9

Гилевское вдхр 5.1 залив в устье Сухого Лога 03.10.2012 0 - - 5,8 82,3 2,1 15,6 20,6 2,2 0,9

(напротив устья 5.2 у левого берега 02.10.2012 0 14,3 1,55 3,3 93,6 - 6,5 35,1 2,2 0,8

р. Березовка) 4,7 13,5 - 2,9 94,7 5,3 - 36,5 2,3 1,0

7,5 13,5 - 3,0 94,7 0,9 4,5 42,9 2,4 1,0

5.3 центр створа 02.10.2012 0 13,9 1,90 3,4 83,4 2,2 14,5 28,6 2,2 0,9

5.4 залив в устье р. Березовка 02.10.2012 0 14,9 до дна 6,2 85,8 4,2 10,0 25,2 2,3 М

Гилевское вдхр. 6.1 у левого берега 03.10.2012 0 14,1 1,85 3,0 81,7 5,4 12,9 24,8 2,3 1,0

(напротив устья 6.2 центр створа (у плотины) 28.05.1992* 0 13,8 0,7 4,5 - - - - 2,8 1,1

р. Моховушка) 03.10.2012 0 14,2 до дна 4,2 82,0 4,3 13,7 33,7 2,2 1,0

6.3 у правого берега 02.06.2005 0 14,5 - 11,6 79,5 8,5 12,0 37,0 2,5 1,1

03.10.2012 0 13,2 0,38 6,6 73,5 7,9 18,6 40,5 2,2 1,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 13 14

Алей 7 ниже Гилевского вдхр, 12.08.1992* 0 19,2 >1,0 13,3 — - - - - -

выше пос. Гилево 21.10.1992* 0 6,0 >1,0 2,7 - - - — -

02.06.2005 0 14,0 - 6,6 100 0 0 81,0 2,5 0,8

03.10.2012 0 14,0 до дна 3,8 91,7 2,6 5,7 39,6 2,4 0,9

Река Золотуха 8 выше г. Горняк 01.06.2005 0 18,3 - 5,3-6,3 86,6 8,0 5,4 64,3 2,0 0,7

Река Золотуха 9 ниже г. Горняк 01.06.2005 0 17,5 - 4,8 85,6 5,7 8,6 52,4 2,1 0,8

Алей 10 выше с. Локоть 29.05.1992* 0 14,5 0,7 8,0 - - - - - 1,1

10.08.1992* 0 23,0 >1,0 4,3 — - — - — -

23.10.1992* 0 4,9 1,0 4,2 - - - - - -

03.06.2005 0 14,8 - 5,1 100 0,0 0,0 46,4 2,6 0,9

Алей 11 ниже с. Локоть 03.06.2005 0 14,8 - 5,1 77,4 3,8 18,9 44,4 2,6 1,1

Алей 12 выше с. Веселоярск, зона подпора плотины Алейской оросительной системы 31.05.2005 0 17,5 20,5 96,1 0,0 3,9 83,5 2,1 0,8

Алей 13 ниже с. Веселоярск 30.05.1992* 0 14,4 0,7 15,7 - - - - 2,4 1,0

10.08.1992* 0 23,0 >1,0 13,9 - - - - - -

31.05.2005 0 18,0 - 12,8 70,9 10,6 18,5 28,6 2,6 1Д

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Алей 14 напротив с. Новоалександровка 31.05.2005 0 18,0 — 11,2 79,8 4,7 15,5 41,6 2,3 0,9

Алей 15 выше г. Рубцовск, в зоне подпора плотины 31.05.2005 0 18,2 — 22,1 100 0 0 30,4 2,2 0,7

Алей 16 ниже г. Рубцовск 31.05.2005 0 17,0 - 12,8 100 0 0 - 2,1 0,6

Алей 17 выше с. Поспелиха 30.05.2005 0 17,5 - 19,9 92,9 2,5 4,7 27,1 2,1 0,8

Алей 18 ниже с. Поспелиха 30.05.2005 0 16,5 - 38,7 91,5 1,0 7,5 15,7 2,1 0,7

Алей 19 выше г. Алейск 29.05.2005 0 17,5 - 50,0 78,1 6,9 15,0 36,5 2,4 1,2

Алей 20 ниже г. Алейск 29.05.2005 0 17,0 - 38,7 75,3 10,3 14,4 47,4 2,4 1,3

Пруд в бассейне 21 у фермы в с. Колпаково 28.05.2005 0 18,0 - 34,1 75,0 17,6 7,4 28,6 2,1 0,8

р. Чистюнька

Алей 22 выше устья р. Чистюнька 28.05.2005 0 16,2 - 20,2 68,0 12,9 19,0 54,9 2,5 1,1

Алей 23 ниже устья р. Чистюнька, ниже с. Чистюнька 28.05.2005 0 16,3 — 11,4 44,4 25,4 30,2 67,0 3,8 2,1

Алей 24 устье, ниже с.Усть-Алейка 27.05.2005 0 17,0 - 2,1 37,2 32,1 30,7 - 4,6 2,4

26.02.2010 0 0,1 - 0,7 61,6 23,4 15,1 71,4 3,5 2,2

28.04.2010 0 11,0 0,15 12,5 47,2 24,5 28,3 1,8 3,4 1,9

23.06.2010 0 22,4 0,25 18,3 88,6 6,6 4,9 32,0 2,1 0,8

07.10.2010 0 9,6 >0,6 24,6 95,6 1,0 3,5 13,3 1,9 0,8

02.06.2016 0 17,7 0,18 7,0 62,8 17,5 19,7 38,8 3,0 1,4

28.07.2016 0 24,0 0,30 16,4 75,6 13,1 11,3 45,4 2,5 1,1

Примечание: * - данные из [14].

Среднее течение р. Алей. Содержание Хл а в р. Алей ниже Гилевского водохранилища, а также в крупном притоке - р. Золотухе, было невысоким и соответствовало мезотрофным условиям. Значительное увеличение обилия фитопланктона отмечено в створе 12, расположенном в зоне подпора плотины Алейской оросительной системы. Содержание Хл а здесь увеличивалось в четыре раза (до 21 мг/м ) по сравнению с вышерасположенным створом, что соответствовало эвтрофному уровню. Ниже по течению показатель снова снижался, но только до слабоэвтрофных значений (11-16 мг/м3). Дальнейшее повышение (до 22 мг/м3) отмечено в створе 15 в зоне подпора Рубцовской водоподъемной плотины. Ниже г. Рубцовска концентрация Хл а снижалась до прежнего уровня, но к с. Поспелиха снова увеличивалась до 20 мг/м3. В пигментном составе на данном участке р. Алей на большинстве створов значительно преобладал Хл а, достигая 100 % от суммы Хл а, Ь и с. На створах в районе г. Рубцовск и с. Поспелиха большая доля Хл а (>90 %) в совокупности с низкими значениями пигментного отношения (0,6-0,8) в условиях снижения скорости течения могли свидетельствовать о доминировании в фитопланктоне циа-нопрокариот, в т.ч. вызывающих «цветение» воды. Например, известна умеренная корреляционная связь этих пигментных характеристик с биомассой цианопрокариот в фитопланктоне высо-коэвтрофного озера [23].

Нижнее течение р. Алей. В створе ниже с. Поспелиха отмечали резкое (почти в два раза) увеличение концентрации Хл а до 39 мг/м . К следующему створу (выше г. Алейск) показатель достигал максимума 50 мг/м и возвращался на прежний уровень ниже города. Ниже по течению содержание Хл а постепенно снижалось к створу 23 до сла-боэвтрофного уровня (11 мг/м ), а к устью реки - до олиготрофного (2,1 мг/м ). Это сопровождалось значи-

тельным изменением относительных пигментных характеристик: резким снижением доли Хл а и увеличением пигментных индексов. Такие изменения, отмеченные при одновременной съемке в конце мая 2005 г., свидетельствовали об ухудшении условий обитания фитопланктона, которое приводило почти к полному угнетению сообщества в устьевом участке реки. В данной ситуации наиболее вероятно действие таких неблагоприятных факторов, как низкая подводная освещенность из-за большого количества взвеси и (или) токсичное действие каких-либо компонентов сточных вод, попадающих в реку ниже г. Алейска. Можно было предполагать возможность замутнения вод Алея в устье в результате их подпора и смешивания с мутными обскими водами. Но в этот период волна половодья на Оби уже скатилась и уровень воды в створе Усть-Пристань (выше впадения р. Алея) 27 мая составлял 375 см над нулем поста, что на 22 см ниже среднемноголет-него в этот день. Таким образом, повышается вероятность того, что угнетение фитопланктона было вызвано действием сточных вод.

Данные 2010 и 2016 гг. в замыкающем створе р. Алей показывают, что в подледный период содержание Хл а, как и в верхнем течении, не превышало 1 мг/м . На спаде весеннего половодья показатель значительно возрастал до слабоэвтрофного уровня. Летние значения Хл а соответствовали эвтрофному уровню, а осеннее было близко уже к высокоэвтрофному (25 мг/м ). Минимальные значения Хл а в устье в безле-доставный период наблюдали при наименьшей прозрачности, а максимальные - при наибольшей. Таким образом, летом, в условиях достаточного содержания нитратов и нитритов (данные Л.А. Долматовой) развитие фитопланктона здесь, вероятно, ограничивается недостатком света.

Заключение

Исследование пигментных характеристик фитопланктона в речной системе р. Алей показало значительную пространственную неоднородность развития водорослей планктона как по длине главной реки, так и в поперечном сечении крупного водохранилища и по вертикали на запруженном участке малого притока.

Продольные изменения характеристик фитопланктона по длине р. Алей при одновременной съемке в мае-июне 2005 г. проявлялись в увеличении содержания Хл а на створах в зонах подпора плотин у с. Веселоярск и в г. Рубцовск, а также ниже с. Поспелиха. Значения пигментных характеристик на этих участках реки свидетельствовали о «цветении» воды цианопрокариотами. Ниже по течению от г. Алейска наблюдали постепенное снижение показателя обилия фитопланктона, вплоть до почти полного его угнетения в устье, что сопровождалось значительным изменением относительных пигментных показателей. Такая картина свидетельствует о действии неблагоприятных факторов, среди которых могло быть увеличение мутности воды к устью или влияние сточных вод г. Алейска. В другие годы концентрация Хл а в устье в летне-осенний период была высокой (до 24,6 мг/м3).

Горизонтальная неоднородность пигментных характеристик фитопланктона крупного Гилевского водохранилища в октябре 2012 г. определялась наличием и направлением преобладающего ветра. Взмучивание донных осадков вблизи наветренного правого берега приводило к снижению прозрачности

Автор выражает благодарность М.И. Соколовой за помощь в отборе проб.

воды и увеличению концентрации Хл а. При более сильном ветре в сентябре 2006 г. пигментные характеристики прибрежного фитопланктона значительно отличались от нормальных и указывали на сильное угнетение сообщества.

Вертикальное распределение количества и соотношения пигментов фитопланктона в пруду было неоднородно. От поверхности ко дну сильно увеличивалось содержание Хл а и его дериватов, уменьшалась доля Хл а в сумме хлорофиллов одновременно с увеличением доли Хл b. Последнее свидетельствовало о возможном развитии анокси-генных фототрофных бактерий в придонных восстановительных условиях.

Трофический статус верхнего течения р. Алей, а также Гилевского водохранилища по содержанию Хл а в период летне-осенней межени соответствовал мезотрофным водным объектам. Рыбоводный пруд в бассейне р. Кор-болиха характеризовался как мезотроф-но-эвтрофный. Участок среднего течения р. Алей до подпора плотины Алей-ской оросительной системы оценивается как мезотрофный, а нижерасположенный участок реки вплоть до устья -как эвтрофный.

Качество воды также изменялось в разных частях речной системы. Верхний участок р. Алей до подпора плотины оросительной системы, включающий Гилевское водохранилище и рыбоводный пруд, по содержанию Хл а соответствовал разряду 2а - «очень чистые» воды. Участок р. Алей от с. Ве-селоярск до устья оценивался разрядом 3 а - «достаточно чистые» воды.

О.С. Бурмистровой, М.И. Ковешникову и

Список литературы

1. Елизарова В.А. Содержание фотосинтетических пигментов в фитопланктоне водоемов разного типа: Автореф. дисс. канд. биол. наук. - М.: МГУ, 1975.

2. Елизарова В.А. Хлорофилл как показатель биомассы фитопланктона // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоемов. -СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. - С. 126-131.

3. Сиренко Л.А. Определение содержания растительных пигментов в среде, как показатель интенсивности развития водорослей // Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. - Киев: Наук. думка, 1975. -С. 48-50.

4. Курейшевич А.В. Пигменты фитопланктона и факторы, влияющие на их содержание в водоеме (на примере Днепровских водохранилищ): автореф. дисс... канд. биол. наук. - Киев, 1988. - 24 с.

5. Трифонова И.С. Оценка трофического статуса водоемов по содержанию хлорофилла «а» в планктоне // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоемов. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. - С. 158-166.

6. Foy R.H. A comparison of chlorophyll a and carotenoid concentrations as indicators of algal volume // Freshwater Biol. - 1987. - Vol. 17. - № 2. - P. 237-250.

7. Margalef R. Correlations entre certain caracteres synthetiques des populations de phy-toplankton // Hydrobiologia. - 1961. - Vol. 18. - P. 155-164.

8. Watson R.A., Osborne P.L. An algal pigment ratio as an indicator of the nitrogen supply to phytoplankton in three Norfolk broads // Freshwater Biol. - 1979. - Vol. 9. - № 6. -P. 585-594.

9. Клайн Н.П., Виноградов Г.А. Оценка качества воды малых рек по содержанию хлорофилла // Биология внутренних вод. - 2002. - № 1. - С. 56-61.

10. Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель. Вып. 6. Равнинные районы Алтайского края и Южная часть Новосибирской области. -Л.: Гидрометеоиздат, 1962. - 978 с.

11. Чураков Д.С. Поверхностные воды бассейна р. Алей // Проблемы природопользования и охраны окружающей среды в бассейне р. Алей: тез. докл. науч.-практ. конф. - Рубцовск, 1984. - С. 21-23.

12. Гидрограф гидропоста г. Алейск за 2013 г. [Электронный ресурс]. - URL: http://gis.vodinfo.ru/hydrographs/post/10153/charge/01.01.2013-31.12.2013/0s01101.0000.00.0.

13. Чураков Д.С. Медведников А.Н. К вопросу оптимизации работы Гилевского водохранилища // Проблемы природопользования и охраны окружающей среды в бассейне р. Алей: тез. докл. науч.-практ. конф. - Рубцовск, 1984. - С. 32-33.

14. Филимонов В.С., Апонасенко А.Д., Лопатин В.Н., Шестаков В.В. Оптические характеристики поверхностных и подземных вод // Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтайского края: мат. научн. иссл. Т. 2. Кн. 2. - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 1993. - С. 63-79.

15. ГОСТ 17.1.4.02-90. Государственный контроль качества воды. Методика спек-трофотометрического определения хлорофилла «а». - М.: Изд-во стандартов, 2003. -С. 587-600.

16. Сиренко Л.А., Курейшевич А.В. Определение содержания хлорофилла в планктоне пресных водоемов. Методические рекомендации. - Киев: Наукова думка, 1982. - 52 с.

17. Environment Canada: national guidelines and standards office. Water policy and coordination directorate // Canadian guidance framework for the management of phosphorus in freshwater system. - 2004. - Report No 1-8. - 133 p.

18. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши / О.П. Оксиюк [и др.] // Гидробиол. журн. - 1993. - № 29 (4). - С. 62-76.

19. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. - Л.: Наука, 1983. - 150 с.

20. Кондратьева Е.Н. Фотосинтезирующие бактерии. - М.: Наука, 1963. - 315 с.

21. Кузнецов С.И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. - Л.: Наука,1970. - 440 с.

22. Identification of bacteriochlorophylls in lakes via reverse-phase HPLC // Limnol. Oceanogr. - 1991. - 36 (2). - P. 307-315.

23. Сиделев С.И., Бабаназарова О.В. Анализ связей пигментных и структурных характеристик фитопланктона высокоэвтрофного озера // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. - 2008. - Т. 1. - № 2. - С. 162-177.

References

1. Elizarova V.A. Soderzhaniye fotosinteticheskikh pigmentov v fitoplanktone vodoyemov raznogo tipa: Avtoref. diss. kand. biol. nauk. - M.: MGU, 1975.

2. Yelizarova V.A. Khlorofill kak pokazatel biomassy fitoplanktona // Metodicheskiye voprosy izucheniya pervichnoy produktsii planktona vnutrennikh vodoyemov. - SPb.: Gidrometeoizdat, 1993. - S. 126-131.

3. Sirenko L.A. Opredeleniye soderzhaniya rastitelnykh pigmentov v srede, kak pokazatel intensivnosti razvitiya vodorosley // Metody fiziologo-biokhimicheskogo issledovaniya vodorosley v gidrobiologicheskoy praktike. - Kiyev: Nauk. dumka, 1975. - S. 48-50.

4. Kureyshevich A.V. Pigmenty fitoplanktona i faktory, vliyayushchiye na ikh soderzhaniye v vodoyeme (na primere Dneprovskikh vodokhranilishch): avtoref. diss. ... kand. biol. nauk. - Kiyev, 1988. - 24 s.

5. Trifonova I.S. Otsenka troficheskogo statusa vodoyemov po soderzhaniyu khlorofilla «a» v planktone // Metodicheskiye voprosy izucheniya pervichnoy produktsii planktona vnutrennikh vodoyemov. - SPb.: Gidrometeoizdat, 1993. - S. 158-166.

6. Foy R.H. A comparison of chlorophyll a and carotenoid concentrations as indicators of algal volume // Freshwater Biol. - 1987. - Vol. 17. - № 2. - P. 237-250.

7. Margalef R. Correlations entre certain caracteres synthetiques des populations de phy-toplankton // Hydrobiologia. - 1961. - Vol. 18. - P. 155-164.

8. Watson R.A., Osborne P.L. An algal pigment ratio as an indicator of the nitrogen supply to phytoplankton in three Norfolk broads // Freshwater Biol. - 1979. - Vol. 9. - № 6. -P. 585-594.

9. Klayn N.P., Vinogradov G.A. Otsenka kachestva vody malykh rek po soderzhaniyu khlorofilla // Biologiya vnutrennikh vod. - 2002. - № 1. - S. 56-61.

10. Resursy poverkhnostnykh vod rayonov osvoyeniya tselinnykh i zalezhnykh zemel. Vyp. 6. Ravninnye rayony Altayskogo kraya i Yuzhnaya chast Novosibirskoy oblasti. - L.: Gidrometeoizdat, 1962. - 978 s.

11. Churakov D.S. Poverkhnostnye vody basseyna r. Aley // Problemy prirodopolzovani-ya i okhrany okruzhayushchey sredy v basseyne r. Aley: tez. dokl. nauch.-prakt. konf. -Rubtsovsk, 1984. - S. 21-23.

12. Gidrograf gidroposta g. Aleysk za 2013 g. [Elektronny resurs]. - URL: http://gis.vodinfo.ru/hydrographs/post/10153/charge/01.01.2013-31.12.2013/0s01101.0000.00.0.

13. Churakov D.S. Medvednikov A.N. K voprosu optimizatsii raboty Gilevskogo vodokhranilishcha // Problemy prirodopolzovaniya i okhrany okruzhayushchey sredy v bas-seyne r. Aley: tez. dokl. nauch.-prakt. konf. - Rubtsovsk, 1984. - S. 32-33.

14. Filimonov V.S., Aponasenko A.D., Lopatin V.N., Shestakov V.V. Opticheskiye kha-rakteristiki poverkhnostnykh i podzemnykh vod // Yadernye ispytaniya, okruzhayushchaya sreda i zdorovye naseleniya Altayskogo kraya: mat. nauchn. issl. T. 2. Kn. 2. - Barnaul: Izd-vo AltGU, 1993. - S. 63-79.

15. GOST 17.1.4.02-90. Gosudarstvenny kontrol kachestva vody. Metodika spektrofoto-metricheskogo opredeleniya khlorofilla «a». - M.: Izd-vo standartov, 2003. - S. 587-600.

16. Sirenko L.A., Kureyshevich A.V. Opredeleniye soderzhaniya khlorofilla v planktone presnykh vodoyemov. Metodicheskiye rekomendatsii. - Kiyev: Naukova dumka, 1982. - 52 s.

17. Environment Canada: national guidelines and standards office. Water policy and coordination directorate // Canadian guidance framework for the management of phosphorus in freshwater system. - 2004. - Report No 1-8. - 133 p.

18. Kompleksnaya ekologicheskaya klassifikatsiya kachestva poverkhnostnykh vod sushi / O.P. Oksiyuk [i dr.] // Gidrobiol. zhurn. - 1993. - № 29 (4). - S. 62-76.

19. Bulyon V.V. Pervichnaya produktsiya planktona vnutrennikh vodoyemov. - L.: Nau-ka, 1983. - 150 s.

20. Kondratyeva Ye.N. Fotosinteziruyushchiye bakterii. - M.: Nauka, 1963. - 315 s.

21. Kuznetsov S.I. Mikroflora ozer i eye geokhimicheskaya deyatelnost. - L.: Nau-ka,1970. - 440 s.

22. Identification of bacteriochlorophylls in lakes via reverse-phase HPLC // Limnol. Oceanogr. - 1991. - 36 (2). - P. 307-315.

23. Sidelev S.I., Babanazarova O.V. Analiz svyazey pigmentnykh i strukturnykh kharak-teristik fitoplanktona vysokoevtrofnogo ozera // Zhurnal Sibirskogo federalnogo universiteta. Seriya: Biologiya. - 2008. - T. 1. - № 2. - S. 162-177.

SPATIAL HETEROGENEITY OF PHYTOPLANKTON DEVELOPMENT IN ALEY RIVER A.V. Kotovshchikov

Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, E-mail: kotovschik@iwep.ru

Features and factors of spatial heterogeneity ofphytoplankton development in Aley River and water bodies of its basin are revealed based on the study of the content and the ratio of photosynthetic pigments. Significant changes in the length of the river are noted in the backwater area of diverting dams and downstream the large settlements. The horizontal heterogeneity in the Gilevo reservoir is determined by the presence and direction of the wind. The trophic status is specified by the content of chlorophyll in plankton, and the water quality in different parts of the Aley river system is estimated.

Key words: phytoplankton, chlorophyll, river system, Aley, water quality.

Received May 11, 2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.