close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

В. И. Родинов, П. А. Ц и м д и н ь, Р. А. Лиепа, А. И. Рудзрога, И. Ю

код для вставкиСкачать
l a t v i j a s
И З В Е С Т И Я
p s r
zI n a t n u
a k a d e m i j a s
v e s t i s
А К А Д Е М И И
НАУК Л А Т В И Й С К О Й
ССР
1987, № 7 (480), 108— 119
У Д К 577.472(28)
В. И. Р о д и н о в , П. А. Ц и м д и н ь, Р. А. Л и е п а ,
А. И. Р у д з р о г а , И. Ю. Д р у в и е т и с , Э. А. П а р е л е,
Д . Г. М е л б е р г а
С Р А В Н И Т Е Л Ь Н А Я Х А РА КТЕРИ С ТИ К А Г И Д Р О Х И М И Ч Е С К О Г О
И Г И Д Р О Б И О Л О Г И Ч Е С К О Г О С О С ТО Я Н И Я О ЗЕ Р А К У Б Е Н С К О Г О
Экологический аспект обоснования водоохранных мероприятий, осо­
бенно при планах межбассейнового перераспределения стока, бази р у ­
ется на количественных и качественных характеристиках состава и
свойств воды как среды обитания гидробионтов,, на структурно-функдиональном анализе биотической части водных экосистем, оп ределя­
ющем потенциальную способность биологического самоочищ ения, а
так ж е на оценке качества воды по критериям биоиндикации. К н астоя­
щему времени признано, что эколого-санитарная классиф икация, о т р а ­
ж аю щ ая структурно-функциональное состояние водных экосистем, с л а ­
гается из комплекса гидрофизических, гидрохимических и гидробиоло­
гических показателей в рам ках определенного типа поверхностных вод
Г4].
Озеро Кубенское — один из крупных водоемов Вологодской об­
ласти — находится в переходной области средней тайги и смешанных
лесов. П лощ адь зеркал а озера при среднем многолетнем уровне со­
ставляет 400 км2, средняя глубина — 2,5 м, площ адь водосбора —
14 440 км 2.
Из многочисленных притоков на долю трех крупнейших — Кубены,
Уфтюги и Порозовицы — приходится 95% всего объема речного стока
в озеро. И з озера вытекает одна р. Сухона, несущ ая свои воды в Сев.
Двину. Оз. Кубенское входит в состав С еверо-Двинского водного пути,
который соединяет бассейны Белого, Каспийского и Черного морей.
Впервые комплексные исследования оз. Кубенского проведены И н­
ститутом озероведения АН С СС Р в 1972— 1974 годах. Д етальн о р а з­
работаны гидрометеорологический режим озера за многолетний пе­
риод, д ан а метеорологическая характеристика метеорологических
Рис. 1. С хем а станций и створов гидрохимических и гидробиологических наблюдений
на оз. Кубенском в 1982— 1985 гг.
108
элементов в бассейне озера и над его поверхностью, уровенный и т ер ­
мический режим озера. П редставлены сведения о динамике озера (те­
чения, волнение, сейши, сгонно-нагонные явления) за период исследо­
вании. Составлен водный, радиационный и тепловой балан с озера за
многолетний период. Гидрохимические и гидробиологические исследо­
вания за период 1972— 1974 годов освещ ают особенности гидрохимиче­
ского реж има озера и его биотической части [1— 3]. В последующие
годы гидрохимические и гидробиологические исследования озера в
комплексе не проводились.
В 1982— 1985 годы Институтом биологии АН Л атвС С Р проведены
экспедиционные полевые исследования озера по гидрохимическим (ми­
н ерализация, ионный состав, содерж ание органических, биогенных
веществ и др.) и гидробиологическим (бактерио-, фитопланктон, зоо­
планктон, микрозообентос и макрозообентос) показателям на 28 стан­
циях и в створах крупных притоков и истока озера (рис. 1). Д анны е
исследования в вегетационный период при сопоставлении с аналогич­
ными гидрофизическими, трофическими, бактериологическими п о каза­
телям и и данными по сапробности за 1972— 1974 годы позволили уточ­
нить современное гидрохимическое и гидробиологическое состояние
озера, определить тенденцию изменения уровня его трофности за
последнее десятилетие.
Ввиду невозможности организации регулярных круглогодичных н аб­
людений на озере сравнение гидрохимических и гидробиологических
показателей только вегетационного периода вполне оправдано, т ак как
период максимума вегетации наиболее характеризует потенциальные
возможности экосистемы озера в трансформации и переработке органи­
ческих веществ, поступающих как извне, так и образую щ ихся в резуль­
тате внутриводоемных процессов. Причем в этом случае качество воды
наиболее целесообразно характеризовать по минимальным и макси­
мальным значениям гидрофизических, гидрохимических и гидробиоло­
гических показателей, а так ж е по преобладаю щ им показателям .
И сследования 1982— 1985 годов проводились при относительной
стабильности среднегодового уровня озера около его среднемноголет­
него значения (за исключением уровня 1985 г., рис. 2), а во внутри­
годовом ходе уровней за эти годы отмечалось повышение амплитуд
колебаний отклонений среднемесячных уровней, обусловленных повы­
шенными уровнями по сравнению со средними многолетними месяцев
холодного периода (зима — начало весны ),и пониженными, сравнимыми
с экстрем ально маловодными годами, — в теплый период года (лето—
осень). По сравнению с 1972— 1974 годами среднегодовой сток из
озера в 1982— 1985 годы был выше в 1,4— 1,9 раза, т. е. за последние
годы водообменность озера возросла. Гидрометеорологические условия
периодов исследований 1982— 1985 годов позволили наблю дать гидро-
-.s
Рис. 2. График отклонений средних годовых уровней
за расчетный период (1951— 1985 гг.)
’^
оз.
Кубенского от среднего
109
ОБЩ АЯ М И Н ЕРА Л И ЗА Ц И Я И И О Н Н Ы Й СОСТАВ ВО Д Ы 0 3 . КУ БЕН СК О ГО
Год.
месяц
1972
август
1973
SO,1-
НСОг
Минера­
лизация
1
cl-
(
1 Na4-K*
Са*
мгУл
2,6
24,2
7,9
3,6
38,8
2,5
27,1
8,3
3,9
36,7
2,9
24,1
8 ,0
4,8
149
84,2
26,3
161
80,3
138
61,0
ИЮ ЛЬ
1974
август
1982*
август
1983
август
1984
август
1985
255
146,4
26,4
16,5
38,1
16,2
11,3
219
141,2
26,9
6,5
30,2
13,2
7,9
12,0
7,8
9,1
11,3
205
124,4
22,0
9,5
30,8
188
115,3
17,5
9,2
26,0
ИЮ ЛЬ
* Только юго-восточная часть озера.
химический и гидробиологический режим озера при двух крайних си­
туациях основного воздействующего ф актора в динам ике водных
масс — ветрового перемеш ивания: в 1982, 1984, 1985 годах — при
отсутствии значительного ветрового воздействия (штилевые условия)
и в 1983 году — при значительной ветровой обстановке.
Н а фоне указанны х гидрологических и гидрометеорологических у с­
ловий 1982— 1985 годов гидрохимический и гидробиологический режим
озера имел нижеследую щие особенности в сравнении с аналогичными
данными 1972— 1974 годов.
1. ГИ Д РО Х И М И Ч ЕС К И Е И Г И Д Р О Ф И З И Ч Е С К И Е П О К А ЗА Т Е Л И
Гидрохимическую особенность озера определяю т условия формиро­
вания стока на водосборной площ ади, степень влияния которого на
процессы и свойства озера высока (показатель отношения площ ади
водосбора к площади озера более 36). По показателю условного водо­
обмена (около 4) озеро относится к транзитно-аккумуляционному типу,
вследствие чего его гидрохимическая инерция невелика [1 ].
По величине общей минерализации оз. Кубенское относится к группе
среднеминерализованных озер переходной области средней тайги и
смешанных лесов. Сравнение величин общей м инерализации ан ало­
гичных сезонов 1972— 1974 и 1982— 1985 годов указы вает, что за пос­
леднее десятилетие наблю дается увеличение общей минерализации
воды озера, в среднем примерно на 25—40% (табл. 1). Возможным
следствием увеличения минерализации является увеличение притока
в озеро на протяжении последних пяти лет, особенно в осенне-зимних
сезонах, более многоводных, чем в 1972— 1974 годах и предшествую-
П Р Е Д Е Л Ы К О Л Е БА Н И Я
И 1982-1985 гг.
ОБЩ ЕЙ
М И Н Е РА Л И ЗА Ц И И
И
О С НО ВНЫ Х
ХИМ ИЧЕСКИХ
Кислород
Год
1972—
1974
1982
1983
1984
1985
110
Цветность,
град
Минерализация,
мг/л
pH
154
8,2— 8,3
8,6— 11,8
81— 131
36— 61
257—386
190— 248
188—227
172—208
7,5
7,9— 8,2
7,2— 8,2
7,2— 8,0
8,5— 8,8
9,0— 11,1
7,0—9,1
6,7— 8,5
85—87
92— 109
80— 107
73— 90
92— 121
56— 105
61— 80
45— 115
мг/л
%
Таблица
НСОг
|
so.*-
1
O'
1
С а*
Me1*
|
1
N a'+K *
экв.-%
68
27
4
60
33
7
60
37
3
62
31
7
61
35
4
60
32
8
77
14
9
58
25
17
80
14
6
52
37
11
74
16
10
53
36
11
74
16
10
53
30
17
щих им годах. М инерализация воды основных трех притоков, к ак п р а­
вило, всегда повышена по сравнению с озером (табл. 2 ).
По ионному составу вода озера относится к гидрокарбонатному
классу кальциевой группы, и преобладание гидрокарбонатны х ионов
и ионов кальция остается показательны м д л я данного озера (табл. 1).
В сравнении с предыдущими годами исследований можно отметить уве­
личение абсолютного содерж ания ионов Н С 0 3- , M g 2+ и особенно ионов
Таблица
2
МИНЕРАЛИЗАЦИЯ в о д ы в у с т ь я х о с н о в н ы х п р и т о к о в
03. КУБЕНСКОГО, МГ/Л
Основной
приток
р. П орозовица
р. Уфтюга
р. Кубена
1972
июль
1973
июль
_
___
610
326
433
339
1974
а в гу ст
Д982
а в гу ст
.__
335
144
1983
а в гу ст
255
279
323
—
386
щелочных металлов и хлора. Так, если 10 лет н азад экв.-% катионов
N a + + K + не превыш ал 8, то в настоящ ее время он в среднем составляет
10— 11 и анионов хлора 6— 10 (до 4 экв.-% в предыдущие годы ). Соот­
ветственно уменьшилось относительное содерж ание ионов кальция и
сульфатов.
Существенных различий в величинах общ ей минерализации и ион­
ном составе по акватории и по глубине озера не обнаруж ивается;
несколько повышенная минерализация — на 20—30 мг/л по сравнению
с открытой частью озера вы явлена в предустьевых районах.
Таблица
3
Х А РА К ТЕРИ СТИ К 0 3 . КУ БЕН СК О ГО ПО С Р Е Д Н И М Д А Н Н Ы М 1972-1974
Азот
О кнсляем ость
перманганат*
н а я, мг Оа/л
БПКд, мг Oi/л
11,5— 12,6
1,5—2,8
16,2—20,1
12,8— 18,6
13,1— 18,3
11,0— 27,2
0,7— 2,1
1,2—2,9
0,3— 2,5
0,8—2,9
Фосфор
м и н ер ал ь­
ный, мг/м*
0— 2
5— 18
18— 246
1— 19
10—40
ам м он и я,
м г/л
н и тратов,
м г/л
0,02—0,04
0,0
0,17—0,24
0,14—0,31
0,10—0,15
0,16—0,30
0,0
0,00— 0,04
0,0— 0,02
0,0
111
Распределение основных гидрохимических показателей: абсолютного
и относительного содерж ания кислорода, величин pH, окисляемости,
Б П К й, цветности и биогенных веществ позволяет прямо или косвенно
судить о формировании качества воды как результате функционирова­
ния живых компонентов и круговорота веществ в них, что наряду с
гидробиологическими показателями позволяет судить как о положении
водного объекта в системе биолимнологической (трофической) к л ас­
сификации вод, так и о тенденции к изменению уровня трофии.
В табл. 3 приведены сравнительны е данные по выш еуказанны м по­
казателям за сходные периоды наблюдений 1972— 1974 и 1982— 1985 го­
дов. Сопставление крайних значений наблю даемы х величин оправдано,
так как большинство этих элементов являю тся лимитирующими в р а з ­
витии первичных звеньев гидробионтов.
В распределении величин pH и содерж ании кислорода воды с р ав ­
ниваемых годов значительны х расхож дений не обнаруж ивается —
указанны е пределы колебаний этих величин не выходят за рамки обы ч­
ных сезонных ф луктуаций в данный период наблюдений. Повышенные
величины содерж ания кислорода в 1983 году обусловлены большей
ролью атмосферной инвазии кислорода в результате ветрового пере­
мешивания. Значительного градиента содерж ания кислорода по вер­
тикали в летние сезоны не обнаруж ивается д аж е в устойчивых ш тиле­
вых условиях. Абсолютное и относительное содерж ание кислорода, а
так ж е pH в периоды максимума летней вегетации в основном обуслов­
лены фотосинтетической деятельностью фитопланктона и высшей водной
растительности, когда насыщение кислородом в поверхностных слоях
достигает 81 — 109%, в придонных — 78—95% .
Более значимые различия обнаруж иваю тся в показателях, х а р а к ­
теризующих содерж ание растворенных органических и биогенных в е­
ществ в воде озера. Так, в сезоны летней вегетации 1982— 1985 годов
минимальные значения цветности и перманганатной окисляемости в
основном соответствовали максимально наблю даемы м соответствую ­
щим величинам в сходные периоды 1972— 1974 годов, а так ж е сущ ест­
венно расширились пределы колебаний указанны х величин. Если в
1972— 1974 годах в августе колебания цветности находились в преде­
лах 39—61 град, перманганатной окисляемости — 11,5— 12,6 мг 0 2/л,
то за последние годы соответственно в пределах 45— 121 град и 11,0—
27,2 мг 0 2/л. Косвенным подтверждением увеличения цветности воды
оз. Кубенского служ ит сужение пределов показателей прозрачности,
измеренной белым диском, от 0,9— 1,0 м в 1972— 1974 годах до 0,2—
0,5 м в 1982— 1985 годах.
Количество нестойкого органического вещ ества, судя по величинам
БПКб. не превышающим 3,0 мг 0 2/л, в воде озера по-прежнему неве­
лико, и этот показатель, а такж е отношение перманганатной окисляе­
мости и бихроматной, которое во все периоды наблюдений превыш ало
40% , в максимуме 60% , указы ваю т на преобладание в органическом
комплексе форм, устойчивых к деструкции.
Повышение в озерных водах концентрации растворенных питатель­
ных веществ — азота, ф осфора в виде минеральных соединений или
в составе аллохтонных органических соединений — один из основных
признаков евтрофирования водоемов.
И сследования баланса биогенных веществ в 1972— 1974 годах вы ­
явили снижение концентрации ф осфатов и нитратов до аналитического
нуля в вегетационный период, что позволяет судить о лимитирующ ей
роли этих элементов в развитии фитопланктона. К настоящ ему времени,
по крайней мере по концентрации одного из этих элементов (ф осф а­
тов), можно утверж дать, что в экосистеме озера они находятся в и з­
бытке, а общий уровень и диапазон колебаний минеральных соединений
фосфора и азота существенно возросли (табл. 3). При сходных гидро­
метеорологических условиях вегетационного периода можно ориенти­
112
ровочно утверж дать, что концентрация азота в аммонийной форме в
воде озера возросла за последнее десятилетие в 4—7 раз, а минераль­
ного фосфора — от 2 до 9 раз. При благоприятных условиях минималь­
ного ветрового перемеш ивания и гомогенного прогрева водной толщи
в концентрации общ его фосфора преобладает органическая форма, при­
мерно на 50 60 /о. В условиях значительного ветрового перемешивания,
такого как наблю далось в 1983 году, когда концентрация взвешенных
веществ в воде бы ла более чем в 3 р аза выше обычно фоновой, в
поступлении фосфорных соединений в воду главн ая роль переходит к
донным отложениям. В этом случае среднее содерж ание минерального
фосфора в поверхностных слоях озера достигает 61,5 мг/м3, в придон­
ных — 101,1, а в среднем по озеру до 52 мг/м3, что почти в 8—9 раз
больше, чем, например, в 1984 году, и доля органического фосфора не
превыш ала 30% общ его его содерж ания. Концентрация соединений ж е ­
л еза и кремния т ак ж е имеет тенденцию к возрастанию за последнее
десятилетие. Это обусловлено, с одной стороны, возросшим уровнем их
накопления в донных осадках, а с другой стороны (по кремнию) —
снижением роли диатомовых водорослей в планктонном комплексе, о
чем будет сказано ниже.
В целом анализ сезонных гидрохимических показателей, уровень их
межгодовых колебаний указы ваю т на мезотрофный тип оз. Кубенского.
Однако в результате исторического развития, а так ж е отчасти и антро­
погенного воздействия за последнее десятилетие произошло определен­
ное изменение гидрохимического фона озера, вы раж аю щ ееся в возрас­
тании как уровня, т ак и пределов колебаний содерж аний органического
вещества и основных биогенных элементов, ускоряющих процесс евтрофирования, — соединений фосфора и азота.
2. Г И Д Р О Б И О Л О Г И Ч Е С К И Е П О КА ЗА ТЕЛ И
М икробиологические. В практике гидробиологического ан ализа б ак ­
териологические показатели характеризую т качество воды и донных
отложений не только в момент взятия пробы, но и даю т представление
об интенсивности процесса самоочищения водоемов, поскольку бакте­
рии в первую очередь ответственны за разруш ение накапливаю щ егося
в водоемах органического вещества.
Сопоставление микробиологических показателей оз. Кубенского за
сходные сезоны 1973— 1974 и 1982— 1984 годов указы вает на возрас­
тание численности бактерий как в воде, так и в донных отложениях.
Увеличились к ак крайние значения пределов колебаний общей числен­
ности бактерий и сапрофитов, так и их средние значения (табл. 4 ).
Таблица
4
П Р Е Д Е Л Ы К О Л Е Б А Н И Я И С Р Е Д Н И Е В Е Л И Ч И Н Ы (В СКОБКАХ)
Ч И С Л ЕН Н О С ТИ Б А К Т Е РИ О П Л А Н К ТО Н А И БА КТЕРИ О БЕН ТО СА
0 3 . КУ БЕН СК О ГО В 1972-1974 И 1982-1984 гг.
Б актернопланктон
'Год.
месяц
о бщ ая числ.
бактери й ,
млн кл /м л
гетеротрофны х
аэр. бактерий,
кл/м л
1973, август
0,7—3,4 (1,6)
25—3780(640)
1974, август
1982*, август
1983, август
1984, август
0,7— 1,9(1,1)
3,4— 4,0 (3,8)
4,0—6,5 (5,2)
1,4— 10,1 (4,1)
45— 1832(425)
300— 1780(1050)
500—4980 (2115)
30—2960 (370)
Бактериобентос
об щ ая числ.
бактерий,
млн кл/г
гетеротрофны х
аэр. бактерий,
ты с. кл/г
38— 170
104—403
(сентябрь)
1848**
239—644
291—799
35,5**
11,5—93,8
4,5—58,2
* Только ю го-восточная часть озера.
** Д анны е одной станции.
8 — Z inattiu A k a d e m ija s V estis
113
В плоских мелководных озерах с высоким показателем открытости,
каким является оз. Кубенское, главная роль в распределении бактериопланктона принадлеж ит притокам и ветровому воздействию. Высокие
микробиологические показатели августа 1983 года в значительной сте­
пени обусловлены интенсивной ветровой обстановкой этого периода.
Однако и при штилевых условиях, как, например, в августе 1982 и
1984 годов, общ ая численность бактериопланктона в 2,4— 3,7 р аза выше,
чем в аналогичные периоды 1973— 1974 годов. В меньшей степени н а ­
гляден прирост гетеротрофной микрофлоры. Известно, что развитие
этой группы микроорганизмов связано с содерж анием биохимически
активного органического вещ ества в озерах. С удя по величинам Б П К 5 ,
их содерж ание в озере за прошедшее десятилетие изменилось н езн а­
чительно, что обусловило сходность количественных показателей гетеро­
трофных аэробных бактерий за сравниваем ые периоды. Таким образом,
бактериопланктон оз. Кубенского косвенно о тр аж а ет увеличение сте­
пени евтрофирования озера, когда при увеличении уровня содерж ания
общего растворенного органического вещ ества и концентрации б ак те­
риопланктона сниж ается доля минерализованного бактериям и органи­
ческого вещ ества от общ его его содерж ания. В таких условиях часть
органического вещ ества не успевает минерализоваться в водной толщ е,
что ведет к его накоплению в озере. А нализ общей численности б ак те­
рий в поверхностном слое донных отложений п оказал увеличение их
за прошедшее десятилетие примерно в 2,7— 3 р аза.
В пространственном распределении микробиологических п о казате­
лей по акватории озера наблю далась та ж е тенденция, что и в 1973—
1974 годах — зоны с повышенным количеством бактерий, к ак правило,
приурочены к устьям крупных притоков (Порозовицы, Уфтюги, Кубены), а так ж е к юго-восточной части озера, что подтверж дает ф а к ­
тор постоянного стока органического вещ ества в эту часть озера, а
затем в р. Сухону. В этой части озера постоянно отмечены микроор­
ганизмы — индикаторы загрязнения (серобактерии, спирохеты, нитевид­
ные бактерии).
Фитопланктон. Водорослям принадлеж ит ведущ ая роль в индикации
изменения качества воды в результате евтроф ирования водоема: при
соответствующем ухудшении качества воды сукцессия видового со­
става особенно отчетливо проявляется в сообщ естве ф итопланктона.
Н аиболее надеж ны м в этом случае является видовой состав летнего
фитопланктона, в особенности комплекс доминантов.
В таксономическом составе и процентном соотношении меж ду о т­
делам и комплекс планктона за прошедшее десятилетие изменился н е­
значительно: в 1972— 1973 годах отмечено 224, а в 1982— 1985 годах —
250 таксонов водорослей (табл. 5).
Таблица
ТА КСО НО М И ЧЕСКИ Й СОСТАВ И П Р О Ц Е Н Т Н О Е С О О ТН О Ш ЕН И Е
М ЕЖ ДУ ОТДЕЛА М И В О Д О РО С Л Е Й В 1972—1973 И 1982—1985 гг.
J982—1985 гг.
1972—1973 гг
О тдел
водорослей
Синезеленые
Золотисты е
Д иатомовы е
Ж елтозеленые
Пирофитовые
Евгленовые
Зеленые
Всего:
114
Число
таксонов
%
Число
таксон ов
40
7
83
5
7
11
71
18
3
37
2
3
5
32
54
9
98
2
8
9
70
224
100
250
%
22
3,5
39
1
3
3,5
28
100
5
Большинство видов синезеленых н зеленых водорослей относятся к
истинно планктонным формам, диатомовые представлены в основном
ф акультативно планктонными и донными формами.
По мере усиления процесса евтроф ирования появляю тся изменения
в доминировании и увеличение биомассы фитопланктона. Н аиболее х а ­
рактерным результатом этих изменений является переход к господству
синезеленых в планктоне. И х видовой состав и количество за последние
10 лет претерпели сравнительно значительны е изменения. Во врем я
исследований в начале 70-х годов при средних биомассах ф итоп ланк­
тона 3,5—4,6 мг/л синезеленые водоросли составляли всего от 2,8 до
20% . По нашим данным, в материалах, собранных в озере за 1982—
1984 годы, эта группа водорослей составляла в среднем от 30— 50%
(1982, 1984 гг.) до 73% (1983 г.) и по акватории озера д а ж е м ож ет
достигать более высоких величин общей биомассы, как, например, в
юго-восточной части озера в 1984 году — до 90% .
Самые большие биомассы фитопланктона (16— 20 мг/л) н аб л ю д а­
лись в августе 1983 года. Это было вызвано подъемом со дна бентических форм диатомовых водорослей (родов Surirella, C ym atopleura,
G yrosigm a, N itzschia и др.) в результате интенсивного перемеш ивания
водной массы, но, однако, синезеленые водоросли преобладали по чис­
ленности и биомассе. Н аблю далось цветение синезеленых водорослей
L y n g b ia lim netica, A p h a n izo m en o n flos-aquae, Anabaena scherem etjevii,
A. lem m erm annii, биомасса которых достигала 5,5— 12,5 мг/л. В августе
1982 и 1984 годов биомассы были значительно ниже, соответственно
от 3,3 до 6,2 и от 3,6 до 9,8 мг/л.
По видовому составу в 1973 году доминировали главным образом
колониальные виды синезеленых. Отмечалось повышение численности
M icrocystis, Gloeocapsa, A phanothece clathrata, G om phosphaeria lacustris, W oronichitiia naegeliana, C oelosphaerium ku etzin gia n u m , M erism op edia punctata. He было выявлено большого разбития нитчатых форм
синезеленых. В пробах, собранных в 1984 году, дом инировали
нитчатые виды синезеленых водорослей, особенно характерны е
для
бета-мезос.апробных вод. К ак массовые формы, определяю щ ие общ ую
картину фитопланктона, отмечаю тся виды синезеленых водорослей
L yn g b ia lim netica, A p h a n izo m en o n flos-aquae, A nabaena lem m erm a n n ii,
M icrocystis pulverea. Н адо отметить, что по числу клеток синезеленые
водоросли на всех станциях составляли не менее 90% общего числа
клеток планктонных водорослей.
Д есятилетие н азад группа диатомовых водорослей играла основную
роль в продукционных процессах оз. Кубенского. В это время д и а т о ­
мовые преобладали в планктоне и составляли до 90% общей биомассы.
К ак видно из выш еизложенного, в настоящ ее время их роль переш ла
к синезеленым водорослям, так как их численность, а местами т а к ж е
и биомасса, значительно превосходят диатомовые. Видовой состав д и а ­
томовых водорослей не претерпел значительны х изменений. Т акж е и в
наш ем материале доминировали M elosira italica, D iatom a elo n g a tu m ,
A sterionella form osa. H e отмечалось заметны х изменений и в других
группах водорослей. Судя по значительному развитию синезеленых
водорослей, наблю даемому за последние годы, можно сделать за к л ю ­
чение о повышении сапробности оз. Кубенского от олиго- до бета-мезосапробного состояния в 1972— 1973 годах и до бета-мезосапробного —
в 1982— 1984 годах.
Зоопланктон. В основном изменения в составе зоопланктона могут
быть следствием наруш ения сложивш егося в водоеме соотношения по­
пуляций фитопланктона, растительноядных видов и планктоноядны х
рыб, составляющ их пищевую цепь. Одним из последствий такого н ар у ­
шения могут быть изменения состава ф итопланктона из-за повышения
уровня трофии, которые, в свою очередь, отраж аю тся на возмож ности
использования водорослей зоопланктоном. Однако колебания количе­
ственных и качественных показателей зоопланктона не в меньшей сте115
Таблица
6
П Р О Ц Е Н Т Н О Е СО О ТН О Ш ЕН И Е П О Ч И С Л Е Н Н О С Т И И БИОМ АССЕ
РА ЗЛ И Ч Н Ы Х ГРУ ПП Л Е Т Н Е Г О ЗО О П Л А Н К Т О Н А В 0 3 . КУ БЕНСКОМ
R otatoria
Год
1973
1974
1983
1984
C ladocera
числен.,
%•'
биомасса,
%
4
2
18
16
5
7
числен.,
ft
67
33
58
62
биомасса,
%
81
72
85
92
Copepoda
числен.,
%
29
65
24
22
биомасса,
18
23
8
7
пени связаны и с другими факторами, не имеющими связи с увеличе­
нием нагрузки питательными вещ ествами, например, наличием межгодовых различий в термине и динамике водных масс, распространением
паразитов и др. Поэтому зачастую в сравнении с фитопланктоном зоо­
планктон менее показателен в оценке процессов евтрофирования. В
то ж е время, учитывая, что многие виды зоопланктона относятся к
стенобионтным организмам, возмож но использовать их в качестве н а ­
дежных индикаторов качества вод, особенно озер и водохранилищ.
Д анны е последних лет указы ваю т на увеличение средних биомасс
летнего зоопланктона от 0,75 г/м3 в 1973— 1974 годах до 3,10 г/м 3 в
1983— 1984 годах.
В качественном составе летнего пелагического зоопланктона во все
годы исследований преобладали виды — индикаторы мезотрофно-евтрофного состояния вод: Cladocera — D aphnia cucullata, C hydorus
sphaericus, B osm ina coregoni gibbera, D aphnia cristata cederstrom i, Leptodora kindti, E udiaphtom us graciloides; R otatoria — A spla n ch n a priodonta, K ellicottia longispina, Conochilus unicornis.
При общем неизменном составе руководящ их форм зоопланктона
за последнее десятилетие отмечаются некоторые различия в структуре
основных групп сообщ ества, во всяком случае в пределах сравниваемых
периодов исследований. Сравнение численности и биомассы летнего
зоопланктона 1973— 1974 и 1983— 1984 годов показы вает уменьшение
в биомассе планктона доли копепод с 17— 23 до 7—8% , по численности
это уменьшение менее показательно.
Соответственно несколько возросла д о л я других групп: по числен­
ности — коловраток, по биомассе — кладоцер (табл. 6).
Сравнение данных по зоопланктону за 1984 и 1983 годы показы ­
вает, что благоприятные гидродинамические условия 1984 года (про­
грев водных масс до 20—22 °С и отсутствие значительного ветрового
перемеш ивания) являю тся оптимальными для интенсивного развития
•зоопланктона, когда в системе питательны е растворенные вещ ества —
ф итопланктон—зоопланктон последний заним ает доминирующую роль
и тем самым увеличивается роль зоопланктона в процессах биологи­
ческого самоочищения и биоактивность всей планктонной системы.
В целом зоопланктон оз. Кубенского о тр аж ает тенденцию к евтрофированию мезотрофных и слабоевтрофны х озер, когда увеличивается
численность и биомасса зоопланктона, в основном за счет усиления
роли коловраток и кладоцер.
Протозойный бентос. П ростейшие являю тся высокочувствительными
индикаторами сапробного состояния водоемов. И сследования протозойного бентоса в оз. Кубенском велись только в 1982— 1984 годах. В от­
крытой части озера на серых глинистых илах с налетом детрита видо­
вой состав инфузорий однородный, видовое разнообразие невелико, в
среднем встречается 7 видов. Это в основном.Coleps hirtus, S trom bidium viride, T intinopsis cratera, T in tin n id iu m sp. О бщ ая численность
инфузорий в среднем до 1,6 млн экз./м 2. Индекс сапробности (по П антле-Букку) колебался в пределах 1,8—3,0, т. е. от умеренно загр язн ен ­
ного до загрязненного.
116
Таблица
СРЕДНЯЯ ЧИСЛЕННОСТЬ И
БИОМАССА БЕН ТО С А О Т КРЫ ТО Й
ЧАСТИ 0 3 . КУ БЕН СК О ГО
В Р А ЗЛ И Ч Н Ы Е ГО ДЫ
И С СЛ ЕД О В А Н И И
7
Таблица
Численность,
экз./м2
Год
исследований
Численность,
эк з./м 1
1972
1973
1974
1982
1983
1984
2150
2300
3540
1240
3745
1460
8
ЧИСЛЕННОСТЬ И БИОМАССА БЕНТОСА
03. КУБЕНСКОГО в УСТЬЯХ ПРИТОКОВ
В РАЗЛИЧНЫЕ ГОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ
Биомасса,
г/м3
Би ом асса,
г/м>
5,9
9,4
12,8
3,6
4,8
23,9
П орозовица
Уфтюга
К убена
1972 V II
5320
18140
240
18,5
11,2
0,1
П орозовица
У фтюга
К убена
1983 V I II
11520
10600
5480
16,6
13,2
2,4
В литоральной части озера на биотопах илистых песков с примесью
мелкого детрита и не полностью разлож ивш ихся остатков древесины
развиваю тся в основном 7 видов при средней численности до
1,6 млн экз./м 2. И ндекс сапробности в пределах 2,0—2,2.
В устьевых районах крупных притоков значительное развитие ин­
фузорий отмечается только в устье р. Порозовицы. Видовой состав
инфузорий здесь более богатый — до 10 видов общей численностью
1,8 млн эк з./м 2. В сообщ естве доминируют бета-мезосапробные виды,
но здесь так ж е отмечены инфузории-индикаторы загрязнения.
В устьевых районах рек Уфтюги и Кубены протозойный бентос скуд­
ный (3—4 вида общей численностью менее 0,7 млн экз./м 2), в основном
бета-мезосапробные виды, лиш ь в контактном слое вода—грунт устья
р. Кубены в массовом количестве отм ечалась Vorticella anabaena (олигосапробный вид) на синезеленых водорослях Anabaena.
Макрозообентос. Распределение макрозообентоса изучалось как в
центральной открытой части озера, т а к и в прибрежной зоне и в устье­
вых районах притоков.
Д но центральной части озера на глубине 3—4 м покрыто однород­
ными серыми глинистыми илами с примесью раковин кладоцер. Здесь
в августе 1982— 1984 годов, как и в 1972— 1974 годах, доминировали
личинки двукрылы х семейства хирономид и олигохеты семейства тубифицид. Количественно зообентос в открытой части озера сравнительно
небогат (табл. 7 ). Сопоставление данны х за 10 лет показывает, что
в открытой части озера зообентос развивается без особых изменений и
количество бентобионтов остается в пределах 1— 4 тыс. экз./м 2 при
массе 3—24 г/м 2.
В прибрежной зоне озера грунты состоят из илистых песков с при­
месью мелкого растительного детрита и древесных остатков. Здесь чис­
ленность бентобионтов увеличивается, она колеблется от 840 до
7600 экз./м 2. Видовое разнообразие организмов повышается: наряду с
тубифицидами появляю тся наидиды, а так ж е личинки ручейников и
моллюски. Развитие бентоса вызвано влиянием притоков и разнообра­
зием биотопов дна.
Н аибольш их показателей численность и биомасса бентоса озера
достигает в местах впадения рек (табл. 8), которые обогащ аю т дон­
ные отлож ения озера органическими вещ ествами. В устьевом районе
р. Порозовицы выявлен самый богатый донный биоценоз. Среди илис­
тых глин с налетом детрита было обнаруж ено 35 видов бентобионтов
(в составе 8 групп зообентоса).
В устьях рек Порозовицы, Уфтюги и Кубены доминируют олиго­
хеты, удельное обилие которых 45—67% ; они здесь представлены Т в и ­
дами. В меньшем количестве найдены личинки хирономид и моллюски.
С опоставление наш их данных с предыдущими годами исследований
показывает, что в устьевых районах притоков количество бентобионтов
117
значительно увеличилось лишь в устьевом районе р. Кубены (табл. 8).
Зообентос в устьях остальных двух значительны х притоков озера под­
вергся меньшим изменениям.
Д анны е по бентосу в районе истока р. Сухоны показали, что типич­
ные речные олигохеты P o ta m o th rix m o ld a vien sis поступают в озеро.
Это подтверж дает наблюдения, по которым р. Сухона при периоди­
ческом изменении направления течения в период весеннего половодья
видоизменяет донный биоценоз юго-восточного плеса озера за счет
возрастания роли речных олигохет [3 ].
В целом, согласно зообентической классиф икации озер, крупное
мелководное оз. Кубенское относится к типичным хирономидно-олигохетным озерам мезотрофного типа, встречаю щ имся и на территории
П рибалтики. Н а это указы вает высокое удельное обилие (86—97% )
хирономид и олигохет в бентосе озера, доминирующих среди бентобионтов почти во всех его частях.
Необходимо отметить, что нами впервые д л я оз. Кубенского н ай ­
дено 25 видов донных организмов: C rustacea — A rg u lu s foliaceus, Trichoptera — E cnom us tenellus, C yrnus trim aculatus, M olanna albicans,
A th ripsodes cinereus, Ceraclea annulicornis, M ysta cid es longicornis,
T riaenodes bicolor, Lim nep h ilu s politus, L im n ep h ilu s m arm oratus; M ollusca — V iviparus contectus, A n a d o n ta subcircularis, P isid iu m in fla tu m ,
E u g lesa suecica, E. dupuiana, E. n itida; O ligochaeta — Dero d ig ita ta ;
Specaria josinae, P iguetiella blanci, A m p h ich a eta leydigi, C haetogaster
setosus, P otam othrix m oldaviensis, P. heuscheri, P ropappus volki, Bryozoa — P aludicella articulata.
ЗА К Л Ю Ч Е Н И Е
С равнительная оценка результатов наблю дений за содерж анием ос­
новных химических показателей в вегетационный период, определяю ­
щих функционирование биологического комплекса озера за годы
исследований 1972— 1974 и 1982— 1985, указы вает на тенденцию к у в е­
личению степени трофности оз. Кубенского. Н а процесс евтроф ирова­
ния у к азы вает возрастание за указанны й период средней м инерализа­
ции воды озера и прежде всего содерж ания основных биогенных э л е ­
ментов, вызы ваю щ их евтрофирование, — минерального фосфора и
соединений азота, существенно расш ирились пределы их сезонных ко­
лебаний. Поступление фосфора с поверхностным притоком, концентра­
ция его в воде озера и соотношение минеральной и органической его
форм (высокая доля минерального фосфора) свидетельствую т об и з­
бытке данного элемента в воде и донных отлож ениях и о большой роли
антропогенной составляющ ей в поступлении фосфора в озеро за послед^нее десятилетие. Содерж ание соединений азота за рассматриваем ы й
период т ак ж е возросло, хотя это увеличение протекает со значительно
меньшей скоростью, чем концентрации фосфора. Т акж е, судя по п о ка­
зателям цветности воды и окисляемости, повышено содерж ание в воде
озера органики в устойчивых к деструкции формах.
Изменение гидрохимического фона озера повлекло определенное
изменение таксономического состава экологических групп гидробионтов, в большей степени фитопланктона, как группы автотрофных о р га­
низмов, быстро реагирующих на повышение обеспеченности питатель­
ными вещ ествами, в меньшей — зоопланктона и зообентоса, которые
реагирую т на изменение экологических условий опосредованно. О тм е­
чено значительное повышение биомассы ф итопланктона, главным
образом за счет синезеленых водорослей, которые доминируют в озере
в настоящ ее время (от 40—50 до 80—9 0 % ), тогда как преобладаю ­
щими в 1972— 1974 годах были, как правило, диатомовые (до 8 0 % ).
Изменение состава фитопланктона, увеличение роли синезеленых (по­
к азател ь евтроф ирования) уменьш аю т возможности пищевого исполь­
зования их зоопланктоном, преж де всего рачкам и-ф ильтраторам и и,
118
как следствие, приводят к нарушению последующих цепей трофической
связи в экосистеме озера вплоть до ихтиофауны. Во всех группах пре­
обладаю т виды-индикаторы, указы ваю щ ие на умеренное загрязнение,
локально на сильное, воды и донных отложений оз. Кубенского.
В то ж е время анализ меж годовых ф луктуаций гидрохимических
показателей, а такж е качественный и количественный анализ функцио­
нирования основных биоценозов показываю т, что экосистема озера еще
достаточно сбалансирована, чтобы поддерж ивать высокое видовое р а з­
нообразие экологических групп гидробионтов, обеспечивающих озеру
высокую продуктивность, а т а к ж е соотношение продукционно-деструкционных процессов, в результате которых еще происходит частичное
самоочищ ение водоема. Об этом говорит сравнение данных по гидро­
химии и гидробиологии 1983 и 1984— 1985 годов.
И так, к настоящему времени в результате исторического развития
и нарастаю щ его в последние десятилетия антропогенного воздействия
оз. Кубенское можно охарактеризовать как мезотрофное с некоторыми
признакам и евтрофного озера.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНННОИ
1.
2.
3.
4.
ЛИТЕРАТУРЫ
О зеро Кубенское. Ч. 1. Л .: Н ау ка, 1977. 308
с.
О зеро Кубенское. Ч. 2. Л .: Н ау ка, 1977. 220
с.
О зеро Кубенское. Ч. 3. Л .: Н ау ка, 1977. 168
с.
Ром аненко В. Д ., О ксию к О. П ., Ж ук и нск и й В. Н. Гидробиологические аспекты
экологического обоснования меж бассейновы х перебросок стока, — Водные ре­
сурсы, 1983, № 2, с. 141— 151,
И нститут биологии
АН Л атвС С Р
Д ат а поступления 25.02.86.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа