мая 26 2003

МИКРОФИТОБЕНТОС ТВЕРДЫХ СУБСТРАТОВ В БИОМОНИТОРИНГЕ  ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ

Опубликовано в 14:31 в категории Проблемы Черного моря

МИКРОФИТОБЕНТОС ТВЕРДЫХ СУБСТРАТОВ В БИОМОНИТОРИНГЕ  ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ ЧЕРНОГО МОРЯ

А.В. Рачинская

Украинский научный центр экологии моря, г. Одесса

         Физико-химические методы индикации состояния окружающей среды не дают непосредственного ответа на вопрос о возможном отклике экосистемы на те или иные  загрязнения.  Поэтому большое значение приобретают  методы биологического анализа воды,  в которых водорослям благодаря высокой чувствительности многих видов к  условиям окружающей среды принадлежит ведущая роль [1].

          Бентическая область  и ее население находятся в тесной связи с процессами, происходящими в водоеме в целом. Донные сообщества, состоящие  в  основном  из  малоподвижных  и  прикрепленных форм, представляют чувствительную систему,  способную отражать новые химические условия в морской среде.

         В результате антропогенного воздействия в  населении  донных биоценозов  происходят  качественные  и количественные изменения. Может наблюдаться исчезновение наиболее чувствительных к загрязнению форм и появление (или сохранение) организмов, которые приспособились к данным новым условиям. Это так называемые "показательные" виды и виды-индикаторы, которые могут быть использованы для оценки загрязнения и степени "поражения" морской среды [2].

         Прибрежная акватория моря представляет собой  часть  области раздела сред, где происходит концентрация веществ и ускорение химических реакций.

         Интенсификация развития   обрастания  является  своеобразной компенсаторной реакцией  экосистемы,  направленной  на  погашение дестабилизирующего воздействия загрязнения. Увеличение численности организмов обрастания утилизирует значительные объемы биогенных  веществ,  препятствуя  накоплению мертвого органического вещества в прибрежных районах моря [3].

         Обрастание, являясь структурным компонентом экосистемы водоема, взаимосвязано с другими биоценозами. В частности, оно служит пищей для многих рыб. Многие организмы  обрастания  служат  мониторами химического  загрязнения и способствуют протеканию процессов самоочищения водной среды. Характер  обрастания  субстратов  зависит от экологических условий и состава водорослей района, где они находятся [4].

         Качество или степень загрязнения воды по составу  водорослей оценивают двумя способами:  1) по индикаторным организмам; и 2) по  результатам сравнения видового и количественного  состава  чистых и загрязненных участков моря. В первом случае по присутствию или отсутствию индикаторных видов или групп и их относительному количеству,  пользуясь  заранее разработанными системами индикаторных организмов,  относят водоем или его участок к  определенному классу вод. Во втором случае заключение делают по результатам сопоставления состава  водорослей  на  разных  станциях  или участках водоема, в разной мере подверженных загрязнению.

         В настоящее время существует несколько систем  биологической индикации  загрязненных  вод.  В альгологии для этих целей применяют систему сапробности вод,  оцениваемую степенью  загрязнения органическими веществами и продуктами их распада [1].

         Среди водорослей микрофитобентоса значительное место занимают диатомовые,  заселяющие различные биотопы. Они чутко реагируют на изменения окружающей среды. Переход многих видов  диатомей от автотрофного питания к смешанному делает возможным использовать эти водоросли в качестве показателей степени загрязнения морских вод органическими веществами. Наиболее удобными  для таких целей следует считать бентосные формы диатомовых,  входящих в состав сообщества перифитонных микроорганизмов [2].

         Данные о численности,  биомассе, видовом составе, морфологических аномалиях диатомовых водорослей в последнее время все чаще используются  в системе биомониторинга пресных и морских водоемов [5]. Так, А.И. Прошкина-Лавренко [6] указывает на обильное развитие колониальных неподвижных диатомей Tabularia fasciculata, Licmophora ehrenbergii, Achnanthes longipes, Melosira moniliformis в водах,  загрязненных  органическими  веществами.  Нами в середине 90-х годов также наблюдалось развитие некоторых из этих  видов  в районе Нефтегавани Одесского порта [7]. Е.Л. Невровой [8] было отмечено обеднение видового  состава донных  диатомей  в  загрязненных биотопах по сравнению с чистыми участками,  сопровождающееся увеличением количественных показателей. В настоящее время известно около 100 таксонов диатомей - индикаторов загрязненности  воды [1].

         Водоросли бентоса в большей степени, чем фитопланктон, отображают условия,  существующие в каждом конкретном участке водоема [9].  Поэтому водоросли, представляют интерес как биоиндикаторы качества воды. 

         Это обусловлено,  во-первых, большим количеством данных о хорошей согласованности результатов  биологического  анализа  перифитона  с  экологическими  параметрами  среды, во-вторых,  массовостью,  широким  распространением,  малоподвижностью  и легким добыванием этих водорослей,  в-третьих,  высокой информативной емкостью,  обусловленной разнообразным видовым составом. Эти водоросли массово развиваются на естественных и антропогенных субстратах в течение года [10].

         Изучение перифитона  при биологическом анализе имеет первостепенное значение.  Это объясняется тем,  что организмы, его составляющие,  характеризуют условия именно данного пункта, а не занесены случайно из других мест, как это может быть с планктонными организмами.

         По своему  составу и развитию перифитон отвечает условиям среды,  в которых существовало сообщество до момента  исследования.  Таким образом, характер биоценозов обрастания в определенном пункте водоема позволяет судить о загрязнении воды за определенный промежуток времени,  предшествующий исследованию. Если даже в момент исследования в данном месте будет находиться совершенно  чистая вода,  это не помешает по характеру перифитона открыть загрязнение водоема,  которое имело место  несколько  раньше [11].

                   Это касается и диатомей Одесского залива, который подвержен сильному антропогенному влиянию.

         Целью нашей работы явилось изучение водорослей микрофитобентоса твердых субстратов Одесского залива Черного моря и обоснование их использования в биологическом  мониторинге.

         Весной 1994 г.  в результате изучения видового  состава микрофитобентоса  нами было обнаружено 46 видов и разновидностей. Наиболее богатым видами был отдел диатомовых водорослей  (35  видов).   Наиболее многочисленными были Licmophora gracilis, Navicula pennata var. pontica,  Tabularia fasciculata, Achnanthes brevipes.  Часто встречались  виды диатомей,  являющиеся индикаторами  a-(Tabularia fasciculata,  Navicula cryptocephala, Cyclotella caspia) и  b-мезосапробности (Achnanthes brevipes,  A.  longipes, Diatoma vulgare, D.  elongatum).  По количеству индикаторных видов Одесское  прибрежье  можно  отнести к умеренно загрязненным районам,  что соответствует  b-мезосапробности [12].

                   С марта 1994 по февраль 1995 г. было проанализировано разнообразие диатомовых водорослей (63 вида), обнаруженных в обрастании твердых субстратов в районе Дачи Ковалевского и мыса Большой  Фонтан.  Представители  родов  Licmophora, Tabularia,  Navicula, Nitzschia преобладали в видовом составе обрастания.  Наиболее богатым по количеству обнаруженных видов были районы Дачи Ковалевского (51 вид). В районе мыса Большой Фонтан в тот период было обнаружено 52 вида диатомей, а в Нефтегавани - 65 видов.  Весной здесь наблюдалось массовое развитие Licmophora  gracilis.  В обрастании почти круглый год развивался  b-мезосапробный вид Achnanthes brevipes.  Осенью наблюдалась  вегетация видов рода Nitzschia (N.  kuetzingiana, N. angularis и др.).

         По отношению к солености обнаруженные диатомеи в основном являются поли-  и  мезогалобами  (соответственно  34,9%  и 30,2%).  По отношению к загрязнению они в основном являются  a-(11,1%)  и b-мезосапробами (20,6%).  Показано,  что количество  a-мезосапробов почти в 1,5 раза выше в районах с  высокой техногенной  нагрузкой (Дача Ковалевского и Нефтегавань Одесского порта) [13].

         Был проведен сравнительный анализ видового состава диатомей по отношению к различным факторам среды весной (табл. 1.) и осенью (табл. 2.) 1994 г. Наиболее богатым по количеству обнаруженных видов был район Нефтегавани (43 вида весной и 34 вида осенью). Осенью также увеличивается количество a-мезосапробных видов диатомей (соответственно 14,3% в районе биостанции и 20,8% в районе Нефтегавани).

Таблица 1 - Сравнительная характеристика видового состава бентосных диатомей весной 1994 г. по отношению к различным факторам среды (в % от общего количества обнаруженных видов)

Фактор

Экологические группы

Районы исследований

Дача Ковалев-ского

Био-станция

Лузановка

Нефтега-вань

Соленость

полигалобы

28,0

25,0

20,6

23,3

мезогалобы

28,0

31,3

35,3

37,2

галофилы

24,0

25,0

26,5

25,6

индифференты

12,0

6,3

2,9

4,6

Загрязнение

a-мезосапробы

12,0

25,0

17,6

9,3

b-мезосапробы

32,0

18,8

26,5

30,2

b-a-мезосапробы

-

6,3

-

-

олигосапробы

-

-

-

2,3

Всего видов

25

16

34

43

В 2000-2002 г.г.  нами изучалась динамика  видового  состава, численности  и  экологических характеристик диатомовых водорослей обрастаний твердых субстратов в районе Лузановки.  Здесь было обнаружено  66  видов диатомовых водороcлей.  Наибольшее количество видов диатомей характерно для весны (май,  23 и 19 видов) и осени (октябрь,  28  и 36 видов).  В 1994 и 1995 г.  весенняя и осенняя вспышка виового разнообразия диатомей была менее  выражена. 

Таблица 2 - Сравнительная характеристика видового состава бентосных диатомей осенью 1994 г. по отношению к различным факторам среды (в % от общего количества обнаруженных видов)

Фактор

Экологические группы

Районы исследований

Дача Ковалев-ского

Био-станция

Луза-новка

Нефте-гавань

Соленость

полигалобы

31,7

28,6

21,9

35,4

мезогалобы

31,7

21,4

34,4

37,5

галофилы

17,1

21,4

18,8

14,6

индифференты

14,6

14,3

9,3

8,3

Загрязнение

a-мезосапробы

17,1

14,3

18,8

20,8

b-мезосапробы

29,3

35,7

12,5

22,9

олигосапробы

-

-

3,1

2,1

Всего видов

41

14

32

48

Таблица 3 - Сравнительная характеристика экологических групп диатомей в 90-е годы и в 2000-2002 г.г. в районе Лузановки (в % от общего количества  обнаруженных видов)

Фактор

Экологическая группа

Годы

1995

2000-2002

Соленость

Полигалобы

27,4

30,3

Мезогалобы

27,3

29,0

Индифференты

12,9

13,6

РН воды

Алкалифилы

72,6

71,2

Индифференты

6,5

9,1

Загрязнение

a-мезосапробы

12,9

15,2

b-мезосапробы

21,0

22,7

Олигосапробы

4,5

4,8

Географическое распространение

Мультизональные

44,0

45,2

Бореальные

35,0

33,8

Всего видов

63

66

Экологический состав диатомей не претерпел значительных изменений по сравнению с серединой 90-х годов (табл. 3). Этот  район  Одесского залива можно отнести к умеренно загрязненным. [14].

         Таким образом, проведенные нами предварительные исследования показали, что водоросли микрофитобентоса побережья Черного  моря  необходимо включить в перечень организмов-индикаторов качества морской воды,  которые целесообразно использовать в биологическом мониторинге.

Литература

1. Водоросли. Справочник /Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. и др. - К., Наукова думка, 1989. - С. 176-178, 183-188.

         2. Руководство по методам биологического анализа морской воды и донных отложений. /Под ред. А.В.Цыбань. Л., Гидрометеоиздат, 1980. - С. 86-93, 166-170.

         3. Александров Б.Г. Экологические последствия антропогенного преобразования прибрежной акватории Черного моря в ХХ веке.//Исследования береговой зоны морей. - Киев, 2001. - С. 25-29.

         4. Парталы Е.М.  Обрастание в Азовском море.  - С. 7-11, 99, 115.

         5. Гусляков Н.Е., Закордонец О.А., Герасимюк В.П. Атлас диатомовых  водорослей  бентоса северо-западной части Черного моря и прилегающих водоемов. - К., Наукова думка, 1992. - 112 с.

          6. Прошкина-Лавренко А.И. Диатомовые водоросли бентоса Черного моря. - М.-Л., Изд-во АН СССР, 1963. - C. 7-77.

         7. Рачинская А.В., Польченко Е.А. Обрастания микроскопическими  водорослями  твердых субстратов Одесского алива Черного моря.//Наук.зап.  Тернопiльського держ.  пед.  унiверситету iм.  В. Гнатюка.  - 2001. - Сер. Бiологiя, N 4(15). Cпец. вип.: Гiдроекологiя. - С. 151-153.

         8. Неврова Е.Л.  Состав,  распределение и динамика развития донных диатомовых водорослей в некоторых  районах  Черного  моря. Автореф. дисс… канд. биол. наук. - Севастополь, 1992. - 19 с.

         9. Карпезо Ю.И. Микрофитобентос Стенцовско-Жебриянских плавней. 2-й з\’iзд гiдроекологiчного товариства Украiни. Тези доповiдей. Том 1. - Киiв. 1997. - С. 116.

         10. Борисюк М.В. Фитоперифитон Аовского моря и его биоиндикационные особенности.//Наук.  зап. Тернопiльського держ. пед. унiверситету iм. В. Гнатюка. - 2001. - Сер. Бiологiя, N 4(15). Cпец. вип.: Гiдроекологiя. - С. 116-118.

         11. Руководство по методам гидробиологического  анализа  поверхностных вод и донных отложений.  - Л., Гидрометеоиздат, 1983. - С.39-50.

         12. Рачинская А.В.  Весенний микрофитобентос твердых субстратов  Одесского  прибрежья.//Другий  з\’iзд гiдроекологiчного товариства Украiни. Тези доповiдей. Т.1. - Киiв, 1997. - С. 143-144.

          13. Рачинська О.В. Порiвняльна характеристика дiатомових водоростей  мiкрофiтобентосу  твердих субстратiв узбережжя Одеськоi затоки та  сумiжноi  акваторii.//Вiсник  Одеського  нацiонального унiверситету. - 2002. - Т.7, вип. 1. Бiологiя. - С. 113-120.

         

.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.