CC BY
2Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование
УДК 574.583 (268.46)
И.Ю. Македонская, Г.М. Устюжинский, Д.В. Чупов
Северный филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии,
Архангельск, 163002 e-mail: makedonskaja@pinro. ru
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИТОПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА РЕКИ ЛЕСНОЙ (АРХАНГЕЛЬСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Получены первые сведения о биоразнообразии и структуре фитопланктона р. Лесной, протекающей по территории Приморского района Архангельской области. Представлен таксономический состав фитопланктона с использованием индексов видового разнообразия Шеннона, видового богатства Маргалефа и коэффициента сходства Жаккара. Проведена оценка трофности водотока по фитопланктону. Выявлена степень загрязненности водной среды: рассчитан индекс сапробности, определен класс качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям.
Ключевые слова: фитопланктон, Архангельская область, сапробность, численность, биомасса, качество поверхностных вод.
I.Y. Makedonskaya, G.M. Ustyuzhinsky, D.V. Chupov
Northern branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography,
Arkhangelsk, 163002 e-mail: makedonskaja@pinro. ru
THE CURRENT STATE OF FITOPLANKTON COMMUNITIES OF THE LESNAYA RIVER (ARKHANGELSK REGION)
The first data on the biodiversity and structure of phytoplankton of the Lesnaya river in the Arkhangelsk region of the Primorsky district are obtained. The taxonomic composition of phytoplankton using Shannon species diversity index, Margalef species richness index and Jacquard similarity coefficient is shown. The assessment of the trophicity of the watercourse by phytoplankton is carried out. The degree of contamination of the aquatic environment is revealed: the saprobity index is calculated, the class of surface water quality according to hydrobiological indicators is determined.
Key words: phytoplankton, Arkhangelsk region, saprobicity, abundance, biomass, surface water quality.
Лесная - река в России, протекает в Лисестровском сельском поселении Приморского района Архангельской области. Река берет свое начало из озера Лахта (сообщающееся с озером Хол-мовским), устье реки находится в 3 км от устья р. Ширша по левому берегу. Притоки: Исток (левый), Беседный (правый). В реку попадают неочищенные бытовые сточные воды ряда населенных пунктов: пос. Катунино, пос. Ширшинский, пос. Лесная речка и г. Новодвинск [1].
По данным государственного водного реестра России река Лесная относится к Двинско-Печорскому бассейновому округу, водохозяйственный участок реки - Северная Двина от впадения реки Вага и до устья, без реки Пинега, речной подбассейн реки - Северная Двина ниже места слияния Вычегды и Малой Северной Двины. Речной бассейн реки - Северная Двина.
При ухудшении качества вод в первую очередь прослеживаются изменения в сообществе фитопланктона (изменяется разнообразие видового состава, численность, биомасса). Таким образом, фитопланктон может выступать одним из надежных индикаторов состояния пресноводных экосистем.
В настоящее время данные по фитопланктону р. Лесной отсутствуют, поэтому целью исследования является характеристика фитопланктонного сообщества и оценка качества вод реки Лесной по гидробиологическим показателям.
Исследования проводились в июле и октябре 2021 г. Всего было отобрано и обработано шесть проб на качественный и количественный состав фитопланктона.
Сбор и обработка материала проводились в соответствии с «Руководством ...» под редакцией В.А. Абакумова [2]. Расчет биомассы проводили с помощью таблиц размеров и весов (масс) фитопланктона по таксономическому каталогу Т.М. Михеевой [3]. Определение видового состава фитопланктона осуществляли с использованием определителей микроводорослей [4-6]. Степень загрязненности водной среды оценивали с помощью вычисления индекса сапробности S по методу Пантле - Букка в модификации Сладечека в соответствии с Унифицированными методами исследования качества вод [7]. Используя наиболее распространенную методику [8], были рассчитаны индексы: для оценки структуры и выравненности сообщества - информационный индекс Шеннона, для определения видового богатства - индекс Маргалефа на основе численности всех обнаруженных в исследованных озерах видов микроводорослей. Для сравнения состава фитопланктона по годам использовались индексы Съёренсена - Чекановского и Жаккара [9].
В шести пробах фитопланктона в р. Лесной в июле и октябре 2021 г. всего было обнаружено 86 видов микроводорослей из шести отделов. По количеству видов наиболее полно были представлены диатомовые, зеленые и синезеленые водоросли, доля которых в общем списке составляла 63, 20 и 8% соответственно. Распределение видов фитопланктона по группам представлено в табл. 1.
Таблица 1
Распределение видов фитопланктона поверхностного горизонта р. Лесной в июле - октябре 2021 г.
Отделы Июль Октябрь Всего
ВасШагюрИу1:а 37 36 54
СЫогорИу1а 9 10 17
СуапорИу1а 2 6 7
Б1порИу1а 1 1 2
Е^1епорИу1а 4 2 5
Сгур1орИу1а - 1 1
ВСЕГО 53 56 86
Альгоценоз данной реки состоит преимущественно из диатомовых и зеленых микроводорослей. Видовое разнообразие фитопланктонного сообщества в районе исследований в осенний период было несколько больше летнего (табл. 1).
Средние значения индексов Жаккара (0,5) и Серенсена - Чекановского (0,6) свидетельствуют о 50%-ном сходстве летнего и осеннего фитоценозов.
В июле 2021 г. основную численность и биомассу на всех станциях создавала диатомовая микроводоросль Melosira granulata. Большой вклад в численность и биомассу также вносили диатомовая Gomphonema parvulum и цианобактерия OsciПatoria tennuis. Существенную биомассу в летний период также создавал крупноклеточный фитопланктон: зеленый Ulotrix zonata и диатомовая Surirella ovata.
В октябре 2021 г. основную численность и биомассу на всех станциях создавали цианобак-терии рода OsciПatoriа. Существенный вклад в численность вносили диатомовые Skeletonema costatum и Navicula sp., а также зеленая Carteria sp. Весомую биомассу в осенний период также создавали крупноклеточные представители микроводорослей: зеленая Spirogyra 8р. и диатомовая Gyrosigma attenuatum.
Минимальные значения численности и биомассы микроводорослей (6,48 млн кл/м3 и 11,30 мг/м3 соответственно) были обнаружены на ст. 1 в летний период (в июле). Максимальная численность и биомасса фитопланктона (29,92 млн кл/м3 и 103,94 мг/м3 соответственно) находилась на ст. 2 в октябре. Средние значения численности и биомассы фитопланктона, а также количество выявленных видов в осенний сезон были несколько выше летних (табл. 2).
Таблица 2
Количественные характеристики фитопланктона р. Лесной в июле - октябре 2021 г.
№ станции Численность, млн кл/м3 Биомасса, мг/м3 Количество видов, шт.
Июль Октябрь Июль Октябрь Июль Октябрь
1 6,48 17,12 11,30 20,98 25 34
2 20,36 29,92 21,68 103,94 30 35
3 23,12 13,04 62,86 22,99 35 23
Среднее 16,65 20,03 31,95 49,30 30 31
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование
Среднее значение индекса сапробности фитопланктона варьировало от 1,88 в июле и до 1,91 в октябре (табл. 3). В соответствии с «Руководством ...» под редакцией В.А. Абакумова [2] сапробиологическое состояние вод исследованной территории соответствовало олиго-Р-мезо-сапробной зоне (индекс сапробности 1,5-2,5) или II классу качества вод с умеренным содержанием органических веществ (умеренно загрязненные)
Средние значения индексов разнообразия Шеннона - Уивера фитопланктона изменялись: по численности от 3,16 в июле и до 4,10 в октябре и по биомассе от 3,02 в июле и до 3,36 в октябре (табл. 3). Довольно высокие значения данного индекса предполагают сложность структуры сообщества фитопланктона выше среднего, особенно в октябре.
Таблица 3
Значения индекса сапробности по В. Сладечеку индекса видового богатства Маргалефа (Mg), индекса видового разнообразия Шеннона - Уивера по численности (№1) и биомассе (№2) фитопланктона
в р. Лесной в июле и октябре 2021 г.
Месяц № пробы Б Ш И'2 Mg
Июль 1 1,69 4,04 3,71 2,73
2 2,08 2,28 2,63 2,92
3 1,87 3,17 2,72 3,39
Среднее 1,88 3,16 3,02 3,01
Октябрь 1 1,85 4,17 4,21 3,39
2 1,99 4,38 2,57 3,30
3 1,89 3,76 3,29 2,32
Среднее 1,91 4,10 3,36 3,00
Средние значения индекса Маргалефа изменялись от 3,02 в июле и до 3 в октябре, что свидетельствует о довольно большом видовом богатстве фитоценоза (табл. 3).
В результате исследования альгоценоза р. Лесной в 2021 г. было выявлено, что количественные характеристики фитопланктонного сообщества (численность, биомасса, количество выявленных видов) в июле и октябре находились практически на одном уровне. О смене сезона с летнего на осенний свидетельствует только изменение общего видового состава микроводорослей и доминантов по численности и биомассе.
По результатам анализа структуры таксономического состава фитопланктона р. Лесной в июле и октябре 2021 г. было зарегистрировано 86 таксонов водорослей, рангом ниже рода из шести отделов. Из полученных данных следует, что фитопланктонное сообщество реки состоит преимущественно из диатомовых и зеленых микроводорослей. Средние значения индексов сходства Жаккара и Серенсена - Чекановского свидетельствуют о сходстве летнего и осеннего фитоценозов. По значениям индекса Шеннона более сложная структура фитоценоза наблюдалась в октябре 2021 г. Средние значениея индекса Маргалефа свидетельствуют о том, что видовое богатство летнего и осеннего фитоценозов находились на одном уровне.
Сапробиологическое состояние вод русла реки соответствовало олиго-Р-мезосапробной зоне (умеренно загрязненные), что указывает на относительно благополучное ее состояние. Полученные материалы о структуре фитопланктона р. Лесной могут послужить основой ее биомониторинга.
Можно отметить, что количественные характеристики (численность, биомасса, количество выявленных видов) фитопланктонного сообщества р. Лесной были несколько ниже таковых данных в русле р. Северной Двины. Однако таксономический состав, средние значения индексов (Жаккара, Серенсена - Чекановского, Шеннона, Маргалефа) фитопланктона и сапробность вод находились на уровне аналогичных показателей в р. Северной Двине [10].
Работы велись в рамках производственного экологического контроля и мониторинга при строительстве перехода газопровода через р. Лесную.
Литература
1. Ресурсы поверхностных вод СССР: Гидрологическая изученность. Т. 3. Северный край / Под ред. Н.М. Жила. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 612 с.
2. Абакумов В.А. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. - СПб., 1992. - 318 с.
3. Михеева Т.М. Альгофлора Беларуси: таксономический каталог. - Минск, 1999. - С. 304-343.
4. Комаренко Л.Е., Васильева И.И. Пресноводные диатомовые и синезеленые водоросли водоемов Якутии. - М.: Наука, 1975. - 423 с.
5. Определитель пресноводных водорослей СССР / Под ред. М.М. Голлербах, В.И. Полянского. - М.: Сов. наука, 1953. - Вып. 2. - 652 с.
6. Определитель низших растений / Под ред. Л.И. Курсанова. - М.: Советская наука, 1953. -Т. 2. - 312 с.
7. Унифицированные методы исследования качества вод. Методы биологического анализа вод. Прил. 1. Индикаторы сапробности. - М., 1977. - 91 с.
8. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. - Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. - 463 с.
9. Шмидт В.М. Статистические методы в сравнительной флористике. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. - 176 с.
10. Медведева Е.В., Македонская И.Ю. Летний фитопланктон реки Северная Двина // Современные проблемы и перспективы развития рыбохозяйственного комплекса: Сборник трудов IX Науч.-практ. конф. молодых ученых с междунар. участием, посвящ.140-летию ВНИРО. - М.: Изд-во ВНИРО, 2021. - С. 122-125.
