Фитопланктон как индикатор состояния водных экосистем городских ландшафтов (на примере города Омска)

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

03.02.08 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ФИТОПЛАНКТОН КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ (НА ПРИМЕРЕ г. ОМСКА)

Коновалова Оксана Александровна

Омск - 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и биологии ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент Баженова Ольга Прокопьевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Григорьев Аркадий Иванович кандидат биологических наук Кубарева Марина Вячеславовна

Ведущая организация:

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Защита состоится «22» сентября 2011 г. в 12 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан «20» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Т.Ю. Колпакова

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. В связи с нарастающей антропогенной нагрузкой на окружающую среду в последнее время повышенный научный интерес стали вызывать городские водоёмы. Ухудшение качества их вод является актуальной экологической проблемой (Маслов, 2002; Тетиор, 2008). Наряду с природными процессами, изменяющими химический состав вод, немаловажную роль играет и антропогенное воздействие, приводящее к изменению геохимических процессов в системе «водосбор - водоём», появлению токсинов в водной среде, эвтрофированию, закислению и, как следствие, ухудшению качества воды (Итигилова, 1998; Сёмин, 2001). В пределах городской черты водные объекты служат градообразующим фактором, обладают эстетической значимостью, используются для рекреации, поэтому их качество должно соответствовать экологическим нормам.

Для оценки экологического состояния водоёмов широко используют показатели развития фитопланктона, что обусловлено его положением автотрофного продуцента в основании экологической пирамиды. Фитопланктон быстро реагирует на изменения водной среды и может служить индикатором состояния всей водной экосистемы (Абакумов, 1977). Несмотря на известные преимущества и доступность методов биоиндикации, оценка экологического состояния водоёмов г. Омска этим способом до настоящего времени не проводилась. Между тем, подобные работы имеют высокую практическую значимость, поскольку позволяют не только установить экологическое состояние водоёмов, но и разработать методические рекомендации по его улучшению и стабилизации.

Цель работы - изучить современное состояние фитопланктона водоёмов г. Омска и дать оценку качества воды по показателям его развития.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- определить таксономический состав и структуру фитопланктона;

- оценить уровень флористического сходства фитопланктона различных водоёмов;

- выявить закономерности сезонной и межгодовой динамики обилия фитопланктона;

- определить трофический статус водных экосистем по показателям развития фитопланктона;

- оценить уровень сапробности воды.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Водоёмы г. Омска подвержены эвтрофированию и загрязнению органическими веществами.

2. Вода исследованных озёр в основном относится к классу удовлетворительной чистоты и в-мезосапробной зоне.

Научная новизна работы. Впервые проведены систематические исследования фитопланктона водоёмов г. Омска. Установлен таксономический состав и структура фитопланктона, выявлены доминирующие виды, составлен аннотированный список водорослей и цианобактерий, включающий 363 вида и разновидности. Найдено 76 новых для Омского Прииртышья видов и разновидностей водорослей и цианобактерий. Установлены закономерности сезонной и межгодовой динамики обилия фитопланктона. Впервые определён трофический статус и дана оценка качества воды городских водоёмов по показателям развития фитопланктона.

Практическая значимость. Исследования автора проводились в рамках госбюджетной темы «Фитопланктон водоёмов и водотоков Омского Прииртышья» (№ госрегистрации 01200603662). Полученные данные были использованы при реализации проекта «Социально-экологическая реабилитация территорий, прилегающих к водоёмам города Омска» (2009 г.) и вошли в Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2009 году».

Результаты исследований могут являться основой при проведении биомониторинга водоёмов г. Омска. Данные по видовому составу фитопланктона будут использованы при написании сводки о региональной альгофлоре и могут применяться для уточнения содержания определителей альгофлоры Сибири в части распространения и местонахождения отдельных видов.

Результаты исследований используются в преподавании учебных дисциплин «Общая экология», «Экология региона», а также при подготовке выпускных квалификационных работ студентов факультета агрохимии, почвоведения и экологии ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет».

Апробация. Основные положения и результаты исследований были доложены на научно-практической конференции, посвященной 60-летию со дня рождения А. А. Кожухаря (Омск, 2009); Всероссийской молодежной конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность» (Омск, 2009); Международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); «Актуальные вопросы современного водохозяйственного комплекса» (Омск, 2009); «Проблемы агрохимии, почвоведения и экологии», посвященной 45-летию факультета агрохимии, почвоведения и экологии ОмГАУ (Омск, 2009); III Международной научно-практической конференции «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона (Омск, 2010); III научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Здоровье человека и среда обитания: фундаментальные и прикладные аспекты» (Омск, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора. Автором лично исследованы водоёмы г. Омска, отобраны и обработаны все пробы фитопланктона, интерпретированы полученные данные, подготовлены публикации. На базе аккредитованных лабораторий автором проведён гидрохимический анализ воды.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 164 страницах, состоит из введения, шести глав, выводов, библиографического списка и приложения, содержит 28 рисунков и 41 таблицу. Библиографический список включает 169 наименований, в том числе зарубежных - 20.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д. б. н. О. П. Баженовой за постоянную помощь в работе, д. б. н. С. И. Генкалу (ИБВВ РАН) за консультации в определении центрических диатомей и к. б. н. Е. Ю. Митрофановой (ИВЭП СО РАН) за помощь при работе на электронном микроскопе.

2. Основное содержание

Глава 1 Фитопланктон как индикатор состояния водных экосистем (Обзор литературы)

Проведён анализ данных по применению метода биоиндикации для оценки качества воды. Доступным и информативным является метод биоиндикации по показателям развития фитопланктона, способный отразить малейшие изменения, происходящие в водной среде. Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с дорогостоящими химическими анализами воды и широко используется в экологических исследованиях водных объектов.

Глава 2 Природно-климатические условия территории г. Омска и характеристика абиотических условий исследованных водоёмов

2.1 Географическое положение и климат г. Омска

Омск - административный центр Омской области, расположенной в южной части Западно-Сибирской равнины между 58°30' и 55°30' северной широты и 69°30' и 76°30' восточной долготы. Город находится в лесостепной природно-климатической зоне умеренного пояса (Алисов, 2006). От характера климата зависят многие гидрологические и гидрохимические параметры водоёмов. Озёра Западной Сибири, в том числе и г. Омска, характеризуются циклическим ходом уровня воды, чередованием многоводных и маловодных периодов. Многие исследователи отмечают, что особенно сильное влияние погодные условия оказывают на солёные (Beadle, 1958; Williams, 1998a, 1998b; Balushkina et al., 2005; Golubkov et al., 2006; Балушкина, Голубков, Голубкова, 2009), а также мелководные водоёмы (Зубишина, Бабаназарова, 2008), к которым относятся исследуемые водные объекты.

2.2 Водоёмы города Омска как среда обитания гидробионтов

В главе приводится описание исследуемых озёр, находящихся в различных административных округах и испытывающих на себе нагрузку разной степени. Водоёмы г. Омска имеют особенности, снижающие их способность к самоочищению - непроточность, малые глубины, длительный ледостав. Так создаётся неблагоприятный природный фон, на котором в результате хозяйственной деятельности развиваются процессы качественного ухудшения озёрных вод. По ландшафтно-архитектурным признакам исследуемые водоёмы относятся к рекреационно-значимым водным объектам (Власов, 2008). По классификации И. И. Сорокина (1993), в основе которой лежат морфометрические показатели, озёра Солёное, Моховое и озеро в парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ (ПКиО) относятся к очень мелким озеркам (площадь 0,001-0,1 км2, средняя глубина 0,4-1,8 м), а Чередовое - очень малым мелким озёрам (площадь 1-10 км2, средняя глубина 0,7-12,0 м).

Озеро Солёное расположено в городской черте на территории Ленинского административного округа (ЛАО). Лежит в небольшой котловине. Длина озера - 220 м, ширина - 162 м, площадь около 3 гектаров, наибольшая глубина - 2 м. По степени минерализации воды (Оксиюк и др., 1993) озеро относится к солоноватым водоёмам. Содержание нитратов в воде изменялось в пределах 2,10-15,50 мг/дм3, общего фосфора - 0,89-1,79 мг/дм3.

Озеро Чередовое расположено на юго-западной окраине г. Омска (ЛАО), имеет каплевидную форму, его длина - 930 м, наибольшая ширина - 648 м. Озеро пресноводное, вода слабощелочная, средней жёсткости. Содержание нитратов в период открытой воды изменялось в пределах 2,10-11,0 мг/дм3, общего фосфора - 0,09-0,45 мг/дм3.

Озеро Моховое расположено в Советском административном округе. Площадь 6,22 гектара с котловинным водосбором низинного типа. Во влажные периоды в центральной части образуется единое озёрное пространство, в сухие сезоны озеро распадается на 5 водоёмов различного размера. Минерализация воды колеблется в широких пределах, осенью 2008 г. водоём относился к категории солоноватых, а осенью 2010 г. - пресных вод. Выше нормы во все сезоны, кроме октября 2008 г., были показатели общей жёсткости и перманганатной окисляемости. Концентрация общего фосфора изменялась в пределах 0,042-0,074 мг/дм3, нитратов - 0,18-12,0 мг/дм3. флористический фитопланктон водоем экосистема

Озеро в парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ (ПКиО) расположено в Октябрьском административном округе. Весной 2010 г. в период половодья водоём состоял из двух соединённых между собой озерков: большого (173 х 55 м) и малого (81 х 52 м). В 2008 и 2009 гг. по степени минерализации воды озеро относилось к категории пресных в-олигогалинных, в 2010 г. - солоновато-водных, в-мезогалинных. Концентрация общего фосфора изменялась в пределах 0,042-0,077 мг/дм3, нитратов - 2,40-6,0 мг/дм3.

Глава 3 Материал и методы исследования

Материалом для исследования послужили 660 количественных и 144 качественных пробы фитопланктона, отобранные в период с ноября 2007 по октябрь 2010 гг. из озёр, расположенных на территории города Омска: Солёное, Чередовое, Моховое и ПКиО. Отбор проб фитопланктона на всех озёрах проводили по единой методике на 3-4 станциях, равномерно расположенных по акватории. Количественные пробы объёмом 0,5 л отбирали зачерпыванием из поверхностного слоя воды, в безлёдный период - два раза в месяц. На озере Солёное отбор проводили также зимой - 1 раз в месяц. Пробы фиксировали 40% раствором формалина, концентрировали осадочным способом, обрабатывали общепринятыми методами (Фёдоров, 1979; Садчиков, 2003). Подсчёт числа клеток и колоний проводили на микроскопах МБИ-15 и Микмед-1 в двух-четырёх повторностях в камере Горяева. Численность Snowella и Woronichinia подсчитывали по числу колоний, некоторых нитчатых цианобактерий с трудноразличимым количеством клеток (Arthrospira fusiformis и др.) - по числу трихомов. Биомассу популяций рассчитывали, исходя из среднего объёма клеток каждого вида, после массовых измерений их размеров. Объёмы клеток определяли приравниванием их форм к близким геометрическим фигурам (Кольцова, 1970). В доминирующий комплекс включали виды, составляющие не менее 10% от суммарной численности и биомассы фитопланктона (Корнева, 2009). Для определения видов использовали отечественные и зарубежные определители и монографии. Систематический список составлен с учётом современных таксономических преобразований цианобактерий (Komбrek, Anagnostidis, 1999, 2005) и диатомовых водорослей (Krammer, Lange-Bertalot, 1986, 1988, 1991a, b).

Определение диатомовых водорослей проводили на световом микроскопе с использованием постоянных препаратов и масляной иммерсии, а также по фотографиям, полученным на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) Hitachi S3400N в Институте водных и экологических проблем СО РАН. Определение центрических диатомей проводили с консультациями д. б. н. С. И. Генкала (Институт биологии внутренних вод РАН). Коэффициент флористического сходства рассчитывали по Чекановскому-Сёренсену (КS) и Жаккару (КJ) (Шмидт, 1980; Мэгарран, 1992). Индекс сапробности рассчитывали методом Пантле и Бука в модификации М. Зелинки и П. Марвана (Шитиков и др., 2003) с использованием списков видов-индикаторов (Макрушин, 1974; Унифицированные методы…, 1977; Баринова, Медведева, Анисимова, 2006).

При отборе проб фитопланктона определяли физические и органолептические показатели водной среды. Химический анализ воды проводили на базе аккредитованных лабораторий. Гидрохимическая характеристика озёр проведена по классификации О. А. Алекина (1970). Для экологической характеристики видового состава фитопланктона по отношению к солёности воды использовали систему галобности Р. Кольбе (Шитиков и др., 2003) с уточнениями и дополнениями А. И. Прошкиной-Лавренко (1953). При анализе отношения водорослей к активной реакции среды применяли шкалу Ф. Хустедта, дополненную и уточнённую М. И. Порк (1967). Для эколого-географического анализа использовали современные сводки по экологии и распространению водорослей (Баринова, Медведева, Анисимова, 2006).

Глава 4 Состав и структура фитопланктона водоёмов г. Омска

4.1 Таксономический состав и структура фитопланктона

Озеро Солёное. В фитопланктоне озера найдено 102 видовых и внутривидовых таксона, относящихся к 7 отделам, 8 классам, 13 порядкам, 31 семейству, 59 родам, в том числе: Cyanoprokaryota - 30, Euglenophyta - 6, Cryptophyta - 5, Chrysophyta - 5, Bacillariophyta - 31, Xanthophyta - 1 и Chlorophyta - 24 (рис. 1).

Наибольшим видовым богатством в составе фитопланктона отличались цианобактерии, диатомовые и зелёные водоросли. В сложении таксономического спектра среди классов ведущая роль также принадлежала их представителям - Cyanophyceae, Pennatophyceae, Chlorophyceae.

Рис. 1 Таксономическая структура фитопланктона озера Солёное

По таксономическому составу фитопланктон озера Солёное имел цианобактериально-диатомовый характер. На уровне классов в его составе преобладали Bacillariophyta, на уровне порядков и семейств - Chlorophytа, Cyanoprokaryota и Bacillariophyta.

Озеро Чередовое. В фитопланктоне озера найдено 216 видовых и внутривидовых таксонов, относящихся к 8 отделам, 10 классам, 17 порядкам, 48 семействам, 95 родам, в том числе: Cyanoprokaryota - 40, Euglenophyta - 7, Dinophyta - 3, Cryptophyta - 4, Chrysophyta - 7, Bacillariophyta - 38, Xanthophyta - 1 и Chlorophyta - 116 (рис. 2).

Рис. 2 Таксономическая структура фитопланктона озера Чередовое

Наиболее разнообразно в фитопланктоне озера Чередовое были представлены зелёные водоросли, кроме них видовым богатством отличались цианобактерии и диатомовые водоросли. В сложении таксономического спектра среди классов ведущая роль также принадлежала их представителям - Chlorophyceae, Cyanophyceae, Pennatophycea. На уровне классов в фитопланктоне озера преобладали Bacillariophyta и Chlorophytа; на уровне порядков и семейств - Chlorophytа, Bacillariophyta и Cyanoprokaryota.

Озеро Моховое. В фитопланктоне озера найдено 168 таксонов рангом ниже рода, из 7 отделов, 8 классов, 16 порядков, 47 семейств, 81 рода, в том числе: Cyanoprokaryota - 33, Euglenophyta - 14, Dinophyta - 2, Cryptophyta - 4, Chrysophyta - 12, Bacillariophyta - 49 и Chlorophyta - 54 (рис. 3).

Рис. 3 Таксономическая структура фитопланктона озера Моховое

Наиболее разнообразно в фитопланктоне озера Моховое были представлены зелёные и диатомовые водоросли, а также цианобактерии. В сложении таксономического спектра среди классов ведущая роль принадлежала их представителям - Chlorophyceae, Pennatophycea и Cyanophyceae.

Альгофлора озера Моховое имела диатомово-зелёный характер. На уровне классов в его составе преобладали Bacillariophyta, на уровне порядков, семейств и родов - Chlorophytа, Bacillariophyta и Cyanoprokaryota.

Озеро ПКиО. В фитопланктоне озера найдено 129 видов, разновидностей и форм водорослей из 8 отделов, относящихся к 10 классам, 16 порядкам, 38 семействам, 74 родам в том числе: Cyanoprokaryota - 26, Euglenophyta - 24, Dinophyta - 2, Cryptophyta - 3, Chrysophyta - 7, Bacillariophyta- 19, Xanthophyta - 1 и Chlorophyta - 47 (рис. 4).

Рис. 4 Таксономическая структура фитопланктона озера ПКиО

Основу видового богатства фитопланктона создавали представители четырех отделов - цианобактерии, зелёные, эвгленовые и диатомовые водоросли. Водоросли других отделов в фитопланктоне озера играли подчиненную роль, их доля во флористическом спектре была незначительной. Преобладающими на уровне классов являлись Chlorophyta и Bacillariophyta, на уровне порядков, семейств и родов - Bacillariophyta, Chlorophyta и Cyanoprokaryota.

Всего в фитопланктоне озёр г. Омска идентифицировано 363 видовых и внутривидовых таксона водорослей и цианобактерий, из них 76 являются новыми для Омского Прииртышья. В таксономической структуре преобладают зелёные, диатомовые водоросли и цианобактерии.

Индексы флористического сходства фитопланктона озёр, рассчитанные разными способами (КJ и КS), очень сходные. Большинство озёр характеризуется средней и низкой степенью флористического сходства фитопланктоценозов. Фитопланктон минерализованного озера Солёное имеет наиболее низкий уровень флористического сходства с другими озёрами (табл. 1).

Таблица 1 Степень флористического сходства фитопланктона водоёмов г. Омска

Несмотря на близость расположения озёр, определяющими факторами для формирования фитопланктоценозов являются гидрологические, морфометрические и гидрохимические показатели, в особенности минерализация воды.

По эколого-географической характеристике основу альгофлоры исследованных озёр формировали планктонные организмы с широким географическим распространением, индифферентные по отношению к солёности воды, индифференты и алкалифилы по отношению к активной реакции воды.

Глава 5 Сезонная и межгодовая динамика фитопланктона

Озеро Солёное. Интенсивная вегетация фитопланктона в озере происходила на протяжении всех сезонов года и не прекращалась даже зимой (рис. 5).

Рис. 5 Сезонная динамика численности фитопланктона озера Солёное, 2007-2010 гг.

Покрытая льдом озёрная экосистема продолжала функционировать. Успешное развитие фитопланктона в ней способствовало процессам самоочищения воды. Учитывая разные объёмы клеток доминирующих видов, наиболее объективно сезонную динамику фитопланктона в озере отражал ход общей биомассы (рис. 6).

Рис. 6 Сезонная динамика биомассы фитопланктона озера Солёное, 2007-2010 гг.

Зимой биомасса фитопланктона была минимальной, так как в это время вегетировали мелкоклеточные виды водорослей и цианобактерий, но уже весной биомасса возрастала и к середине лета достигала максимальных значений. Из-за высокой минерализации воды «цветение» озера вызывается не обычными видами цианобактерий, характерными для эвтрофных вод Омского Прииртышья (Баженова, 2005), а мезогалобом Arthrospira fusiformis. По литературным данным к настоящему времени этот вид в обследованных водоёмах юга Западной Сибири не обнаружен, но найден в р. Кишон (Израиль), подверженной сильному загрязнению (Barinova, Medvedeva, Nevo, 2008,). В некоторых озёрах Западной Сибири, в том числе и в озере Солёное, найдены другие виды этого рода (Попова, 1980; Ермолаев, 1989; Веснина, Митрофанова, Лисицина, 2005), но такой массовой вегетации, как A. fusiformis, они никогда не достигают.

Особенно интенсивно «цветение» воды в озере происходило летом 2008 и 2010 годов. Интенсивное развитие артроспиры, вплоть до «цветения» воды, ставит вопрос о возможности использования озера Солёное в качестве источника ценного биологического сырья. Выращивание артроспиры в культуре требует значительных затрат, поэтому наличие природного и легко доступного источника этого биоресурса будет экономически выгодно, особенно учитывая высокие потребности птицеводства в Омской области. В отличие от многих других видов сырья, биологические ресурсы являются возобновимыми и отличаются высоким уровнем продуктивности, что особенно актуально в наше время (Чернова, Киселёва, 2004; Чернова, Киселёва, Коробкова, 2008).

Запасы сырой биомассы артроспиры в озере Солёное значительны и имеют промышленное значение, в наиболее продуктивный летний сезон 2008 г. они составили 4,38 т, в 2009 г. - 1,89 т, в 2010 - 4,45 т. Необходимо отметить, что хотя в озере вегетируют и токсичные виды цианобактерий (Microcystis aeruginosa, Aphanisomenon flos-aquae), но их численность, подавляемая «цветением» артроспиры, никогда не достигает «первого аварийного уровня», когда содержание токсинов превышает допустимую норму для питьевой воды (Духовная и др., 2009). Извлечение фитомассы артроспиры позволит улучшить экологическое состояние гипертрофного озера Солёное, не допуская в нём такого опасного явления, как «цветение» воды, а в дальнейшем возможно восстановление озера в статусе курортного водоёма.

В межгодовой динамике биомассы фитопланктона отмечается 4 пика, вызванные развитием артроспиры в теплое время. В среднем по озеру за годы исследований биомасса фитопланктона колебалась в пределах 53,58-114,75 г/м3, по этому показателю озеро относилось к гипертрофной категории, вода - классу качества «грязная».

Озеро Чередовое. Для фитопланктона озера характерно обилие цианобактерий в летне-осенний период. Во второй половине июня 2008 г. «цветение» воды было вызвано токсичным видом цианобактерий Microcystis aeruginosa (рис. 7).

Рис. 7 Сезонная динамика численности фитопланктона озера Чередовое, 2008-2010 гг.

По мнению Л. Л. Россолимо (1977) переход к господству цианобактерий в планктоне является наиболее характерной особенностью развивающегося антропогенного эвтрофирования, которое приводит к нарушению устойчивости экосистемы и снижению видового разнообразия. В 2009 и 2010 гг. «цветения» воды в Чередовом не наблюдалось.

При высокой численности фитопланктона в 2008 г. биомасса была сравнительно небольшой, что объясняется мелкоклеточностью цианобактерий, вызывающих «цветение». Высокая биомасса фитопланктона летом 2009 г. была обусловлена развитием крупноклеточных динофитовых водорослей. Летом 2010 г. первое повышение биомассы было вызвано развитием зеленых, второе - диатомовых водорослей (рис. 8).

Рис. 8 Сезонная динамика биомассы фитопланктона озера Чередовое, 2008-2010 гг.

Из-за «цветения» воды летом 2008 г. трофический статус озера поднимался до гипертрофного, а качество воды снижалось до класса «грязная». Среднегодовая биомасса фитопланктона в 2008 г. составляла 31,50 г/м3, озеро являлось политрофным, класс качества воды - «загрязнённая». По среднегодовым значениям биомассы в 2009 и 2010 гг. (19,70 г/м3 и 13,81 г/м3 соответственно) трофический статус озера соответствовал политрофному, вода относилась к классу «загрязнённая».

В озере Моховое во все годы исследования наблюдается высокая численность фитопланктона весной и её снижение летом и осенью (рис. 9).

Рис. 9 Сезонная динамика численности фитопланктона озера Моховое, 2008-2010 гг.

Высокая биомасса фитопланктона весной 2009 г. обусловлена развитием мелкоклеточных жгутиковых водорослей (рис. 10). Летом 2008-2009 гг. значительных изменений биомассы не наблюдалось. Осенью 2010 г. высокая биомасса фитопланктона была обусловлена наличием в пробах нитчатой зеленой водоросли Spirogyra sp., попавшей в толщу воды после ветрового перемешивания.

Рис. 10 Сезонная динамика биомассы фитопланктона озера Моховое, 2008-2010 гг.

По среднегодовым показателям биомассы фитопланктона в 2008 г. (1,81 г/м3) озеро Моховое относилось к разряду мезо-эвтрофных вод, классу «удовлетворительной чистоты», в 2009 (2,53 г/м3) - эвтрофных и в 2010 гг. (3,34 г/м3) - эвполитрофных вод, классу «удовлетворительной чистоты».

Озеро ПКиО. В сезонной динамике численности фитопланктона озера наблюдалось повышение в летне-осеннее время, вызванное интенсивной вегетацией различных водорослей и цианобактерий (рис. 11).

Рис. 11 Сезонная динамика численности фитопланктона озера ПКиО, 2008-2010 гг.

Во все годы исследований к концу вегетационного периода происходило снижение биомассы фитопланктона и только осенью 2010 г. биомасса возрастала за счёт присутствия в пробах большого количества клеток случайно-планктонных диатомовых водорослей (рис. 12).

Рис. 12 Сезонная динамика биомассы фитопланктона озера ПКиО, 2008-2010 гг.

В среднем за годы исследования биомасса фитопланктона озера ПКиО изменялась в пределах 1,3-2,64 г/м3, трофический статус озера менялся от мезо-эвтрофного до эвтрофного, качество воды соответствовало классу «удовлетворительной чистоты».

Глава 6 Сапробность и качество воды

Степень насыщения воды органическими веществами в обследованных озёрах г. Омска определялась по 220 видам-индикаторам сапробности, из них наибольшее количество являются индикаторами умеренного загрязнения воды органическими веществами - в-мезосапробами. Индекс сапробности воды в озере Солёное не рассчитывали ввиду отсутствия видового индекса сапробности у доминирующего вида Arthrospira fusiformis.

Значительное число видов-индикаторов из фитопланктона водоёмов г. Омска обладает высокой толерантностью по отношению к загрязнению воды органическими веществами: это обитатели олиго-в- и в-олигосапробных, а также олиго-б-мезосапробных зон (рис. 13).

Рис. 13 Количество видов-индикаторов сапробности воды в исследуемых озёрах г. Омска

В основном средние значения индекса сапробности воды озёр Чередовое, Моховое и ПКиО соответствуют в-мезосапробной зоне и классу вод «удовлетворительной чистоты» (табл. 2).

Таблица 2 Среднегодовые значения индекса сапробности и зона сапробности воды озёр Чередовое, Моховое, ПКиО

Выводы

1. В фитопланктоне водоёмов г. Омска идентифицировано 363 видовых и внутривидовых таксона водорослей и цианобактерий, относящихся к 8 отделам, 10 классам, 18 порядкам, 57 семействам и 122 родам. Найдено 76 новых для Омского Прииртышья видов и разновидностей, среди них 15 - Cyanoprokaryota, 2 - Dinophyta, 4 - Cryptophyta, 4 - Chrysophyta, 23 - Bacillariophyta, 5 - Euglenophyta, 23 - Chlorophyta.

2. Альгофлора исследуемых водоёмов имеет низкий уровень флористического сходства. Видовой состав фитопланктона специфичен для каждого водного объекта и зависит, главным образом, от его гидрохимических и морфометрических показателей. В озере Солёное, имеющем более высокую минерализацию воды, видовой состав фитопланктона наиболее бедный.

3. В сезонной и межгодовой динамике фитопланктона городских водоёмов наблюдается чередование мало- и высокопродуктивных периодов. Массовое развитие цианобактерий, приводящее к «цветению» воды, наблюдалось в озёрах Солёное и Чередовое. В озере Солёное оно вызвано вегетацией Arthrospira fusiformis, в озере Чередовое - Microcystis aeruginosa.

4. По среднегодовым значениям биомассы фитопланктона озеро Солёное относится к категории гипертрофных водоёмов (53,58-114,75 г/м3), озеро Чередовое - политрофных (13,81-31,50 г/м3), озёра Моховое (1,81-3,34 г/м3) и ПКиО (1,30-2,64 г/м3) переходят в категорию эвтрофных водоёмов.

5. По индексу сапробности водоёмы г. Омска относятся к классу удовлетворительной чистоты и в-мезосапробной зоне.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Коновалова О.А. Фитопланктон как показатель качества воды разнотипных водоёмов территории г. Омска [Текст] / О.А. Коновалова // Вестник АлтГАУ. - 2010, ? № 5. ? С. 64-67.

2. Баженова О.П. Качество воды и сапробность притоков среднего Иртыша и озёр г. Омска [Текст] / О.П. Баженова, Н.Н. Барсукова, О.А. Коновалова // Омский научный вестник. ? 2010, ? № 1. ? С. 219-222.

Другие научные работы:

3. Баженова О.П. Некоторые результаты биомониторинга водоемов территории г. Омска [Текст] / О.П. Баженова, О.А. Коновалова // Актуальные проблемы охраны атмосферного воздуха и перспективы развития мониторинговых исследований на территории Омской области: научно-метод. пособие. ? Омск, 2008. ? С. 64-67.

4. Баженова О.П. Биоиндикаторная роль фитопланктона при антропогенном воздействии на водные экосистемы (на примере озера Соленого, г. Омск) [Текст] / О.П. Баженова, О.А. Коновалова // Сборник материалов регион. науч.-практ. конф., посвящ. 60-летию со дня рождения А.А. Кожухаря. ? Омск: Изд-во ОмГПУ, 2009. ? С. 93-95.

5. Баженова О.П. Фитопланктон озера Чередового (г. Омск) как показатель качества воды [Текст] / О.П. Баженова, О.А. Коновалова // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. Всеросс. молодеж. конф. ? Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. ? Кн.5. ? С. 19-21.

6. Баженова О.П. Летний фитопланктон водоемов территории города Омска [Текст] / О.П. Баженова, О.А. Коновалова // Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия: Матер. международ. науч.-практ. конф. - Саратов: ИЦ «Наука», 2009. ? С. 35-37.

7. Баженова О.П. Экологическое состояние водных объектов Омской области [Текст] / О.П. Баженова, Н.Н. Барсукова, А.А. Вахрушев, Л.В. Герман, О.А. Коновалова, О.О. Мамаева // Актуальные вопросы современного водохозяйственного комплекса: Матер. междунар. научно-практ. конф. ОмГАУ. ? Омск, 2009. ? С. 106-110.

8. Коновалова О.А. Сравнительная характеристика развития весеннего фитопланктона водоёмов территории г. Омска [Текст] / О.А. Коновалова // Проблемы агрохимии, почвоведения и экологии: Матер. междунар. научно-практ. конф. посвящ. 45-летию факультета агрохимии, почвоведения и экологии ОмГАУ. ? Омск: Вариант-Омск, 2009. ? С. 228-232.

9. Баженова О.П. Экологическое состояние водных объектов Омской области [Текст] / О.П. Баженова, Н.Н. Барсукова, О.А. Коновалова // Эколого-физиологические исследования состояния окружающей среды и здоровья населения Омского Прииртышья: монография. ? Омск: Вариант-Омск, 2009. ? С.77169.

10. Коновалова О.А. Биоиндикация состояния экосистем городских водоёмов (на примере г. Омска) [Текст] / О.А. Коновалова // Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона: Матер. III междунар. научно-практ. конф. ? Омск: Изд-во ОмГПУ, 2010. ? С.57-61.

11. Коновалова О.А. Оценка качества воды озера Солёного (г. Омск) по показателям развития фитопланктона // Здоровье человека и среда обитания: фундаментальные и прикладные аспекты: Матер. III науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых СФО. ? Омск, 2010.

Размещено на Allbest.ru