Автореферат: Водоросли внутриконтинентальных водных экосистем: состав, структура и функционирование (на примере Восточного Забайкалья)

Как правило, на практике качество вод определяется биологическим методом для одной или нескольких водных экосистем и исследователя удовлетворяет полученный результат. В нашем случае определялось качество вод 31-ого разнотипного водоёма и водотока, расположенных в различных природных зонах, обладающих разным химическим составом, подверженных различному антропогенному воздействию. Поэтому полученные однообразные данные показались нам не убедительными, а систему сапробности не работающей в описываемом регионе.

Рис. 9 . Индикаторные организмы водорослей в водных экосистемах Восточного Забайкалья

Для достижения цели - определения качества вод, была использована эколого-санитарная классификация поверхностных вод суши, т.е. по показателям структуры и функционирования фитопланктоценозов (Оксиюк, Жукинский и др., 1993). При использовании всех показателей структуры и функционирования водорослей оказалось, что градации их величин практически не соответствуют категориям класса вод, то есть по разным показателям определяется и разный класс качества вод. Мы поддерживаем мнение авторов классификации, что основным показателем при определении качества вод является биомасса.

Градации величин биомассы хорошо увязываются и с категориями трофности, поскольку трофность водных объектов зависит от степени развития водорослей. Таксономический состав и численность являются менее надежными показателями. Число видов водорослей в растительных планктонных сообществах во многом определяется количеством отобранных проб и тщательностью их идентификации. Численность же зависит от размеров клеток водорослей.

В нашем случае олиготрофные водоёмы попадают в I - III градации классов вод, мезотрофные - в IV класс, евтрофные - в V - VI классы, гипертрофные - в VII - IX классы (табл. 8).

Многолетние изменения параметров качества вод в водных экосистемах Забайкальского края сводятся к снижению их качества (увеличению трофности) (см. табл. 8). Ивано-Арахлейские озёра испытали значительную нагрузку в 70 - 80-е годы.

Причиной резкого роста количественных показателей альгоценозов, а отсюда и качества вод в Ивано-Арахлейских озерах на наш взгляд являются:

Таблица 8. Оценка качества вод водных экосистем Восточного Забайкалья по отношению к органическому загрязнению по биомассе водорослей

Примечание: Градации разрядов качества вод и трофность водоёмов и водотоков выделены с учетом средневзвешенной биомассы водорослей за год:

1). Подрыв кормовой базы вследствие постоянной интродукции сигов-планктофагов. Подобная ситуация характерна для озёр с усиленным искусственным прессом рыб (Лаврентьева, Алексеев и др., 1991).

2). Увеличение рекреационной нагрузки на данные водоёмы за последние 20 лет, что явилось дополнительной нагрузкой органического загрязнения на водоёмы (Соловова, 1994).

3). Продолжают действовать источники сельскохозяйственного загрязнения: это распахивание земель возле урезов озер, животноводство. Например, даже в случае закрытия животноводческой фермы на берегу оз. Иван, эта ферма остаётся источником загрязнения.

Оз. Кенон продолжает испытывать антропогенную нагрузку от теплового воздействия ТЭС и от урбанизированной территории его побережий (по берегу озера проходит Транссибирская железнодорожная магистраль, нефтебаза, жилые застройки, пляж). В годы обильного выпадения осадков биогенные элементы с водосбора поступают в озеро, вызывая его «цветение», как это происходило в 1988 и 2005 годах.

ВЫВОДЫ

1. В составе растительных планктонных сообществ внутриконтинентальных водных экосистем Восточного Забайкалья (25 озёрах, двух водохранилищах и четырех реках) обнаружено суммарно 737 внутривидовых (и 632 видовых) таксонов водорослей из 149 родов, 53 семейств, 26 порядков и 14 классов, относящихся к 8 отделам: синезеленые - 103, золотистые - 34, диатомовые - 336, желтозеленые - 5, криптофитовые - 5, динофитовые - 4, эвгленовые - 22, зеленые - 228.

2. Для данного региона впервые приводятся 439 таксонов рангом ниже рода из 66 родов, являющихся представителями 7 отделов: синезеленые - 5; золотистые - 2; диатомовые - 19; криптофитовые - 2; динофитовые - 1; эвгленовые - 2; зеленые - 35.

3. Установлено, что флора планктона разнотипных водных экосистем Восточного Забайкалья типична для внутриконтинентальных водоёмов и водотоков умеренных широт. Общий видовой состав и доминанты растительных планктонных сообществ носят смешанные черты: они представлены видами, характерными для северных широт с преобладанием диатомовых (45,5%) и в то же время носят черты альгоценозов средних широт со значительным разнообразием зеленых (30,9%) и синезеленых (14%) водорослей.

4. Эколого-географический анализ видового состава растительных планктонных сообществ позволил установить общие черты, характерные для альгофлоры исследованных внутриконтинентальных водных экосистем Восточного Забайкалья. К ним относятся: разнородный по отношению к солености воды состав, высокий удельный вес видов-индифферентов (66%); преобладание космополитных (91%), планктонных и литоральных форм (72%).

5. Оценивая роль абиотических факторов на структуру растительных планктонных сообществ следует отметить, что региональные природные особенности в его формировании (таксономический состав, видовое разнообразие, численность и биомасса) играют меньшую роль по сравнению с морфометрией и сопряженной с ней гидрологией водоёмов и водотоков, а также гидрохимией, которые и формируют основные определяющие черты альгоценозов водных экосистем Восточного Забайкалья.

6. Доминирующее структурообразующее значение в создании таксономической структуры, численности и биомассы растительных планктонных сообществ в водных экосистемах Восточного Забайкалья принадлежит трём отделам водорослей: синезеленым, диатомовым и зеленым, что составляет более 90% от общего числа обнаруженных таксонов водорослей.

7. Количественные показатели растительных планктонных сообществ водных экосистем Восточного Забайкалья варьируют в широких пределах: численность от 250 тыс. до 3,9 млрд. кл./л, биомасса - от 0,04 до 112,4 мг/л. При высокой вариабельности этих значений видовое разнообразие в водоёмах и водотоках невелико. Индекс Шеннона для всех водоёмов и водотоков изменялся в пределах - 0,58…2,24. Установлено, что значительные колебания количественных параметров обусловлены развитием доминирующих видов, которые занимают в таксономической структуре фитопланктона менее десятой части.

8. Природные условия (высокая радиация и большое количество дней солнечного сияния) и мелководность водоёмов Восточного Забайкалья обуславливают региональные особенности функционирования в водоёмах: круглогодичное продуцирование органического вещества (в подледный период образуется до 30% органического вещества), фотосинтез, наблюдающийся до дна водоёмов и высокую фотосинтетическую активность биомассы.

9. Диапазон варьирования функциональных показателей растительных планктонных сообществ составил несколько порядков (показатели суточного фотосинтеза изменяются от 0,08 до 4,30 г О2 /м2, годового фотосинтеза - от 722 до 4234 ккал/м2, содержание хлорофилла «а» от 0,25 до 58 мг/м3, суточные значения Р/В-коэффициентов от 0,007 до 81,6, годовые Р/В-коэффициенты от 10 до 472), что является характерной чертой водоёмов Восточного Забайкалья: мелководных, с достаточным количеством биогенных элементов и высокой инсоляцией в регине.

10. Многолетние исследования на модельных для данного региона Ивано-Арахлейских озерах позволили выявить закономерность в первичном продуцировании органического вещества, заключающуюся в том, что годовая продукция в 250 раз выше средних за год суточных значений.

11. По анализу многолетних флористических наблюдений следует выделить антропогенный фактор, как основную причину сукцессионных изменений в альгоценозах водоёмов Восточного Забайкалья. В этих экосистемах происходят изменения в структуре растительных планктонных сообществ: в Ивано-Арахлейских озерах уменьшилось число видов золотистых - обитателей чистых вод и увеличилось число видов синезеленых показателей возрастающей эвтрофикации; происходит переход от полидоминантных ценозов к монодоминантным с резким возрастанием удельного веса доминантов в средней за год общей биомассе водорослей; уменьшается количество пиков в сезонной динамике показателей обилия водорослей и первичной продукции, что также свидетельствует о повышающейся эвтрофикации водоёмов; наблюдается регулярное массовое развитие водорослей, достигающее стадий «цветения» и «гиперцветения».

12. Качество вод водных экосистем Восточного Забайкалья, определенное по биомассе водорослей оценивается классами от предельно чистых до грязных вод. Наиболее загрязненными являются водоёмы бассейна оз. Байкал. Современное состояние больших озер и большинства малых этого бассейна оценивается IX классом - предельно грязных вод. Предельно чистыми являются озера Ленского бассейна (I класс). Состояние водоёмов и водотоков Амурского бассейна и бессточной области оценивается классами от чистых до загрязненных вод (I - VI классы).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии, разделы в монографиях

1. Эвтрофирование малых водохранилищ / под ред. О.М. Кожовой. - Новосибирск: Наука, 1985. - 160 с.

2. Содовые озера Забайкалья. Экология и продуктивность / под ред. А.Ф. Алимова А.Ф. - Новосибирск: Наука, 1991. - 215 с.

3. Экология городского водоема / под ред. О.М. Кожовой, М.Ц. Итигиловой - Новосибирск: СО РАН, 1998. - 206 с.

4. Биоразнообразие водных экосистем Забайкалья. Видовая структура гидробиоценозов озер и рек горных территорий / под ред. Л.И. Локоть - Новосибирск: изд-во СО РАН, 1998. - 190 с.

5. Оглы, З.П. Видовое разнообразие водных экосистем Забайкалья. Каталог водорослей Верхне-Амурского бассейна / З.П. Оглы, М.И. Качаева - Новосибирск.: СО РАН, 1999. - 92 с.

6. Водные ресурсы Читинской области: реализация региональной водохозяйственной политики (1998-2003 гг.) / под ред. В.Н. Заслоновского - Екатеринбург; Чита: РосНИИВХ, 2004. - 105 с.

7. Энциклопедия Забайкалья. Читинская область / под. ред. Р.Ф. Гениатулина Новосибирск: Наука, 2000 - 2006. 4 т.

8. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Читинской области за 2006-2007 годы» / под ред. Ю.М. Овешникова - Чита: Экспресс-типография, 2008. - 161с.

Работы, опубликованные в рецензируемых изданиях

9. Оглы, З.П. Фитопланктон в системе гидробиологического мониторинга Ивано-Арахлейских озер (Центральное Забайкалье) / З.П. Оглы // Доклады Академии Наук, т. 364, 1999. - №2. - С. 235-242.

10. Евтрофирование городского водоёма под влиянием тепловой электрической станции в условиях резко континентального климата / В.Н. Заслоновский, З.П. Оглы [и др.] // Водное хозяйство России, т. 6, 1999. - № 2. С.163 - 175.

11. Оглы, З.П. Эколого-географическая характеристика фитопланктона разнотипных водных экосистем Восточного Забайкалья / З.П. Оглы // Вестник БГУ. Сер. 3. - Улан-Удэ, 2006. - Вып. 7 - С. 231-235.

12. Оглы, З.П. Структура фитопланктона разнотипных водоемов Восточного Забайкалья / З.П. Оглы // Водное хоз-во России. - 2006. - №5. - С. 94-103.

13. Оглы, З.П. Показатели продуктивности фитопланктона в водоёмах Забайкальского края / Оглы, З.П. // Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России. Изв. Самарского научн. центра РАН. - 2009. - №.1(3). - С. 327-331.

14. Оглы, З.П. Пространственно-временная характеристика фитопланктона водных экосистем Забайкальского края / Оглы, З.П. // Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России. Изв. Самарского научн. центра РАН. - 2009. - №.1(3). - С. 332-335.

15. Анисимова, Е.Г. Оценка качества вод внутриконтинентальных водных экосистем по фитопланктону (Забайкальский край) /Анисимова, Е.Г., Оглы, З.П. // Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России. Изв. Самарского научн. центра РАН. - 2009. - №.1(3). - С. 279-283.

Работы, опубликованные в академических и других изданиях

16. Оглы, З.П. Формирование фитопланктона одного из водохранилищ степной зоны Забайкалья / З.П. Оглы // Круговорот вещества и энергии в водоемах: тез. докл. 4 Всес. совещ. лимнологов на Байкале. Иркутск: ЛИН СО АН СССР, 1977. Вып. 1. - С. 105-106.

17. Оглы, З.П. Продукция фитопланктона и деструкция органического вещества Краснокаменского водохранилища / З.П. Оглы // Продуктивность водоемов разных климатических зон РСФСР и перспективы их рыбохозяйственного использования: сб. научн. тр. Красноярск: СибрыбНИИпроект, 1978. - С. 273-274.

18. Оглы, З.П. Альгофлора как показатель сапробности Краснокаменского водохранилища / З.П. Оглы // Круговорот вещества и энергии в водоемах: тез. докл.5 Всес. совещ. лимнологов на Байкале. Иркутск: ЛИН СО АН СССР, 1981.Вып. 1. - С.120-121.

19. Оглы, З.П. Продукция фитопланктона и деструкция органического вещества в оз. Арахлей (Центральное Забайкалье) / З.П. Оглы // Круговорот вещества и энергии в водоемах: тез. докл.5 Всес. совещ. лимнологов. Иркутск: ЛИН СО АН СССР, ВГБО, 1981.- Вып. 1. - С. 101-102.