Сведения об экологическом состоянии Ижевского водохранилища с притоками осенью 2023 года Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Исследование антропогенно-измененных экосистем и урбоэкология

Оригинальное исследование

DOI: 10.31862/2500-2961-2024-14-2-239-259 УДК 504.4.054+504.738

С.М. Госькова

Удмуртский государственный университет,

426034 г. Ижевск, Российская Федерация;

Тобольская комплексная научная станция

Уральского отделения Российской академии наук,

626152 г. Тобольск, Тюменская обл., Российская Федерация

Сведения об экологическом состоянии Ижевского водохранилища с притоками осенью 2023 года

В статье приводятся данные анализа воды из Ижевского водохранилища, реки Иж и четырех ее притоков по 13 параметрам (pH, жесткость, общая минерализация, концентрации нитратов, нитритов, аммоний-иона, ортофосфатов, сульфатов, кремния, железа, хлоридов, кальция и гидрокарбонатов). Дается таксономический список обнаруженных в пробах водорослей, в который вошли 84 таксона видового и внутривидового уровня. Обсуждается пространственная динамика элементов (в том числе отношений минеральных форм азота и фосфора DIN/DIP и азота и кремния DIN/Si) и ее влияние на разнообразие альгофлоры. Обнаружено снижение разнообразия альгофлоры от притоков к водохранилищу и отрезку течения реки Иж в городской черте и сопутствующая ему смена фосфорного лимитирования азотным при значительном влиянии поверхностного стока с территории города на состав воды реки и водохранилища. Ключевые слова: Ижевское водохранилище, река Иж, альгофлора, городская альгофлора, водоемы на урбанизированной территории

© Госькова С.М., 2024

Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 international License The content is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 international License

ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Госькова С.М. Сведения об экологическом состоянии Ижевского водохранилища с притоками осенью 2023 года // Социально-экологические технологии. 2024. Т. 14. № 2. С. 239-259. DOI: 10.31862/2500-2961-2024-14-2-239-259

Original research

DOI: 10.31862/2500-2961-2024-14-2-239-259 S.M. Goskova

Udmurt State University,

Izhevsk, 426034, Russian Federation;

Tobolsk Complex Scientific Station of the Ural Branch

of the Russian Academy of Sciences,

Tobolsk, 626152, Tyumen region, Russian Federation

Notes on ecological state

of Izh reservoir and its tributaries

in autumn period of 2023

In the article, the water composition data for Izh reservoir, the Izh river and 4 of its tributaries are provided. It includes 13 criteria: pH, hardness, total dissolved solids, concentration of nitrates, nitrites, ammonium, orthophosphates, sulphates, silicon, iron, chlorides, calcium, and hydrocarbonates. Also, the list of algal species found in the samples, which includes 84 species and intraspecies taxa, is published. The space dynamic of chemicals (along with 1 § ratio of mineral forms of nitrogen and phosphorus DIN/DIP and nitrogen | | and silica DIN/Si) and the influence on algal flora are discussed. Decrease ■r m of algal diversity from tributaries to the reservoir and to the section of Izh

m O

? ^ river flowing through urban area and accompanying change of environmental ^ o ^

1 x conditions from P-limited to N-limited were found to be bound up with

§ o ® significant influence of surface water run-off from the city's territory on water

(5 o x composition of the Izh river and Izh reservoir.

<j i ° Key words: Izh reservoir, the Izh river, algal flora, urban algal flora, reservoirs in urbanized areas

FOR CITATION: Goskova S.M. Notes on ecological state of Izh reservoir and its tributaries in autumn period of 2023. Environment and Human: Ecological Studies. 2024. Vol. 14. No. 2. Pp. 239-259. (In Rus.) DOI: 10.31862/2500-29612024-14-2-239-259

Введение

Эта статья является продолжением исследования альгофлоры и динамики основных гидрохимических параметров Ижевского водохранилища и реки Иж [Биологические и химические эффекты..., 2013; О гидрохимическом и альгологическом составе., 2023].

Целью исследования было описание состава альгофлоры на данной территории в осенний период и ее зависимости от гидрохимических характеристик. Для этого были проанализированы пробы воды и аль-гологические пробы, взятые на участке от слияния рек Селычки и Ижа (на севере) до точки на реке Иж ниже пос. Медведево (на юге). Таким образом был охвачен весь отрезок течения реки, в наибольшей степени испытывающий влияние города.

Актуальность исследования обусловлена недостатком данных об альгофлоре Удмуртии и, в частности, находящихся на урбанизированных территориях водоемов.

Материалы и методы

Пробы воды объемом 1,5 л для химического анализа и пробы для изучения фитопланктона, перифитона и бентоса были отобраны в период 20-30 октября 2023 г. в 20 точках на реках Иж (выше и ниже Ижевского водохранилища), Селычка, Подборенка, Карлутка и Позимь и в прибрежной зоне Ижевского водохранилища.

Ионный состав воды проб был определен следующими методами: нитраты - фотометрическим методом с салициловой кислотой; нитриты - фотометрическим методом с реактивом Грисса; аммоний-ион - х фотометрическим методом с реактивом Несслера; сульфаты - турбиди- i Е метрическим методом с хлористым барием; кремний - фотометрическим §

методом; ортофосфаты - фотометрическим методом с аскорбиновой

ГО

кислотой; железо (общ.) - фотометрическим методом с сульфосалици- ? ловой кислотой; хлорид-ион - аргентометрическим методом; кальций- | х ион - титриметрическим методом; гидрокарбонаты - титриметрическим g ^ | методом. Общая жесткость была определена комплексонометрическим ш о методом. TDS и pH воды измерялись салинометром TDS Meter 3 (Water test, Китай) и портативным рН-метром (Water test, Китай).

о ю

^ о. и н о

I ^ го m

Пробы перифитона были собраны в виде водорослевых обрастаний с грунта и высших водных растений, бентоса - удлиненной пипеткой с поверхности отложений, планктона - зачерпыванием воды с последующим отстаиванием на холоде и фильтрованием.

Видовой состав водорослей был установлен при помощи светового микроскопа Zeiss Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия), принятых определителей [Определитель пресноводных водорослей СССР, 1951; Царен-ко, 1990; Iconographia Diatomologica, 1996; Sims, 1996; Wehr, Sheath, 2003; Куликовский и др., 2016] и баз Diatoms of North America (https:// diatoms.org/) и Planktonnet (https://planktonnet.awi.de/).

Номенклатура таксонов приводится в соответствии с AlgaeBase (https://www.algaebase.org/).

Точки отбора проб и их расположение представлены в табл. 1 и на рис. 1.

Результаты и их обсуждение

Содержание основных ионов (NO,-, SO4, Si+, Cl-, HCO) (рис. 2a) имеет довольно выровненный характер от верховий Ижевского водохранилища до нижней исследованной точки (Иж7), с увеличением концентраций нитратов в верхней части водохранилища (возле пос. Воложка) и в нижней части исследованного отрезка (возле пос. Медведево); содержание сульфатов и хлоридов несколько увеличивается вниз по течению (ниже водохранилища), концентрация хлоридов имеет также пик в точке Иж/С (выше слияния Ижа с Селычкой).

Максимальные концентрации нитратов, сульфатов, кальция, хлоридов и гидрокарбонатов связаны с реками Подборенкой и Карлуткой, в то время как концентрации в трех других притоках незначительно отличаются от средних для Ижа. В сравнении с данными за зимний период 2023 г. [О гидрохимическом и альгологическом составе..., 2023] пробы из Подборенки и Карлутки показывают повышение в содержа-| х нии нитратов, хотя пробы из Ижевского водохранилища, Ижа и Позими ш | свидетельствуют о закономерном осеннем уменьшении средних кон-■г m центраций в 1,5-10 раз; концентрации сульфатов везде немного выше,

п О u u

^ ^ чем зимой. Снижение концентраций железа в сравнении с зимним пери-

1 -Г одом наиболее выражено в притоках (до 5 раз), в Иже и водохранилище

g ¡5 ш оно не так значительно (в среднем в 1,5 раза). Концентрации фосфора

ш § х заметно повышаются вниз по течению от верховий водохранилища,

и g в южной части которого достигают 0,1 мг/дм3, что заметно выше зимних значений (рис. 2b).

Таблица 1

Расположение точек отбора проб [Location of sampling points]

Точки отбора проб [Sampling points] Координаты [Coordinates]

Ижевское водохранилище [Izh reservoir]

В1 56°55'51" N 53°05'09" E

В2 56°55'48" N 53°05'02" E

Ип1 56°52'16" N 53°09'02" E

Ип2 56°51'36" N 53°09'30" E

Ип3 56°51'28" N 53°09'55" E

Ип4 56°50'40" N 53°11'29" E

Ип5 56°50'47" N 53°10'22" E

Река Иж [Izh River]

Иж1 56°48'27" N 53°13'04" E

Иж2 56°48'38" N 53°12'58" E

Иж3 56°49'49" N 53°12'10" E

Иж4 56°50'01" N 53°12'11" E

Иж5 56°50'23" N 53°11'45" E

Иж7 56°46'27" N 53°12'54" E

Иж8 56°47'22" N 53°13'12" E

Иж/С 56°46'27" N 53°12'54" E

Притоки реки Иж [Tributaries of the Izh River]

С (р. Селычка) [(Selychka river)] 57°04'00" N 53°11'08" E

В3 (безымянный приток, заболоченный участок) [(unnamed tributary, wetland)] 56°55'46" N 53°05'29" E

Пдб (р. Подборенка) [(Podborenka river)] 56°51'30" N 53°11'22" E

Крл (р. Карлутка) [(Karlutka river)] 56°50'19" N 53°15'01" E

Поз (р. Позимь) [(Pozim river)] 56°48'07" N 53°13'34" E

о ^

о ^

m о ю

.

Si х

S Ï 2

о о £

tu о х

F и H ю

U ! ^

S го m

Рис. 1. Карта-схема точек отбора проб Fig. 1. Map of sampling points

Диапазоны значений массового соотношения N/P (рис. 2с), благоприятных для развития различных групп пресноводных водорослей, зависят от многих физико-химических характеристик среды, но в целом значения N/P меньше 10 считаются показателем азотного лимитирования, N/P более 14 [Mebane et al., 2021] или 17 [Ekholm, 2008] - фосфорного лимитирования, промежуточные значения указывают на двойное лимитирование. Помимо соотношения общего азота и общего фосфора (TN/TP), для прогнозирования развития автотроф-ных организмов иногда используются только непосредственно доступные для их питания растворимые формы (DIN/DIP, где DIN - суммарная масса азота нитратов, нитритов и аммония, DIP - масса фосфора ортофосфатов) или только NO3/PO4 [Morris, 1988; Hushchyna, Nguyen-Quang, 2017].

Соотношение неорганического и органического азота сильно различается в зависимости от типа водоема и окружающего ландшафта [Williams et al., 2001; Boechat et al., 2019] и влияет на развитие многих факультативно или облигатно гетеротрофных водорослей (Heterokontophyta, Euglenophyta), но Cyanobacteria, Chlorophyta и Charophyta потребляют только нитратный и аммонийный азот, и DIN/DIP является одним из определяющих возможность их массового развития факторов.

Соотношение DIN/DIP сильно варьирует по течению Ижа (рис. 2с) в диапазоне от 6 (в точке Ип4) до 40 (в точке Иж2), с единственным пиком (227) в точке В2; среднее значение DIN/DIP растет от северной части водохранилища на юг. В притоках DIN/DIP заметно выше (от 32 для Позими до 266 для Карлутки). В южной части водохранилища, таким образом, наблюдается азотное лимитирование, в северной части и притоках - фосфорное.

Относительно низкие значения N/P считаются способствующими массовому развитию планктонных цианобактерий (N 0,15-1,2 мг/дм3 и P 0,03-0,10 мг/дм3 [Tanvir et al., 2021]), при этом значения выше 10-13 мг/дм3 являются, по-видимому, крайними в благоприятном диа- | х пазоне для многих видов [Bulgakov, Levich, 1999; Hushchyna, Nguyen- Ц | Quang, 2017]. Цианобактерии-обрастатели

здо больших значениях N/P: так, бентосная Tenebriella curviceps Agardh ^^

к о ^

в точке В3 имела заметную долю в биомассе при DIN/DIP более 220. | ^ х

Содержание лимитирующего развитие диатомовых кремния варьи- g ^ Л рует от 3 мг/дм3 (Поз) до 9 мг/дм3 (Иж2), но в большинстве точек зна- ш Si х чения близки к среднему - 7 мг/дм3 (см. рис. 2с). Соотношение DIN/Si У £ g

ГО (Л

в пробах из большинства точек водохранилища и городского участка

160 140 120 100 80 60 40 20

300 250 200 150 100 50 0

- NO] - CI" - SO", - Ca*

Л

С Иж/С B1 B2 Ип.1 Ип.2 Ип.З Ип.4 Ип.5 Иж5 Иж4 ИжЗ Иж2 Иж1 Иж8 Иж7 ВЗ Пдб Крл Поз

а

С Иж/С B1 B2 Ип.1 Ип.2 Ип.З Ип.4 Ип.5 Иж5 Иж4 Ь ИжЗ Иж2 Иж1 Иж8 Иж7 ВЗ Пдб Крл Поз

1 N/Si*100 1

А Л А

\ А А 1

\ J 1 1 У \

\ / I / \

V. Jy si с j }

С Иж/С В1 В2 Ип.1 Ип.2 Ип.З Ип.4 Ип.5 Иж5 Иж4 ИжЗ Иж2 Иж1 Иж8 Иж7 ВЗ Пдб Крл Поз

С

т О

*

5 О > р х

¡5 ¡5 ¡2

ш О X ^ Q. U "НО U ! ^ X (D СП

Рис. 2. Содержание некоторых веществ в пробах воды

из Ижевского водохранилища, реки Иж и ее притоков: a - нитраты, сульфаты, кремний, хлориды и кальций, мг/дм3; b - нитриты, аммоний-ионы, фосфаты и железо (общ.), мг/дм3; с - соотношение DIN/DIP и DIN/Si"100

Стрелкой показано направление течения между точками Иж/С-Иж7

Fig. 2. Concentration in the water samples from Izh reservoir, Izh river and its tributaries:

a - nitrates, sulphates, silica, chlorides and calcium (mg/dm3); b - nitrites, ammonium, phosphates and iron (total) (mg/dm3); c - DIN/DIP and DIN/Si*100 ratios

The arrow shows the direction of flow between points Иж/С-Иж7

течения Ижа в среднем равно 0,03 мг/дм3, в верховьях водохранилища и притоках оно выше - в среднем 0,6 мг/дм3. В большинстве точек это соотношение меньше значения, считающегося предельным для развития диатомовых - 16 моль азота к 15 моль кремния для морских видов (массовое соотношение 0,53, потребность пресноводных диатомовых в кремнии может быть в несколько раз выше) [Соп1еу et а1., 1989; ЕкЬо1т, 2008]. Максимальные значения DIN/Si наблюдаются в реках Подборенке и Карлутке (0,99 и 1,81). И низкая масса, и разнообразие диатомовой флоры в этих реках указывают на роль DIN/Si как одного из возможных лимитирующих факторов (при высоких концентрациях азота и кремния). Значения 0,2-0,42 (в точках В3, С, Поз), по-видимому, благоприятны для развития диатомовых, по крайней мере, в лотических условиях.

Химические параметры воды в пробах из Ижевского водохранилища, реки Иж и некоторых ее притоков представлены в табл. 2.

Всего в исследованных пробах было выявлено 84 таксона водорослей видового уровня, 70 из них относятся к Heterokontophyta (из них 3 -Coscinodiscophyceae, 1 - Mediophyceae, остальные принадлежат к классу ВасШапорЬгусеае), 7 - СЫогорЬ^а, 3 - СЬшгорЬ^а, 3 - СуапоЬаДепа, 1 - Euglenophyta (табл. 3). Наибольшим видовым разнообразием отличались пробы из северной части исследованной территории (из точек С, Иж/С и В3) и из р. Позимь; в пробах из Ижевского водохранилища разнообразие водорослей уменьшалось от севера к югу, в течении Ижа ниже водохранилища и реках Подборенке и Карлутке число видов было малым, а сходство между пробами высоким. Виды с узкими экологическими амплитудами приурочены также к северной части исследованной территории и р. Позимь (1сопе\\а ЫЬегтса ЕЬгепЬе^, Ртпи\апа дгипо^и Кгаттег, Hantzschia e\ongata НаП^Л, Nitzschia \orenziana уаг. subtШs Grunov), остальная часть территории занята убиквистами (рис. 3). Наибольшим числом видов были представлены роды Nitzschia з §

X |_

и Ртпи^па. ^ °

Все представители СЬ(агорЬ^а (род Closterium, Desmidiales) были ш *

обнаружены в одной точке (В3), условия в которой предполагают разно- 3 ю

образие населяющих заболоченные водоемы десмидиевых, однако здесь | ° ^

довольно высокая щелочность, по-видимому, ограничивает развитие ш 2 ¡|

ацидофильных видов этого порядка. Большинство планктонных пред- ш § ^

^ о. и

ставителей СЫогорЬ^а приурочены к северной части водохранилища У £

X ГО (Л

и не характерны для притоков с быстрым течением. -

2 Исследования

антропогенно-измененных

^ экосистем и урбоэкология

Таблица 2

Химические параметры воды в пробах из Ижевского водохранилища, реки Иж и некоторых ее притоков [Chemical parameters of water in samples from Izh reservoir, the Izh River and some of its tributaries]

Г

Точка отбора проб [Sampling points] рн 0Ж [Hard water] TDS, mg/dm3 N03% mg/dm3 no2-, mg/dm3 NH4+, mg/dm3 PO4* mg/dm3 mg/dm3 Si-, mg/dm3 Fe общ, mg/dm3 Cl-, mg/dm3 Ca+, mg/dm3 HCO3% mg/dm3

С 7,82 8,40 226 8,19 0,036 0,006 0,028 9,97 7,69 0,135 24,8 48,09 363,06

Иж/С 7,72 8,80 228 3,30 0,026 0,008 0,101 12,41 7,21 0,612 54,9 52,10 302,04

В1 8,22 7,00 213 0,98 0,020 0,010 0,040 15,44 5,97 0,310 19,5 46,09 320,35

В2 8,43 7,40 206 13,06 0,020 0,008 0,040 16,03 6,02 0,360 17,7 48,09 323,40

Ип1 8,04 6,32 192 2,01 0,040 0,008 0,090 17,39 7,02 0,189 23,0 40,08 305,10

Ип2 7,10 6,00 183 0,80 0,050 0,013 0,080 17,49 7,23 0,316 23,0 39,67 250,18

Ип3 7,69 6,32 168 0,91 0,050 0,012 0,100 20,03 7,02 0,293 23,0 40,08 244,08

Ип4 8,13 6,16 162 0,74 0,050 0,014 0,100 19,94 7,25 0,230 19,5 40,08 244,08

Ип5 7,94 5,92 156 0,80 0,040 0,007 0,049 19,74 6,95 0,260 23,0 39,27 259,33

Иж5 8,23 6,00 173 2,50 0,050 0,020 0,110 17,98 7,46 0,290 17,7 40,08 256,28

Иж4 8,32 5,88 170 0,95 0,050 0,030 0,120 16,42 7,51 0,370 21,2 42,08 250,18

о 3

(D 3

3

a.

с

3

о

ICI

о о

o

о 2

Иж3 8,20 5,80 182 2,22 0,050 0,010 0,040 17,10 7,34 0,280 19,5 40,08 259,33

Иж2 8,24 6,80 195 3,42 0,170 0,060 0,230 30,79 9,10 0,910 17,7 40,08 268,48

Иж1 8,09 6,00 168 1,82 0,090 0,020 0,170 19,84 7,77 0,480 31,9 38,87 256,28

Иж8 8,12 6,20 204 11,09 0,179 0,015 0,598 26,97 5,85 0,250 31,9 42,08 231,87

Иж7 8,01 6,80 204 9,42 0,282 0,035 0,299 34,21 6,57 0,573 31,9 44,08 198,31

В3 8,07 10,00 248 6,31 0,004 0,010 0,020 18,18 6,93 0,450 30,1 66,13 378,32

Пдб 7,61 16,00 474 29,44 0,111 0,020 0,224 68,03 6,80 0,189 147,1 122,24 430,19

Крл 7,73 17,20 415 55,33 0,054 0,002 0,145 65,68 6,89 0,162 81,5 128,25 439,34

Поз 8,20 6,20 256 5,33 0,115 0,012 0,118 27,37 2,93 0,289 35,4 48,00 341,71

Примечание. Максимальные значения выделены полужирным, минимальные -[Note. Maximum values are shown in bold, minimum values in italics.]

курсивом.

Исследования антропогенно-измененных экосистем и урбоэкология

С

о

Таблица 3

Виды водорослей, обнаруженных в пробах из Ижевского водохранилища, реки Иж и ее притоков [Types of algae found in samples from Izh Reservoir, the Izh River and its tributaries]

Г

Наименование таксона [Taxon name] Места отбора проб [Sampling points]

С, Иж/С В1, В2 В3 Ип1-Ип5 Иж4, Иж5 Иж1-Иж3 Поз Иж7, Иж8 Пдб, Крл

Cyanobacteria

Phormidium cnf. lividum (Hansgirg) Forti +

Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis et Komarek +m +m + +

Tenebriella curviceps (Agardh ex Gomont) Hauerova, Hauer, Kastovsky +m

Heterokontophyta

Amphora ovalis (Kützing) Kützing +n + + +

A. minutissima W. Smith +

Anomoeoneis sphaerophora Pfitzer + +

Aulacoseira sp. + + +

Caloneis amphisbaena (Bory) Cleve + +

C. silicula (Ehrenberg) Cleve +

Cocconeis pediculus Ehrenberg +n +

о 3

(D 3

3

a.

с

3

о

IQ

О О

o

о 2

C. placentula Ehrenberg +

Cymbella neogena (Grunow) Krammer +

Cymbopleura hercynica (Schmidt) Krammer + +

C. lata (Grunow ex Cleve) Krammer + +

Diatoma vulgaris Bory +m + +

Ellerbeckia arenaria (Moore ex Ralfs) Dorofeyuk et Kulikovskiy +

Epithemia adnata (Kützing) Brebisson +n +

E. gibba (Ehrenberg) Kützing + +

E. turgida (Ehrenberg) Kützing +

Fragilaria sp. +

Grunowia tabellaria (Grunow) Rabenhorst +

Gyrosigma attenuatum (Kützing) Rabenhorst +n + +

G. exile (Grunow) Reimer +n +

Halamphora subcapitata (Kisselev) Levkov +n

Hantzschia elongata (Hantzsch) Grunow +

o o J=

2 o

2 MccneflOBaHna Cn amponoreHHO-M3MeHeHHbix ^ экос^lсreм u ур6оэко.поmfl

c

Г

Продолжение табл. 3

Наименование таксона [Taxon liaine] Места отбора проб [Sampling points]

С, Иж/С В1, В2 В3 Ип1-Ип5 Иж4, Иж5 Иж1-Иж3 Поз Иж7, Иж8 Пдб, Крл

Hippodonta capitata (Ehrenberg) Lange-Bertalot, Metzeltin et Witkowski + +

Iconella biseriata (Brebisson) Ruck et Nakov +

I. hibernica (Ehrenberg) Ruck et Nakov +

Melosira varians Agardh +m + +

Navicula lanceolata Ehrenberg +

N. menisculus Schumann +

N. oblonga (Kützing) Kützing + +

N. reinhardtii (Grunow) Grunow + + +

N. tripunctata (Müller) Bory +

Navicula sp. +

Neidium cnf. affine var. humeris Reimer +

N. bisulcatum (Lagerstedt) Cleve + + +n

N. dubium (Ehenberg) Cleve +

N. productum (Smith) Cleve +

Nitzschia capitellata Hustedt +

N. flexa Schumann forma 1 (длина 250 мкм) [(length 250 pm)] + + +

N. homburgiensis Lange-Bertalot +

N. lorenziana var. subtilis Grunow +

N. recta Hantzsch ex Rabenhorst +

N. sigmoidea (Nitzsch) Smith + + + + +

N. vermicularis (Kützing) Hantzsch + +

Pinnularia grunowii Krammer +

P. laticeps Cleve +

P. neomajor Krammer + +

P. nobilis var. densistriata +

P. nodosa (Ehrenberg) Smith +

P. notabilis Krammer + + + + +

Placoneis gastrum (Ehrenberg) Mereschkowsky +

Pseudostaurosira brevistriata (Grunow) Williams et Round +n

о о J=

2 о

2 Исследования (Л антропогенно-измененных (-Л-1 экосистем и урбоэкология

С

Г

Окончание табл. 3

Наименование таксона [Taxon name] Места отбора проб [Sampling points]

С, Иж/С В1, В2 В3 Ип1-Ип5 Иж4, Иж5 Иж1-Иж3 Поз Иж7, Иж8 Пдб, Крл

P. parasitica (Smith) Morales P. parasitica var. subconstricta (Grunow) Morales + +

Rhoicosphenia abbreviata (Agardh) Lange-Bertalot + +

Rhopalodia rupestris (Smith) Krammer + + +

Stauroneis reichardtii Lange-Bertalot, Cavacini, Tagliaventi et Alfinito +

S. subgracilis Lange-Bertalot et Krammer +

Staurosira sp. +

Stephanocyclus meneghinianus Kulikovskiy, Genkal et Kociolek +n

Surirella hibernica (Smith) Kapustin et Kryvosheia +

S. librile Ehrenberg + + + +

S. robusta Ehrenberg +

Tryblionella gracilis Smith +

T. plana (Smith) Pelletan +

Ulnaria acus (Kützing) Aboal + +

U. biceps (Kützing) Compere +

U. ulna (Nitzsch) Compere +n + +

Euglenophyta

Trachelomonas cnf. manginii Deflandre +

Chlorophyta

Coelastrum microporum Nägeli +

Comasiella arcuata (Lemmermann) Hegewald, Wolf, Keller, Friedl et Krienitz +

Monoraphidium sp. +

Pediastrum duplexMeyen + + +

P. boryanum var. cornutum (Raciborski) Sulek + +

Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brebisson + + +

Stauridium tetras (Ehrenberg) Hegewald + +

Charophyta

Closterium incurvum Brebisson +

C. kuetzingii Brebisson +

C. macilentum Brebisson +

о о J=

2 о

Примечание. m - в массе, n - много. [Note. m - in mass, n - many.]

2 Исследования (Л антропогенно-измененных ^ экосистем и урбоэкология

I

С

Рис. 3. Некоторые диатомовые из притоков реки Иж:

a - Nitzschia lorenziana var. subtilis (длина 220 мкм, ширина 10 мкм); b - Hantzschia elongata (длина 300 мкм, ширина 13 мкм); c -Pinnularia nobilis var. densistriata (длина 225 мкм, ширина 38 мкм); d - Tryblionella plana (вид с пояска, длина 208 мкм, ширина 15 мкм)

Fig. 3. Some diatoms from Izh tributaries:

a - Nitzschia lorenziana var. subtilis (length 220 |m, width 10 |m); b - Hantzschia elongata (length 300 |im, width 13 |im); c - Pinnularia nobilis var. densistriata (length 225 |im, width 38 |im); d - Tryblionella plana (girdle view, length 208 |m, width 15 |m)

Поверхностный слой воды в южной части Ижевского водохранилища (к югу от точки Ип3) и ниже по течению вплоть до точки Иж8 в период наблюдения был заполнен трихомами Planktothrix agardhii Gomont. Массовое развитие этого вида случается в Ижевском водохранилище ежегодно, но в вегетационный период 2023 г. оно было выражено особенно сильно, продлившись до начала ноября. Этот вид считается характерным для неглубоких водоемов со статусом от мезо- до гипер-трофного [Mishra et al., 2019], тем не менее его присутствие зафиксировано во всех волжских водохранилищах, хотя он не становится там доминантом [Корнева, 2015]. Его эпилимническое развитие и способность к использованию разных источников азота и вертикальной миграции указывают скорее на зависимость его развития от факторов,

я и н - р

о н н у и

а в е г м

о о е т

дп с

е о и

л рс

с т о

с н к

И а э

действующих у поверхности водоема (например, режим и состав осадков и поверхностного стока), чем от глубины и общего трофического статуса.

Среднее значение DIN/DIP в южной части Ижевского водохранилища, равное 9, находится на границе азотного и двойного лимитирования; сведения о наличии механизмов азотфиксации у представителей рода Planktothrix [Pancrace et al., 2017] указывают на возможность снижения ими порога азотного лимитирования. Способность Planktothrix agardhii к синтезу микроцистинов DeLR и DeRR [Tonk et al., 2005] делает высоким риск негативных последствий отмирания цианобактериальной массы в конце вегетационного периода.

Выводы

Пространственная динамика рассмотренных параметров указывает на буферную роль водохранилища в потоке основных ионов: высокие в притоках концентрации здесь значительно снижаются. В динамике ортофосфатов эта тенденция выражена меньше, а более высокое их содержание в сравнении с зимним периодом нетипично (т.к. к концу осени часть фосфорного ресурса связана в биомассе) и указывает на поступление в водоем излишних его количеств. Вероятно, поверхностный береговой сток имеет в этом большое значение, т.к. положительная динамика наблюдается еще к северу от впадения в водохранилище загрязненной р. Подборенки. Общее повышение содержания фосфора в юго-восточной части водохранилища до 0,1 мг/дм3 оказывается достаточным для массового развития Planktothrix agardhii (при DIN/DIP 6-12). Влиянием поверхностного стока также можно объяснить повышенное в сравнении с зимним периодом содержание нитратов и сульфатов в городских притоках.

Большая часть выявленных видов водорослей связана с северной частью исследованной территории. Явно выражены снижение разнообразия с севера на юг и абсолютное преобладание в нижней части рассмотренного участка убиквистов, не распространяющееся на флористи- х чески своеобразную р. Позимь. i Е

ш °

I о

Библиографический список / References z д

Биологические и химические эффекты антропогенного эвтрофирования Ижевского водохранилища / Б.Г. Котегов, Н.П. Аксенова, В.Ю. Захаров и др. Ижевск, 2013. [Kotegov В^., Aksenova №Р., Zakhaгov V.Yu. et а1. Biologicheskie ° о ^

i khimicheskie effekty antropogennogo evtrofirovaniya Izhevskogo vodokhranilishcha [Biological and < Izhevsk, 2013.]

о

* ^ P x

S P z

Чс ^ ш о x

¡3 u

[Biological and chemical effects of anthropogenic eutrophication of the Izh reservoir]. i §

Корнева Л.Г. Фитопланктон водохранилищ бассейна Волги. Кострома, 2015. [Korneva L.G. Fitoplankton vodokhranilishch basseina Volgi [Phytoplankton of reservoirs of the Volga basin]. Kostroma, 2015.]

О гидрохимическом и альгологическом составе некоторых водных объектов бассейна реки Иж в зимне-ранневесенний период 2023 г. / С.М. Госькова, А.В. Алтынцев, А.С. Дедюхин, К.Д. Смирнов // Экосистемы. 2023. Вып. 36. С. 187-202. DOI: 10.5281/zenodo.10377549 [Goskova S.M., Altyntsev A.V., Dedyukhin A.S., Smirnov K.D. Hydrochemical and algal composition of some water bodies in the basin of the Izh river during the winter-early spring period in 2023. Ekosistemy. 2023. Iss. 36. Pp. 187-202. (In Rus.). DOI: 10.5281/zenodo.10377549]

Определитель диатомовых водорослей России / М.С. Куликовский, А.М. Глущенко, С.И. Генкал, И.В. Кузнецова Ярославль, 2016. [Kulikovskii M.S., Glushchenko A.M., Genkal S.I., Kuznetsova I.V. Opredelitel diatomovykh vodoroslei Rossii [Identification of diatoms of Russia]. Yaroslavl, 2016.]

Определитель пресноводных водорослей СССР. Т. 4 / Под ред. А.В. Прош-киной-Лавренко. М., 1951. [Opredelitel presnovodnykh vodoroslei SSSR [Identifier of freshwater algae of the USSR]. Vol. 4. A.V. Proshkina-Lavrenko (ed.). Moscow, 1951.]

Царенко П.М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Украинской ССР. Киев, 1990. [Tsarenko P.M., Kratkii opredelitel khlorokokkovykh vodoroslei Ukrainskoi SSR [Brief guide to Chlorococcaceae of the Ukrainian SSR]. Kiev, 1990.] Boechat I., Paiva-Magela A., Reis H. R., Gücker B. Dissolved organic N in shallow tropical lakes and reservoirs: Contribution to total dissolved N and relationships with eutrophication. Internationale Revue der gesamten Hydrobiologie und Hydrographie. 2019. Vol. 104 (5-6). Pp. 106-115. DOI: 10.1002/iroh.201801958

Bulgakov N.G., Levich A.P. The nitrogen: Phosphorus ratio as a factor regulating phytoplankton community structure. Archiv für Hydrobiologie. 1999. Vol. 146 (1). Pp. 3-22. DOI: 10.1127/archiv-hydrobiol/146/1999/3.

Conley D.J., Kilham S.S., Theriot E. Differences in silica content between marine and freshwater diatoms. Limnology and Oceanography. 1989. Vol. 34 (1). Pp. 205-212. DOI: 10.4319/lo.1989.34.1.0205

Ekholm P.N. P ratios in estimating nutrient limitation in aquatic. Mitigation options for nutrient reduction in surface water and groundwaters. Helsingfors, 2008. Pp. 11-14.

x Fastner J., Erhard M., Carmichael W. et al. Characterization and diversity

i E of microcystins in natural blooms and strains of the genera Microcystis and ш ^ Planktothrix from German freshwaters. Archiv für Hydrobiologie. 1999. Vol. 145 (2). I ! Pp. 147-163. DOI: 10.1127/archiv-hydrobiol/145/1999/147

IS ю Hushchyna K., Nguyen-Quang T. Using the modified Redfield ratio to estimate

§ о £ harmful algal blooms. Environmental Problems. 2017. Vol. 2 (2). Pp. 101-108. нни

ro J s Iconographia Diatomologica: Annotated diatom micrographs. Vol. 2. H. Lange-

o о £ Bertalot (ed.). Koeltz Scientific Books, 1996. дпс

g_ g Mebane C.A., Ray A.M., Marcarelli A.M. Nutrient limitation of algae and

^ i ° macrophytes in streams: Integrating laboratory bioassays, field experiments, and field

_ ГО Э data. PLoS One. 2021. Vol. 16 (6). DOI: 10.1371/journal.pone.0252904

Mishra A.K., Tiwari D.N., Rai A.N. Cyanobacteria from basic science to applications. Academic Press, 2019. DOI: 10.1016/C2017-0-01395-2

Morris D.P., Lewis W.M. Phytoplankton nutrient limitation in Colorado mountain lakes. Freshwater Biology. 1988. Vol. 20 (2). Pp. 315-327. DOI: 10.1111/j.1365-2427.1988.tb00457.x

Pancrace C., Barny M.-A., Ueoka R. et al. Insights into the Planktothrix genus: Genomic and metabolic comparison of benthic and planktic strains. Scientific Reports. 2017. Vol. 7 (1). DOI: 10.1038/srep41181

Sims P.A. An Atlas of British Diatoms, arranged by B. Hartley based on illustrations by H.G. Barber and J.R. Carter. Biopress Limited, 1996.

Tanvir R.U., Hu Zh., Zhang Y., Lu J. Cyanobacterial community succession and associated cyanotoxin production in hypereutrophic and eutrophic freshwaters. Environ. Pollut. 2021. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118056.

Tonk L., Visser P.M., Christiansen G. et al. The Microcystin composition of the cyanobacterium Planktothrix agardhii: Changes toward a more toxic variant with increasing light intensity. Applied and Environmental Microbiology. 2005. Vol. 71 (9). DOI: 10.1128/AEM.71.9.5177-5181.2005

Wehr J.D., Sheath G.R. Freshwater algae of North America: Ecology and classification. Academic Press, 2003.

Williams M.W., Hood E., Caine N. Role of organic nitrogen in the nitrogen cycle of a high-elevation catchment, Colorado Front Range. Water Resources Research. 2001. Vol. 37 (10). Pp. 2569-2582. DOI: 10.1029/2001WR000485

Статья поступила в редакцию 05.04.2024, принята к публикации 10.05.2024 The article was received on 05.04.2024, accepted for publication 10.05.2024

Сведения об авторе / About the author

Госькова Софья Михайловна - аспирант кафедры ботаники, зоологии и биоэкологии Института естественных наук, Удмуртский государственный университет, г. Ижевск; младший научный сотрудник лаборатории биоразнообразия и экологии наземных организмов Сектора естественно-научных исследований, Тобольская комплексная научная станция Уральского отделения Российской академии наук, г. Тобольск, Тюменская обл.

Sofya M. Goskova - Postgraduate student at the Department of Botany, Zoology and Bioecology of the Institute of Natural Sciences, Udmurt State University, Izhevsk; 2 § Junior Researcher оf the Laboratory Laboratory of Biodiversity and Ecology of Ter- J ° restrial Organisms of the Sector of Natural Science Research, Tobolsk Complex ш ° Research Station of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Tobolsk, g ^g Tyumen Region к i ^

ORCID: http://orcid.org/0009-0004-6621-8405 E-mail: [email protected]