Особенности структуры эпифитона Псковско-Чудского озера в районах с различной степенью антропогенного загрязнения

М.В. Колченко

Труды Зоологического института РАН, 2016, 320(3): 316–325 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2016.320.3.316

Резюме

В работе представлены результаты исследований структурных характеристик эпифитона на российской части Псковско-Чудского озера (13 станций) в июле 2013 г., позволяющие выявить их особенности в районах с различной степенью антропогенного воздействия. В целом, уровень загрязнения Псковско-Чудского озера в значительной мере определяется процессами, происходящими на его водосборе, и, в первую очередь, загрязнением рек его бассейна. Основные источники загрязнения (недоочищенные сточные воды) расположены в устьях рек Великой и Гдовки. В составе эпифитона было идентифицировано 279 таксонов водорослей рангом ниже рода. Его основу составляли три отдела: Bacillariophyta, Chlorophyta и Cyanoprokaryota. Количество таксонов на исследованных станциях изменялось от 46 до 111. Структуру биомассы на всех станциях определяли Bacillariophyta и Chlorophyta. Величины общей биомассы обрастаний колебались в широких пределах: от 0.5 до 6.8 г/м² субстрата. Значения индекса видового разнообразия Шеннона на большинстве станций были высоки и свидетельствовали о значительном разнообразии сообществ эпифитона, но резко снижались в местах максимального загрязнения. Значения индекса сапробности по станциям изменялись в пределах β-мезосапробной зоны, что соответствует III классу качества вод (умеренно загрязненная). На станциях, подверженных максимальному антропогенному воздействию его значение соответствовало α-мезосапробной зоне самоочищения, IV классу качества вод (загрязненная). При сравнительном анализе структурных характеристик сообществ эпифитона на «загрязненных» и «условно чистых» станциях было установлено, что таксономическое разнообразие при увеличении степени антропогенного влияния может как увеличиваться, так и снижаться. При этом численность и биомасса эпифитона на «загрязненных» станциях была значительно выше за счет развития нитчатых зеленых и цианопрокариотических водорослей. Среди доминирующих видов здесь отмечены виды-индикаторы повышенного загрязнения, что приводило к увеличению значений индекса сапробности, которые определяли наличие α-мезосапробных условий.

Ключевые слова

антропогенное загрязнение, Псковско-Чудское озеро, эпифитон

Поступила в редакцию 15 января 2016 г. · Принята в печать 29 июня 2016 г. · Опубликована 23 сентября 2016 г.

Литература

Barinova S.S., Medvedeva L.A. and Anisimova O.V. 2006. Diversity of algal indicators in the environmental assessment. Pilies Studio, Tel Aviv, 498 p. [In Russian].

Belyaeva P.G. 2014. Composition and structure of phytoperiphyton in the Sylva River (Perm Territory). Botanichesky Zhurnal, 99(8): 903–916. [In Russian].

Collins G.B. and Weber C.I. 1978. Phytoperiphyton (algae) as indicators of water quality. Transactions of the American Microscopical Society, 64: 305–324.

Davydova N.N. 1985. Diatoms – indicators of environmental conditions in the Holocene. Nauka, Leningrad, 244 p. [In Russian].

Gollerbah M.M. (Ed.). 1951–1986. Identification Reference Guide of the USSR freshwater algae. Vol. 1–14. Moscow, Leningrad. [In Russian].

Hillebrand H., Dürselen C.-D., Kirschtel D., Pollingher U. and Zohary T. 1999. Biovolume calculation for pelagic and benthic microalgae. Journal of Phycology, 35: 403–424. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.1999.3520403.x

Kolchenko M.V. 2013. Diatoms of summer epiphyton of Chudsko-Pskovskoe Lake. Materials of 13th International Meeting: Diatoms: current state and future prospects (24–29 August 2013, Borok). Kostroma: 125–126. [In Russian].

Komarek J. and Anagnostidis K. 1999. Cyanoprokaryota. 1. Teil. Chroococcales. Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd 19/1. Ficher Verland, Jena, 548 p.

Komulaynen S.F. 2004. Ecology of attached algal communities in small rivers of East Fennoscandia. Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences, Petrozavodsk, 182 p. [In Russian].

Komulaynen S.F. 2007. Use of phytoperiphyton in diagnostic of river systems condition. Materials of International Conference: Bioindication in the monitoring of freshwater ecosystems (23–27 October 2006, Saint Petersburg). Lema, Saint Petersburg: 124–128. [In Russian].

Kondratiev S.A. et al. 2010. Modeling of abiotic processes in a catchment-reservoir system on the example of Lake Pskovsko-Chudskoe. Nestor-Istoriya, Saint Petersburg, 103 p. [In Russian].

Krammer K. and Lange-Bertalot H. 1986–1991. Bacillariophyceae. Susswasserflora von Mitteleuropa. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, Bd 2/1, 876 p.; Bd 2/2, 596 p.; Bd 2/3,576 p.; Bd 2/4, 473 p.

Laugaste R. 1966. Data on algal flora and Lake Peipsi algae seasonal dynamics. In: Hydrobiology and Fisheries of Pskovsko-Chudskoe Lake. Valgus, Tallinn: 49–68. [In Russian].

Laugaste R. and Lessok K. 2004. Planktonic algae and epiphyton of the littoral in Lake Peipsi, Estonia. Limnologica 34: 90–97. https://doi.org/10.1016/S0075-9511(04)80026-4

Laugaste R. and Pork M. 1996. Diatoms of Lake Peipsi-Pikhva: a floristic and ecological review. Hydrobiologia, 338: 63–96. https://doi.org/10.1007/BF00031711

Leonova M.V. 2012. Taxonomic structure of epiphyton in Pskovsko-Chudskoe Lake (Russia). Materials of 4th International Conference: Actual problems of modern algology (May 23–25, 1012, Kiev). Kiev: 164–165. [In Russian].

Makarevich T.A., Ostapenja A.P., Derengovskaya R.A., Kovalevskaya R.Z., Lukyanova E.V and Nikitina L.V. 2013. Periphyton and its application in the background monitoring system. In: Ecological and biological studies of watercourses of Berezina Biosphere Reserve. Belorussian State University, Minsk: 128–158.

Meteliova N.Yu. 2008. Phytoperiphyton of Lake Nero. Materials of International Conference: Periphyton and fouling: theory and practice (October 22–25, 2008, Saint Petersburg). Saint Petersburg: 60–63. [In Russian].

Mikhailova K.B. and Sudnitsyna D.N. 2013. The role of the reed (Phragmites australis (Cav.) Trin. Ex Steud.) in transboundary Pskovsko-Chudskoe Lake weediness. International Conference proceeding: Problems and prospects of the Europeanization of education in the border areas (October 25–27, 2012, Pskov). Pskov State University, Pskov: 95–98. [In Russian].

Rychkova M.A. 2007. Indicative possibilities of periphyton in Lake Ladoga littoral. Materials of International Conference: Bioindication in the monitoring of freshwater ecosystems (2007, Saint Petersburg). Lema, Saint Petersburg: 132–134. [In Russian].

Rychkova M.A. 2013. Structure and functioning of periphyton in littoral zone. In: V.A. Rumyantsev, S.A. Kondratiev (Eds). Lake Ladoga. Nestor-Istoriya, Saint Petersburg: 264–269. [In Russian].

Sharipova M.Y. 2007. Algological assessment of ecotone communities in the areas of industrial pollution. Ecology, 2: 149–153. [In Russian]. https://doi.org/10.1134/S1067413607020130

Shcherbak V.I. and Semenyuk N.E. 2011. Phytomiсro-periphyton application for assessing ecological condition of anthropogenically modified aquatic ecosystems. Gidrobiologichesky Zhurnal, 47(2): 27–42. [In Russian]. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v47.i4.20

Shitikov V.K., Rosenberg G.S. and Zinchenko T.D. 2005. Quantitative hydroecology: methods, criteria, decisions. Vol. 1. Nauka, Moscow, 281 p. [In Russian].

Sileenkova E.A. Species composition and ecological characteristic of algae in the Velikaya river (Pskov Region). Botanichesky Zhurnal. 98(9): 1073–1084. [In Russian].

Slάdeček V. 1973. System of water quality from the biological point of view. Arch. Hydrobiol., Beihefz., Ergebnisse Limnol. 7: 1–218.

Stanislavskaya E.V. 2008. Long-term changes in composition and structure of plant periphyton. In: Long-term changes in plant communities of mesotrophic lake in climatic fluctuations and eutrophication. Lema, Saint-Petersburg: 65–82. [In Russian].

Stanislavskaya E.V. 2011. Structural and functional characteristics of periphyton in pollued rivers. Materials of International Conference: Bioindication in the monitoring of freshwater ecosystems II (2011, Saint Petersburg). Lubavich, Saint Petersburg: 130–137. [In Russian].

Stanislavskaya E.V. 2013. Composition and productivity of periphyton in polytypic lakes of Karelian Isthmus. Materials of XXIX International Conference: Biological resources of the White Sea and inland waters of the European North (March 27–29, 2013, Murmansk). Murmansk: 76–82. [In Russian].

Stenina A.S. 2009. Diatoms (Bacillariophyta) in lakes of Bolshezemelskaya tundra East area. Komi Research Centre of Ural Department of Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, 176 p. [In Russian].

Sudnitsyna D.N. 2008. Summer phytoperiphyton composition and structure on Pskovsko-Chudskoe Lake macrophytes. Materials of International Conference: Periphyton and fouling: theory and practice (October 22–25, 2008, Saint Petersburg). Saint Petersburg: 138–140. [In Russian].

Timm T., Raukas A., Haberman Yu., and Yaani A. (Eds). 2012. Pskovsko-Chudskoe Lake. Eesti Loodustfoto, Tartu, 490 p. [In Russian].

Trifonova I.S. (Ed.) 2003. Phytoplankton of Lower Volga: reservoirs and the lowerreaches of the river. Nauka, Saint Petersburg, 232 p. [In Russian].

Tsarenko P.M. 1990. Brief Identification Reference Guide of Ukrainian SSR Chlorococcales. Naukova dumka, Kiev, 208 p. [In Russian].

Velichko I.M. 1982. Ecological physiology of green filamentous algae. Naukova dumka, Kiev, 198 p. [In Russian].

Yastremsky V.V. 2011. Long-term changes in structure and productivity of phytoplankton in the pelagic zone of Chudsko-Pskovskoe Lake. In: Studies of major fishing water bodies ecosystems in the North-West Russia. Nestor-Istoriya, Saint Petersburg: 57–83. [In Russian].

Yastremsky V.V., Afanasiev E.A., Antipova L.F., Smirnova E.N. and Tarasova S.G. 1993. Pskovsko-Chudskoe Lake condition under influence of progressive human impact. In: Regional studies and nature protection. Pskov State Pedagogical University, Pskov: 26–31. [In Russian].