ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Видовой состав диатомовых водорослей в эпилитоне ручья
на территории нефтеперерабатывающего завода
А. Стенина
Научные интересы: флора, экология, биогеография, диатомовые водоросли М. Заварзина
Перифитон, или совокупность прикрепленных к субстратам организмов, – один из наиболее чувствительных биоценозов в водоемах. Водоросли таких сообществ, особенно диатомовые, неподвижны или мало подвижны и поэтому отчетливо реагируют на комплекс физико-химических факторов водной среды. Это дает возможность исследовать ответную реакцию альгоценозов на различные воздействия, в том числе связанные с хозяйственной деятельностью. Одним из индикаторных сообществ является эпилитон, который представляет собой обрастания водорослей на каменистых субстратах. Однако в северных водных объектах он еще мало изучен, особенно это касается водотоков. Практически отсутствуют в литературе данные о влиянии нефтехимических производств на сообщества диатомовых водорослей в малых водотоках – ручьях. Имеются лишь единичные сведения о токсическом влиянии отходов нефтеперерабатывающего завода на биологию, физиологию и структуру перифитона в целом [7]. Нами исследованы диатомовые водоросли (Bacillariophyta) в эпилитоне ручья, протекающего по территории нефтеперерабатывающего завода, с целью анализа изменения видового состава, экологической и географической структуры сообщества в условиях антропогенного воздействия. В результате выявлено массовое развитие диатомовых водорослей в группировках обрастаний на камнях в обследованном ручье. Они довольно разнообразны и представлены 106 видами (133 с учетом разновидностей и форм), относящимися к 30 родам, 15 семействам, четырем порядкам и двум классам. Преимущественное положение в эпилитоне занимают составляющие более половины видового состава семейства Naviculaceae (31 %), Nitzschiaceae (19 %), Achnan-thaceae (10 %) и Cymbellaceae (9 %), каждое из которых включает не менее десяти видов. Наиболее разнообразными являются роды Navicula и Nitzschia, на долю которых приходится по 23 вида с разновидностями (по 17 %). Среди них виды Navicula gregaria, N. cryptocephala, Nitzschia dissipata, N. palea отличаются 100 % встречаемостью. Подобная таксономическая структура состава с преобладанием двух первых указанных семейств и родов характерна также для стоячих водоемов тундры с антропогенными нарушениями [3]. Экологический анализ флоры по отношению к местообитанию показал, что большая часть диатомей эпилитона в мелководном водотоке – эпифитные и донные формы. Истинно планктонные виды практически отсутствуют, так как основными сообществами здесь являются перифитон и фитобентос и наличие единичных створок Aulacosira granulata носит заносный характер. Небольшая скорость течения в ручье определяет преимущественно индифферентный характер состава видов по отношению к этому фактору, только 20 % диатомей в обрастаниях камней характерны для текучих вод. В их числе виды родов Diatoma, Meridion, Synedra, Achnanthes, Gomphonema. Выявленные виды эпилитона являются преимущественно полизональными, бореальные и аркто-альпийские диатомеи составляют незначительную часть (12 и 8 % соответственно). В эпилитоне ручья широко представлены диатомеи, стимулируемые добавками органических соединений, – Synedra ulna, Achnanthes minutissima, Cymbella ventricosa, C. sile-siaca, Gomphonema angustatum, G. angustatum var. producta, Surirella ovata и отвечающие на повышение минерализации воды – Navicula gregaria, N. integra, виды рода Diatoma. Распространены также и виды – индикаторы эвтрофирования вод: Navicula cryptocephala, Nitzschia palea, N. dissipata, N. acicularis. Ведущие виды исследованного ручья сходны с таковыми в водотоках, протекающих на территориях с различными формами загрязнения как в северных, так и в южных районах [4, 5]. Необходимо отметить, что в ручье отсутствуют типичные реофильные виды чистых холодных вод Diatoma hiemale, Hannaea arcus, Didymosphenia geminata, Gomphonema ventricosum. Исследование эпилитона по профилю ручья показало следующие различия видового состава. Максимальное количество семейств и родов диатомовых водорослей выявлено на фоновом участке ручья (станция 1) за пределами нефтеперерабатывающего завода. Их число (рис. 1) уменьшается в новом русле ручья (станции 2, 3) на территории предприятия, но затем возрастает в устье нового (станция 4) и старого русла (станция 5) за пределами завода. Общее число видов диатомовых в ручье на территории завода снижается незначительно по сравнению с фоновой станцией, в отличие от устья ручья. В то же время количество внутривидовых таксонов несколько увеличивается по сравнению с фоновой станцией. Сравнение видового состава эпилитона обнаружило высокую степень сходства диатомовых сообществ (см. таблицу) для станций на территории завода и вблизи него. При этом наиболее различаются между собой по составу видов на фоновом участке сообщества (станций 1) и старом устье ручья (станция 5). Таксономическое разнообразие, выраженное в соотношении таксонов разного ранга, также изменяется по профилю ручья. Максимальные значения разнообразия, особенно насыщенность семейств родами и родов видами, характерны для станций на территории завода (рис. 2). В меньшей мере претерпевает изменения насыщенность семейств родами, что установлено и для тундровых озер импактных зон с различными формами загрязнения. Сходные величины этих показателей характеризуют и тундровый ручей в окрестностях г. Воркута: среднее число видов в семействе составляет 4.8; число видов, приходящихся на один род, – 3.0; родов на семейство – 1.6. Для фоновых (условно чистых) участков данные значения в два-три раза меньше. Анализ динамики экологической структуры диатомовых комплексов эпилитона показал, что число донных и донно-эпифитных видов в совокупности возрастает с 31 (фоновая станция) до 40 (территория завода), а число эпифитных форм при этом снижается. Возможными причинами этого являются изменение русла ручья из-за прокладки труб на производственной площадке и вытеснение видов – обрастателей представителями родов Navicula и Nitzschia, большинство из которых являются обитателями дна. Имеющиеся нарушения гидрологического режима водотока ведут к падению скорости течения воды, вследствие чего наблюдается также снижение количества с 13 (фоновый участок) до 8 (территория завода) видов-реофилов. Трансформация систематической структуры видового состава диатомовых водорослей по профилю ручья за-ключается в снижении обилия или выпадении из сообщества видов из родов Achnanthes, Eunotia, Pinnularia, Tabellaria, Eucocconeis, которые предпочитают условия слабо кислой среды и низкой минерализации воды. В ручье на промплощадке их вытесняют виды ведущих родов Navicula и Nitzschia, число которых увеличивается в результате обогащения воды элементами органического и минерального питания. При этом повышается число полизональных видов, сопровождающееся снижением доли аркто-альпийских и бореальных диатомей. Многие из выявленных на загрязняемых участках ручья видов положительно реагируют на подщелачивание и являются биоиндикаторами на наличие азотсодержащих соединений [6]. Некоторые диатомеи способны питаться миксотрофно, являясь факультативными гетеротрофами по азоту. Вполне вероятно, что многие из них проявляют высокую резистентность к промышленным поллютантам. Род Nitzschia в целом рассматривается как индикаторный на загрязнение. Некоторые авторы [2] относят виды рода Nitzschia к типичным для альгофлоры водотоков, загрязненных цинком, а для Diatoma tenue var. elongatum выявлена устойчивость к дизельному топливу в концентрациях 0.01-0.05 мг/л [1]. Одной из ответных реакций водорослей на неблагоприятное воздействие среды в ручье на территории нефтеперерабатывающего завода явилось возникновение морфологических аномалий у водоросли Diatoma tenue в виде вогнутости створки, изо-гнутости концов, которые мы наблюдали. Есть данные о том, что свинец и медь включаются в полифосфатные тельца клеток данного вида и повреждают мембраны митохондрий и вакуолей [2]. Такие же изменения створок диатомовых водорослей установлены и для загрязненных водоемов и водотоков Воркутинского района. Полученные нами первые результаты исследований показали умеренное изменение ботанико-экологических характеристик видового состава диатомовых водорослей в ручье с промышленным, преимущественно нефтяным загрязнением. Исследование состояния и динамики ценотической структуры диатомовых комплексов эпилитона в нефтезагрязненном ручье будет продолжено. Авторы благодарны Л.Г. Хохловой и Е.Н. Патовой, сотрудникам лаборатории экологии тундры Института биологии Коми НЦ УрО РАН, за сбор проб эпилитона. Литература 1. Квасников Е.И., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы – деструкторы нефти в водных бассейнах. Москва-Киев: Нау-кова думка, 1981. 132 с. 2. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. М.: Мир, 1990. 597 с. 3. Стенина А.С. Индикация качества вод тундровых озер по диатомовым водорослям перифитона // Биоиндикация состояния природной среды Воркутинской тундры. Сыктывкар, 1996. С. 63-74. – (Тр. Коми НЦ УрО РАН; № 143). 4. Стенина А.С., Хохлова Л.Г. Современное состояние малых водотоков в Воркутинском промышленном районе по данным гидрохимического и биологического анализа // Человек на Севере в ХХI веке: горное дело, ТЭК, экология, народонаселение: Докл. респ. науч.-практ. конф. (Вор- кута, 23-25 апреля, 2001 г.). Сыктывкар, 2001. Ч. 2. С. 437-443. 5. Тальских В.Н. Естественные и антропогенные изменения биоценозов перифитона в водотоках Среднеазиатского региона // Исследование загрязнения природной среды Среднеазиатского региона. Методы прогноза и оценки воздействия. С. 56-78. – (Тр. Среднеазиатского регион. НИИ гидромет. Ин-та, 1990. Вып. 138 (219). 6. Salden N. Beitrage zur Okologie der Diatomeen (Bacillariophyceae) des Susswassers // Decheniana, 1978. Bd 22. 238 S. 7. Singh A.K., Singh M.P., Gaur J.P. Seasonal variations in periphyton composition and diversity in oil refinery effluents // Acta hydrochim. hydrobiol., 1987. Vol. 15, № 4. P. 401-408.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3713 посещений с 14.08.2002 |