close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000102548

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
СВЯТЕНКО ГАЛИНА СТЕПАНОВНА
^^
ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ
БАЙКАЛЬСКОГО ФИТОПЛАНКТОНА В РАЙОНЕ
АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
03.00.16 - экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Иркутск - 2005
t'i^l^^^M,^
Работа выполнена в лаборатории экологического мониторинга Института экологиче­
ской токсикологии им А М. Бейма и в лаборатории общей гидробиологии Научноисследовательского института биологии при Иркутском государственном универси­
тете.
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, старший научный со­
трудник Поповская Галина Ивановна,
кандидат биологических наук, старший научный
сотрудник Паутова Валентина Николаевна
Ведущее учреждение;
Красноярский государственный университет
Защита состоится « 14 » декабря 2005 г в 13
часов на заседании диссертацион­
ного совета Д 212.074 07 при Иркутском государственном университете по адресу
664003 г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, Байкальский музей им. профессора М.М. Кожова(ауд. 219).
Почтоввга адрес; 664003, г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, биолого-почвенный факуль­
тет И Г У
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государст­
венного университета.
Автореферат разослан « 10 »
^/^ л fit я.
2005 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат биологических наук
i и:П
Купчинская Е.С
ША^
ПШЙ
^тК
Актуальность проблемы. Проведенные ранее и проводимые в настоящее время на
Байкале -экологические исследования составляют фундамент для организации совре­
менной системы экологического мониторинга состояния оз. Байкал. Оценка состоя­
ния фитопланктона - приоритетная задача экологического мониторинга. Фитопланк­
тон является первым звеном 1рофической цепи экосистемы водных объектов и основ­
ным продуцентом первичного органического вещества в водоемах. Его структура и
функциональные особенности во многом определяют структуру и функционирование
водных экосистем в целом. Все изменения функционирования озерных экосистем
проявляются прежде всего в сообществах автотрофных организмов. Этим определя­
ется важная роль фитопланктона в системе мониторинга водоемов. Увидеть же изме­
нение автотрофного звена, его реакцию на воздействие антропогенных факторов
можно только при регулярных долговременных наблюдениях.
Важной характеристикой стабильности сообщества водорослей является последова­
тельность сезонной сукцессии фитопланктона, которая показывает поразительное по­
стоянство в ненарушенных давлением антропогенных факторов водных экосистемах
(Петрова, 1990). По мере усиления антропогенной нагрузки на водоемы происходят
общие изменения численности, биомассы, видового состава водорослей и сезонной
сукцессии фитопланктона (Трифонова, 1990).
Цель исследования: проанализировать изменения структурных характеристик сооб­
щества планктонных водорослей в пелагиали и прибрежной части Южного Байкала в
зоне антропогенного
влияния (сброс сточных
вод Байкальского целлюлозно-
бумажного комбината).
Задачи исследования:
- установить видовой состав, выделить доминирующий комплекс водорослей;
- изучить сезонную и межгодовую динамику численности и биомассы фитопланктона
и пикофитопланктона;
- выяснить биотические взаимоотношения отдельных видов водорослей;
- оценить пространственное распределение фитопланктона в районе антропогенного
воздействия;
- определить изменения, происшедшие в планктонных фитоценозах.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 1
БИБЛИОТеКЛ
ЮТЕКА
1I
СПетеув
Tli^.
оэ ■щ
4
Положения, выносимые на защиту:
1. В долговременном ряду отмечается тенденция изменения соотнопшния домини­
рующих видов.
2. В районе г. Байкальска сохраняется сезонная и межгодовая динамика фитопланк­
тона, характерная для Южного Байкала в целом.
3. Сточные воды Байкальского I Щ К не оказывают заметного влияния на фитопланктонные биоценозы.
Научная новизна и теоретическая значимость. Заложены основы мониторинговых
исследований фитопланктона в районе озера Байкал, находящегося под влиянием
сточных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Выделен доминирую­
щий комплекс водорослей в составе фитопланктона в районе г. Байкальска. Показаны
особенности сезонной и межгодовой динамики численности и биомассы домини­
рующих видов фитопланктона и автотрофного пикопланктона. Впервые проведен
анализ соотношения численности и биомассы между разными видами водорослей с
помощью коэффициента корреляции Спирмена. Установлены тенденции и дана оцен­
ка изменениям, происходящим в структуре планктонных фитоценозов в районе ан­
тропогенного воздействия.
Практическая значимость. Материалы диссертационной работы вошли в учебное
пособие «Методология оценки состояния экосистем» (Ростов-на-Дону, 2000), резуль­
таты работы использованы в «Докладе МПР России о состоянии озера Байкал и ме­
рах, предпринимаемых по его охране в 2001 году» (Москва, 2002) и при разработке
проекта «Порядок и программа ведения мониторинга состояния непромысловых эн­
демичных видов водных животных и растений озера Байкал» (Иркутск - Улан-Удэ,
2003), включены в отчеты института экологической токсикологии в рамках договоров
№ 05/03-1 и № 4.1/04 по теме «Проведение гидробиологического, токсикологического
мониторинга Байкальской природной территории, включая мониторинг деятельности
БЦБК» (Байкальск, 2003, 2004), Создана база данных результатов режимных наблю­
дений по гидробиологическому мониторингу оз. Байкал в районе г. Байкальска за пе­
риод 1986-2004 гг в рамках системы управления базами данных Access 2.0 Получен­
ные данные могут быть использованы в дальнейшем при моделировании и кратко­
срочном прогнозировании состояния экосистемы оз. Байкал.
5
Апробация работы Материалы диссергации представлялись на V и V I Всесоюзных
школах-семинарах по мониторингу состояния озера Байкал (Байкальск, 1987, 1989);
конференции «Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы»
(Байкальск. 1990); на X Байкальской школе-семинаре «Глобальные и региональные
последствия изменений окружающей среды и климата» (Байкальск, 1998); на научной
конференции «Проблемы экологии» (Иркутск, 1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 130 страницах и состоит из
введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы
включает 114 источников, в том числе 8 иностранных. Работа иллюстрирована 29
таблицами и 39 рисунками. Приложение содержит 9 таблиц.
Данная работа начиналась в 1998 г. под руководством доктора биологических
наук, профессора Кожовой О.М. С нею были определены методы работ, основные на­
правления исследования и анализа. В дальнейшем научная консультация по данной
работе осуществлялась кандидатом биологических наук, старшим научным сотруд­
ником Павловым Б.К.
Содержание работы
Глава 1. История изучения фитопланктона Южного Байкала
На основе литературных данных проведен анализ изученности видового соста­
ва фитопланктона Южного Байкала, его структурной характеристики и изменений,
происшедших в сообществе водорослей с начала режимных наблюдений (1947 г.).
Глава 2. Характеристика района исследований
Район исследований расположен в зоне влияния сточных вод Байкальского
целлюлозно-бумажного комбината, сбрасывающего ежегодно около 60-70 млн. м
сточных вод. Сточные воды поступают в озеро Байкал на глубине 40 м и относятся
течением на северо-восток от места выпуска (Ветров и др., 1977). Мониторинговые
работы проводили у восточно! о побережья Южного Байкала как в шельфовой, так и в
пелагической зонах озера на полигонах многолетнего наблюдения. Полигон I I I рас­
положен в шельфовой зоне озера иа расстоянии 0,3 км от берега над изобатой 55 м.
Полигон ПЗ расположен в пелагической зоне озера на расстоянии 7 км от берега над
глубиной около 700 м. Полигон П5 удален от полигона 111 в восточном направлении
на 8 KM и от берега - на 300 м Он располагается в шельфовой зоне в непосредствен­
ной близости от точки сброса очищенных сточных вод комбината над изобатой 55 м
(рисунок 2.2).
ПЗ
П5
GKalSK»
юло
шламо
оталы
—^
,
'-' ^ - —
ПРУА"«SP»"»!»!
J
I
)
/
р. Бол. Осиновка
Рисунок 2.2 - Схема расположения полигонов многолетнего мониторинга оз. Байкал в
районе Байкальского ЦБК
Глава 3. Материал и методы исследования
Для оценки состояния фитопланктона было отобрано и проанализировано 1812
проб Для анализа исследуемых показателей использовали периоды 1986-1991 гг. и
1998-2003 гг. как наиболее полные ряды наблюдений. Отбор проб проводили кругло­
годично в среднем два раза в месяц. Пробы отбирали проточным 10-литровым бато­
метром с глубин О, 10, 25, 50 м. Объем воды 1 л сразу фиксировали 5 мл раствора
Утермеля. Концентрировали пробы до 10-20 мл методом осаждения осадка после
2-хнедельного отстаивания (Кожова и др., 1978). Камеральная обработка проводилась
в камере типа Нажотта объемом 0,02 см^ под микроскопом «Amplival». По результа­
там обработки проб рассчитывались численность каждого вида в литре и средневзве­
шенные значения численности в столбе воды 0-50 м. Одновременно с отбором проб
фитопланктона измеряли температуру воды глубоководными опрокидывающимися
ртутными термометрами и прозрачность воды белым диском Секки диаметром 37 см
(Абакумов, 1983). Статистическая обработка данных включала расчеты средних зна­
чений, дисперсии, ошибки среднего значения и медианы (Лакин, 1973). Для опреде­
ления достоверности взаимосвязи между двумя признаками использовали непарамет­
рический (ранговый) коэффициент корреляции Спирмена ( r j .
Глава 4. Видовой состав фитопланктона
За периоды исследований 1986-1991 и 1998-2003 гг. в фитопланктоне оз. Бай­
кал в районе г Байкальска зарегистрировано 67 видов и разновидностей, относящих­
ся к 6 отделам Таксономический состав фитопланктона был идентичен составу водо­
рослевого сообщества, характерному для Южного Байкала Диатомовые, зеленые и
золотистые составляли основу альгофлоры исследуемого района - 77% от общего
числа видов (рисунок 4.1).
21,21%
38; 39%
15,22%
28, 43%
21, 2 1 %
(по данным Кокова, 1959в)
П Baallanophyta
Ш Chrysophyta
9,9%
3,3%
, 0;0%-^ I
7; 7%
Ш Ch!orophyta
В Cyanophyta
8, 12%
О, 0%3, 4% 6, 9%
^' "'°/»
□ Dinophyta
D Ciyptophyta
И Euglcnophyta
Рисунок 4.1 - Таксономический состав фитопланктона Южного Байкала в конце 50-х
годов (а) и в районе г. Байкальска в 1986-2003 гг. (б)
Учитывая значение водорослей в фитопланктоне к доминирующим видам от­
несены Asterionella formosa, Aulacoseira baicalensis, Aulacoseira skvortzowii, Cyclotella
baicalensis. Cyclotella minuta. Stephanodiscus hantzschii , Synedra acus subsp radians,
Gymnodinium baicalense, Gymnodimum coeruleum, Chroomonas acuta, Chrysidalis sp.,
Dinobryon cylindricum, Dinobryon sociale, Chrysococcus sp, Koliella longiseta f variabi­
lis, Monoraphidium arcuatum, Anabaena lemmermannii. Из них первое место принадле­
жит диатомовым - 40%, золотистые составляют 24%, динофитовые и зеленые - по
12%, на остальных представителей криптофитовых и синезеленых приходится по 6%.
К значимым также отнесены основной представитель автотрофного пикопланктона
Synechocystis limnetica и неидентифицированные виды, составившие группу мелких
жгутиковых клеток размером от 3 до 12 мкм
Наблюдения за фитопланктоном в районе г Байкальска в непосредственной
близости от сброса сточных вод и на участках, удаленных на разное расстояние от
сброса, и сравнение этих данных со средними характеристиками для Южного Байкала
показали, что району i Байкальска свойствен тот же состав доминантных видов и их
обилие, что и Южному Байкалу в целом (Поповская, 1977; Худяков, 1984; Кожова и
др., 1988, 1993). Изменчивость структуры фитопланктона прослеживается в Южном
Байкале с самого начала режимных наблюдений (Кожова и др, 1999) Поэтому дан­
ную тенденцию нельзя связать непосредственно с антропогенным влиянием на Бай­
кал Обнаруживаемая природная мозаичность в распределении фитопланктона и ди­
намика числен1юсти отдельных видов связана как с биологическими особенностями
популяций, так и с i идродинамическими факторами. Несмотря на неоднородность ис­
следованных участков и разную степень антропогенного влияния на них, общие зако­
номерности развития фитопланктона в районе г. Байкальска и в некоторых районах
южной части озера позволяют считать сообщество планктонных водорослей единым
ценозом, характерным для вод Южного Байкала.
Глава 5. Сезонная и межгодовая динамика численности и биомассы фитопланк­
тона
5.1 Весна (вторая половина февраля - июнь)
Вегетация весеннего комплекса водорослей вдоль юго-восточного побережья,
где расположен г. Байкальск, начинается с некоторым запаздыванием по сравнению с
вегетацией на западном побережье, что объясняется более выраженным на востоке
снеговым покровом. Это было установлено еще в начале 60-х годов до пуска Бай­
кальского ЦБК и подтверждено дальнейшими исследованиями (Кожова, 1961, 1993).
Развитие фитопланктона в озере начинается подо льдом. Как в районе сброса,
так и на удалении, высокие биомассы обусловлены вегетацией диатомовых и динофитовых водорослей В численном отношении доминируют представители криптофитовых (Chroomonas acuta) и золотистых {Chrysidalis sp.).
Вторая половина весны охватывает период после вскрытия озера ото льда. В
1989 г, который можно рассмотреть как пример низкопродуктивного года, сезонная
динамика фитопланктона сохраняла общие черты на всех участках, испытывающих
разную степень антропогенного влияния. В мае весьма значительная роль в общей
биомассе фитопланктона (до 30%) принадлежала динофитовым водорослям из рода
Cymnndmium В июне почти 50% общей биомассы фитопланктона составляли диато­
мовые водоросли за счет возросшей численности Cyclotella baicalemis Виды рода Аиlacoseira полностью отсутствовали в планктоне (рисунок 5.4).
Ш Золотистые
ВДинофитовые
D Криптофт-овые
Q Диатомовые
п
m
rv
V
VI
п
П1
Месяц
IV
V
VI
п
ш
rv
Месяц
v
vi
Месяи
Рисунок 5.4 - Динамика биомассы основных групп фитопланктона в слое 0-50м в оз.
Байкал в районе г. Байкальска в весенний период 1989 г.
На примере 1990 г., урожайного по аулакозире, хорошо видно, что сезонная
динамика в развитии фитопланктонного сообщества сохраняется и прослеживается на
всех участках независимо от их дислокации относительно сброса сточных вод комби­
ната (рисунок 5.5).
2000
О Золотистые
ИДимофитовые
D Криптофитовые
□ Диатомовые
J
Ц
Ш
IV
V
m
Месяц
IV
Месяц
V
VI
II
Ш
IV
V
VI
Месяц
Рисунок 5.5 - Динамика биомассы основных групп фитопланктона в слое 0-50м в оз
Байкал в районе г. Байкальска в весенний период 1990 г.
Весенний период является самым продолжительным сезоном в развитии водо­
рослей. Основная роль в создании общей биомассы фитопланктона весной принадле­
жит диатомовым и динофитовым: их вклад составляет 30-50%, поднимаясь в урожай­
ные годы до 90%. Межгодовые различия в динамике биомассы фитопланктона осо­
бенно заметны в показателях весной. Поэтому схожие в этот период на различных
полигонах изменения структурных показателей фитопланктона позволяют сделать
вывод, что на акватории озера Байкал в районе г Байкальска изменения носят сезон­
ный характер и не связаны непосредственно с антропогенным влиянием сточных вод
целлюлозно-бумажного комбината.
10
5.2 Лето (июль - август)
Летний период в развитии водорослей непродолжителен, характеризуется мак­
симальными температурами воды в поверхностном слое и минимальными значения­
ми прозрачности В июле чаше всего основная биомасса создается диатомовыми во­
дорослями, но видами, отличными ог вегетирующих весной (Nitzschia acicularis,
Cyclotella haicalemis) В августе ведущая роль в создании биомассы водорослей при­
надлежит динофитовым. Особенности летнего периода в развитии фитопланктонного
сообщества одинаковы на всех полигонах наблюдения. По сравнению с районом пос.
Бол. Коты в районе г. Байкальска фитопланктонное сообщество характеризовалось
общим видовым составом, сменой весеннего комплекса водорослей на летний и схо­
жей сезонной динамикой доминирующих видов.
5.3 Осень (сентябрь - ноябрь)
Осенью фитопланктон представлен беднее. В ноябре отмечалось понижение
биомассы в 2 раза по сравнению с началом осеннего периода. Осенние вспышки фи­
топланктона были редки и в количественном отношении небольшими. Обычно они
происходили за счет вегетации Cyclotella minuta. Иногда регистрируемые повышения
биомассы были обусловлены интенсивным развитием Dinobryon sociale, как это от­
мечалось в 1987 и 1989 гг., либо Chroomonas acuta (1999 г.). Но межгодовые различия
сезона на участках озера с разным приближением к месту сброса сточных вод были
общими. Соотношение осенних доминирующих видов и их количественное развитие
в фитопланктоне пелагиали было схожим как в районе г. Байкальска, так и в районе
пос. Бол. Коты.
5.4. Зима (декабрь - первая половина февраля)
Фитопланктон в зимний период чрезвычайно беден. Его o6ntec количество на
всех полигонах составляет около 0,1 г-м''', а в некоторые годы еще меньше Все виды
водорослей практически прекращают свою вегетацию, встречаясь в планктоне еди­
ничными экземплярами В небольшом количестве развиваются диатомовые водорос­
ли, представленные чаще всего клетками Cyclotella minuta, и Gymnodimum coeruleum
из динофитовых Они создают основную биомассу фитопланктона В конце января
акватория озера в районе исследования покрывается льдом, и количество планктона
и
становится весьма незначительным. Заметный подъем численности водорослей начи­
нается только во второй половине февраля - начале марта.
5.5 Годовые изменения общей численности и биомассы
Из двенадцати лет наблюдений в районе г, Байкальска как на полигоне сброса
сточных вод, так и на удалении от него, к высокопродуктивным (биомасса весеннего
фитопланктона более 1 Г'М'^) относились годы 1986, 1990, 1999, 2000 и 2002. К мало­
продуктивным (общая биомасса менее 0,5 г-м'^) были отнесены 1988, 1989, 1991,
1998, 2001 и 2003 годы Среднепродуктивным (общая биомасса от 0,5 до 1 гм"'')был
один 1987 год (рисунок 5.31).
1986 1987 1988 1989 1990 1991
1998 1999 2000 2001 2002 2003
Рисунок 5 31 - Годовые изменения биомассы фитопланктона в слое 0-50 м оз.Байкал в
районе г. Байкальска в весенний период
В высокопродуктивные годы вклад диатомовых в создании общей биомассы
фитопланктона составляет 80% от общего количества водорослей, в средне- и мало­
продуктивные - 40%, что отмечается на всех полигонах.
Численность в весенний период изменялась от 0,1 до 2,4 млн кл-л''. Средние
значения численности водорослей в высокоурожайные годы отличались от малопро­
дуктивных лет в 6-11 раз, биомассы в 14-17 раз.
Межгодовые изменения структуры фитопланктона - реально существующий
процесс, протекающий в сообществе водорослей с самого начала режимных наблю­
дений в Южном Байкале (Изменчивосгь., 1982; Кожова 1981, 1988, 1992; 1993) На
фоне резких межгодовых колебаний отмечается тенденция увеличения общей чис­
ленности фитопланктона Так, если в 50-ые урожайные годы средняя годовая числен­
ность водорослей в районе пос Бол Коты не превышала 70 тыс кл-л' , то в 60-ые го­
ды она была 150 тыс кл-л'', а в 70-ые годы более 400 гыс кл .Г (Кожова. 1993) В
12
районе г Байкальска общая численность фитопланктона в конце 80-х годов в пелагиали озера составила 500 тыс. клл'', в конце 90-х годов - 900 тыс. клл"'. На при­
брежных участках значения общей численности фитопланктона были выще, состав­
ляя в районе сброса 900 и 1200 тыс. клл'', а на удалении от сброса сточных вод - 800
и 900 тыс клл'' соответственно. Это дает основание утверждать, что происходит ес­
тественное изменение динамики численности фитопланктона, не связанное непосред­
ственно с хозяйственной деятельностью человека.
В межгодовой динамике автотрофного пикопланктона отмечалась приурочен­
ность его массового развития ко времени слабой вегетации крупного фитопланктона
Так, если в районе г. Байкальска весенняя биомасса фитопланктона в высокопродук­
тивные годы изменялась в слое 0-50 м от 500 до 1700 мг м'^, то эти показатели для
пикофитопланктона составляли 3-50 мг-м'' или 3-6%. В малопродуктивные годы доля
пикофитопланктона в общей биомассе повышалась до 80% на прибрежных полигонах
и до 60% в пелагиали озера. В Южном Байкале биомасса автотрофного пикопланкто­
на в высокопродуктивные годы составляла 5-15% от общей биомассы фитопланктона,
в малопродуктивные - 40-60% (Поповская, 1991). Анализ изменений численности и
биомассы пикофитопланктонных организмов в районе г. Байкальска на полигонах с
разным приближением к источнику сброса сточных вод также не выявил значимых
отличий. Изменения количественных показателей носят сезонный и межгодовой ха­
рактер и отражают часть более общего колебательного процесса, происходящего в
планктоне Южного Байкала, не являясь следствием антропогенного влияния сточных
вод целлюлозно-бумажного комбината.
Глава 6. Взаимосвязь динамики численности и биомассы разных видов фито­
планктона
Для оценки зависимости между варьирующими признаками был использован
коэффициент корреляции Спирмеиа, позволивший измерить степень сопряженности
между переменными, в качестве которых выступали средние значения численности и
биомассы доминирующих видов водорослей Было установлено, что в течение всего
года независимо от степени давления антропогенного фактора происходят изменения
численности Synedra acus subsp radians В период обратной стратификации отмечает­
ся сильная положительная связь между изменениями численности в паре Aulacoseira
13
skvortznwii - Asterionella formosa Синхронные изменения численности у Aulacoseira
haicalensis отмечаются только на участках, удаленных от сброса сточных вод (нолигоны П1 и ПЗ) Одпонаправлено на прибрежных полигонах П1 и П5, т е независимо
от зоны влияния очищенных сточных вод, изменяется численность Cyclotella minuta.
Конкурентные взаимоотношения существуют между Cyclotella haicalensis и Cyclotella
minuta, что подтверждается разной экологией данных видов и отрицательными коэф­
фициентами Спирмена в изменениях их средних за год биомасс
Глава 7. Состояние фитопланктона на акваториях озера, испытывающих антро­
погенную нагрузку
За два исследованных периода 1986-1991 гг. и 1998-2003 гг. и в районе сброса,
и на удалении от него в фитопланктоне в 2 раза снизилась численность Aulacoseira
haicalensis и Cyclotella minuta Уменьшение максимальных значений численности Au­
lacoseira haicalensis в долговременном ряду выявляется с самого начала режимных
наблюдений (Изместьева, 1988; Паутова, 1986; Поповская, 1982, 1991). В пелагиали
озера наполовину меньше стало клеток Gymnodinium coeruleum, в 9 раз меньше Dinobryon lociale Из состава планктона выпала Nitzschia acicularis На всех полигонах в 8
раз возросла численность Cyclotella haicalensis, что отмечается со второй половины
60-х годов (Ащепкова и др , 1985) В 2 раза чаще в планктоне прибрежных участков
стала встречаться Synedra асич subsp radians, на что указывалось еще в 60-е годы
(Калюжная и др, 19746) Численность Asterionella formosa увеличилась в 10 раз на
мелководных полигонах и в 18 раз - в пелагиали По всей акватории озера в районе г
Байкальска в планктоне возросла численность мелкоклеточных видов водорослей:
Chroomonas acuta и Chrysidalis sp. - в 2 раза; Chrysococcus sp. - в 4 раза; Monoraphidium arcuatum - в 6 раз; группы мелких жгутиковых - в 9 раз; Anahaena lemmermannii - более чем в 10 раз Численность Koliella longiseta f variabilis увеличилась в пела­
гиали озера в 90 раз, на прибрежных участках - в 60 раз Об увеличении роли мелко­
клеточных представителей в фитопланктоне Южного Байкала отмечалось во MHOIHX
работах (Кожова, 1993, 1999; Поповская, 1991). Замена крупноклеточных форм водо­
рослей на мелкоклеточные сказалась на количественных показателях фитопланктонаего численность на всех исследуемых полигонах в 1998-2003 гг возросла в 1,8 раза В
14
Южном Байкале за период 1976-1990 гг. численность фитопланктона была в два раза
выше, чем в 1964-1975 и . (Поповская, 1991)
Численность же пикофитопланктона изменилась нес>щественно. В пелагиали
озера отмечалось увеличение количества клеток Synechocystis limnetica в 1,1 раза, на
прибрежных полигонах, как непосредственно у сброса сточных вод, так и на удале­
нии, численность Synechocystis limnetica уменьшилась в 1,2 раза. В Южном Байкале
также отмечалась тенденция уменьшения численности и биомассы пикофитопланк­
тона в 2 раза в 1976-1990 гг. по сравнению с периодом 1964-1975 гг. (Поповская,
1991). Однако показатели численности пикофитопланктона, определенные в послед­
ние годы эпифлуоресцентной микроскопией, увеличились более чем на порядок (По­
повская и др., 2003) Поэтому снижение численности Synechocystis limnetica на при­
брежных участках в районе г. Байкальска не может свидетельствовать об отрицатель­
ном влиянии на фитопланктон сточных вод комбината.
Биомасса всего фитопланктона в 1998-2003 гг. возросла непосредственно в
районе сброса сточных вод в 1,7 раза, на участках, удаленных от сброса, в 1,5 раза
(рисунок 7.1).
У
Q Мелкие
жгутиковые
ВЗеленые
350i
175
ВСинезеленые
iVi V
ПЗолотистые
□ Динофитовые
Полигон Полигон Полигон
ПЗ
m
1986-1991 гг
П5
0
РКриптофитовые
Полигон Полигон Полигон
ПЗ
П1
П5
□ Диатомовые
1998-2003 гг
Рисунок 7.1 - Биомасса основных групп фитопланктона в слое 0-50 м оз. Байкал в
районе г. Байкальска в разные периоды
Возрастание обшей биомассы водорослей в многолетней динамике подтвер­
ждается положительным трендом средневзвешенной концентрации хлорофилла «а» в
Южном Байкале за период 1979-2003 гг. (Изместьева и др , 2004).
Подробное сравнение состояния фитопланктона в районе г Байкальска и дру­
гих районах Южного Байкала, данное О М Кожовой за период наращиваемой интен­
сивности производства в 1972-1978 гг , не выявил изменений в планктонном сообше-
15
стве водорослей под воздействием сточных вод комбината (Кожова и др., 1988) От­
рицательное влияние не отмечалось и в последуюп1ее время (Кожова и лр , 1993).
Первый период нащих исследований также совпал с работой комбината на полную
мощность. Но и в этом случае развитие фитопланктона проходило в обычном режиме
В конце 90-х годов производственные мощности комбината в связи с принимаемыми
мерами по перепрофилированию снизились. И в эти годы нашими исследованиями не
отмечалось изменений фитопланктонных сообществ под влиянием сточных вод целлюлозно-промышленного производства. На разных акваториях озера с различной сте­
пенью антропогенной нагрузки по-прежнему прослеживаются общие тенденции про­
исходящих в фитопланктоне изменений. Направление этих изменений совпадает с
изменениями в структуре планктонных фитоценозов всего Южного Байкала. Диапа­
зон количественных характеристик фитопланктона определяется сезонной динами­
кой, видовым спектром и численностью доминантных видов. Из-за сильной гидроди­
намической подвижности вод Байкала, его огромной водной массы, в которой разбав­
ляются сточные воды, и на фоне резко выраженных межгодовых колебаний числен­
ности водорослей изменения в структуре фитопланктона под влиянием антропоген­
ных факторов не прослеживаются. Тенденции происходящих в фитопланктоне изме­
нений в районе г. Байкальска совпадают по направлению с изменениями в структуре
планктонных фитоценозов всего Южного Байкала.
Выводы:
1. За периоды исследований 1986-1991 и 1998-2003 гг. установлено, что в рай­
оне г. Байкальска в непосредственной близости от сброса сточных вод и на участках,
удаленных на разное расстояние от сброса, фитопланктону свойствен состав доми­
нантных видов и характер сезонной динамики, присущие фитопланктону Южного
Байкала. Разброс количественных показателей структуры фитопланктона на разных
полигонах в большей степени связан с природными различиями пелагической и
шельфовой зон озера, чем с источником антропогенного воздействия.
2. Межгодовые колебания численности и биомассы фитопланктона на всех по­
лигонах в районе г. Байкальска весьма велики, развитие доминирующих видов водо­
рослей не имеют строгой периодичности. Из двенадцати лет наблюдений высокопро­
дуктивными были 5 лет, малопродуктивными - 6 лет, и средпепродуктивным был
16
один год. Ведущая роль в создании общей биомассы фитопланктона принадлежит
диатомовым (от 40 до 80%).
3. В районе г. Байкальска в высокопродуктивные годы численность пикофитопланктона выше численности крупного фитопланктона в 10-20 раз, в малопродуктив­
ные годы - в 50-80 раз. Биомасса пикофитопланктона высокоурожайных лет состав­
ляет 3-10% от общей биомассы фитопланктона, низкоурожайных - 25-50% По харак­
теру сезонной динамики, изменениям численности и биомассы пикофитопланктона
на участках озера, находящихся под антропогенным влиянием, воздействие сточных
вод комбината не прослеживается.
4. По коэффициенту Спирмена установлено, что синхронные изменения чис­
ленности на участках, удаленных от сброса сточных вод, отмечаются у Aulacoseira
baicalensis Независимо от степени воздействия антропогенного фактора в течение
всего года изменяется численность у Synedra acus subsp radians, в период обратной
стратификации - у видов Aulacoseira skvortzowii и Asterionella formosa. Синхронные
изменения численности у Cyclotella minuta зависят от местообитания и происходят на
прибрежных полигонах. Наиболее отчетливо конкурентные взаимоотношения прояв­
ляются между Cyclotella baicalensis и Cyclotella minuta, что подтверждается разной
экологией данных видов и отрицательными коэффициентами Спирмена в изменениях
их средних за год биомасс.
5. Тенденции изменений фитопланктона на участках озера с различной степе­
нью антропогенной нагрузки нося г общий характер. Особенно заметно в 1998-2003
гг. в районе г. Байкальска возросла численность мелкоклеточных водорослей: зеле­
ных (виды Koliella, Monoraphidium), синезеленых (виды АпаЪаепа), золотистых (виды
Chrysococcus и Chrysidahs), диатомовых {Cyclotella baicalensis, Synedra acus subsp ra­
dians, Asterionella formosa) и мелких жгутиковых. У отдельных видов диатомовых
{Aulacoseira baicalensis, Cyclotella minuta, Nitzschia aciculans), напротив, отмечалось
снижение численности. В результате замены крупноклеточных форм водорослей на
мелкоклеточные общая численность водорослей возросла в 1,8 раза.
6. В результате сильной гидродинамической гюдвижности вод Байкала, его ог­
ромной водной массы, в которой разбавляются сточные воды комбината, и на фоне
резко выраженных межгодовых колебаний численности водорослей изменения в
структуре фитопланктона под влиянием антропогенных факторов не прослеживаются.
17
Список публикаций по теме диссертации
1. Кожова О.М. Динамика численности фитопланктона в районе г Байкальска
/ О.М. Кожова, Л.Р. Из.местьева, Г С. Святенко // Экологические исследования Байка­
ла и Байкальского региона. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 1992. - С. 119-137.
2. Павлов Б.К. Качество воды в районе г. Байкальска / Б.К. Павлов, Г.В. Буевич, Г.С. Святенко и др. // Проблемы экологического мониторинга: Материалы X
Байкальской школы-семинара, г. Байкальск. - Байкальск: Институт экологической
токсикологии, 1998.-С 136-146.
3. Кожова О.М. Изменение видового состава фитопланктона Южного Байкала
в период с 30-х до конца 90-х гг. и тенденции его перестройки / О.М. Кожова, Б.К.
Павлов, Е.В. Пешкова, Г.С Святенко // Проблемы экологии' Часть II: Материалы
конф. (25-28 окт. 1999 г., г. Иркутск). - Иркутск, 1999. - С 34-44.
4. Кожова О.М Методология оценки состояния экосистем: Учеб пособие /
О М Кожова, Л Р. Изместьева, Б К Павлов, В.И. Воронин, F В. Пешкова, Е В. Полюшкин, Г.С. Святенко и др ; Под ред. О.М. Кожовой, В.В. Воробьева. - Ростов-наДону: 0 0 0 «ЦВВР», 2000. - 128 с.
5. Святенко Г С. Фитопланктон Южного Байкала в районе антропогенного
воздействия / Г.С. Святенко // Проблемы экологии - Иркутск, 2000.
С. 93-95.
6. Святенко Г С Сезонные изменения фитопланктона в Южном Байкале в
1989-1991 гг / Г.С. Святенко, Б К Павлов, Е.В. Пешкова // Сибирский экологический
журнал.-2002.-№4.-С 491-498.
Подписано в печать 08 11.05 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная.
Печать трафаретная Усл. печ л 1,0. Тираж 100 экз. Закач Хд 51.
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИИ ОТДЕЛ
Иркутского государственного университета
664003, Иркутск, бульвар Гагарина, 36; тел. (3952) 24-14-36
Р П Б Русский фонд
ji
2006-4
\
22671
*!
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
710 Кб
Теги
bd000102548
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа