ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФИТОПЛАНКТОНА В РАЗНОТИПНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ: ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Исследовалась суточная, сезонная и межгодовая динамика качественных и количественных показателей развития фитопланктона мелководных биотопов как наиболее уязвимых к антропогенному воздействию. Проанализированы общие и специфические черты фитопланктонных сообществ прибрежного участка водохранилища с неустойчивой гидродинамической обстановкой, рыбоводного пруда и малых эвтрофирующихся водотоков в условиях конкуренции с макрофитами. Выявлены приоритетные факторы формирования фитопланктона и обсуждены его биоиндикационные возможности для ранней диагностики состояния экосистем.

Цель работы: Исследовать фитопланктонные сообщества мелководных биотопов естественных и искусственных объектов для выявления информативных показателей для ранней диагностики их состояния при разном сочетании природных и антропогенных факторов.
Задачи исследования:
1. Изучить межгодовую и сезонную динамику качественных и количественных показателей фитопланктона в трех отличающихся по протяженности малых притоках реки Кубены с разной антропогенной нагрузкой.
2. Исследовать особенности формирования фитопланктона в разных ассоциациях макрофитов малых водотоков.
3. Провести серию ежедневных наблюдений за динамикой таксономической структуры, численности и биомассы фитопланктона в прибрежье речной части Шекснинского водохранилища;
4. Изучить сезонную динамику формирования фитопланктона в условиях мелководного рыбоводного пруда;
5. Выявить приоритетные факторы формирования фитопланктонного сообщества в мелководных биотопах разнотипных естественных и искусственных объектов.
6. Определить взаимосвязь структурных и количественных показателей фитопланктона с факторами среды для обоснования информативных показателей ранней диагностики состояния водных экосистем.

Фитопланктон является чувствительным индикатором антропогенного воздействия, что наглядно проявляется в мелководных биотопах, где складываются своеобразные условия, быстро меняющиеся от сочетания природных и антропогенных факторов. В условиях мелководности ускоряются процессы эвтрофирования, усиливается напряженность конкуренции фитопланктона и макрофитов, возрастает роль гидродинамического фактора. Для выявления приоритетности факторов формирования фитопланктонных сообществ, действие которых преломляется через специфику экосистем, проанализированы результаты собственных исследований 5 разнотипных водных объектов.

Сбор полевого материала проводился в вегетационные сезоны 2013-2014 гг. в мелководных биотопах пяти водных объектов искусственного и естественного происхождения на территории Вологодской области. Это прибрежное мелководье речной части Шекснинского водохранилища, рыбоводный пруд и три малых водотока в нижнем течении реки Кубены (р.р. Петровка, Шуйгало, Кихть), отличающиеся по природным характеристикам и антропогенной нагрузке. Пробы собирались по общепринятым методикам с учетом специфики водных объектов и их мелководных участков. Оценка влияния гидродинамической обстановки на формирование фитопланктона проводилась на мелководье прибрежного участка водохранилища с активной волновой деятельностью. В мелководном рыбоводном пруду пробы отбирались по его акватории. В малых водотоках для учета планктостока отбор проб проводился в трех устьевых участках. Для установления влияния конкуренции на развитие фитопланктона пробы отбирались в зарослях кубышки желтой, рдеста блестящего и камыша озерного. Камеральная обработка по общепринятым методам проводилась в лабораторных условиях, определялась таксономическая структура и количественные показатели. Для подсчета клеток использовался микроскоп «Микмед-6» и микроскоп фирмы Carl Zeiss. Биомасса определялась с помощью счетно - объемного метода.

К общим чертам фитопланктона исследованных водных объектов относится сходный комплекс доминирующих таксонов: диатомовые, зеленые и синезеленые водоросли. Золотистые, желтозеленые, харовые водорослей, отличающихся наименьшими количественными показателями. В мелководном пруду развитие фитопланктона стимулируется прогреванием воды и большим количеством доступной органики. Это отражается в повышении доли криптофитовых и эвгленовых водорослей, являющихся индикаторами загрязнения водоема. В малых притоках наблюдается довольно пестрая картина соотношения таксономических групп и количественных показателей фитопланктона. В более крупном притоке преобладают представители зеленых и диатомовых водорослей, а в двух меньших водотоках абсолютные доминанты – это диатомовые водоросли.

В условиях мелководья при достаточной освещенности и избытке биогенов количественные показатели фитопланктона в пруду и малых водотоках зависят от синоптической обстановки, что определяет слабую выраженность его сезонной и межгодовой динамики. Кроме того, в малых водотоках уровень развития фитопланктона лимитируется зарастаемостью акватории макрофитами. Наибольшее влияние фактора конкуренции проявляется в сомкнутых зарослях рдеста, где изменяется соотношение таксономических групп и при наименьшей численности и биомассе фитопланктона.

Приоритетная роль гидродинамического фактора на развитие фитопланктона была выявлена в результате серии ежедневных наблюдений в прибрежном участке Шекснинского водохранилища. При незначительном варьировании количественных показателей и постоянном доминировании диатомовых водорослей установлена выраженная суточная динамика таксономического состава. Наблюдалась четкая смена субдоминантов, представленных зелеными, синезелеными и криптофитовыми водорослями. Это можно рассматривать как ситуационный отклик на быстрое изменение локальной гидродинамической обстановки, обусловленной изменением уровневого режима при попусках ГРЭС и активной волновой деятельностью из-за интенсивного судоходства.

Наиболее информативными показателями для ранней диагностики изменения экосистем служат соотношение таксономических групп фитопланктона, наличие индикаторных видов и явление «цветения», вызванное массовым развитием синезеленых водорослей.

Таким образом, фитопланктон мелководных биотопов является чувствительным индикатором состояния водных объектов, несмотря на отличия приоритетных факторов его формирования, зависящих от сочетания природных характеристик и антропогенного воздействия. 

1. Корнева Л.Г. Планктонные альгоценозы прибрежья Рыбинского водохранилища // Пресноводные гидробионты и их биология. Л.: Наука. 1983. С. 38–51.
2. Лопичева О.Г., Болотова Н.Л. Сравнительная характеристика фитопланктона притоков реки Кубены в условиях разной антропогенной нагрузки / О.Г. Лопичева, Н.Л. Болотова // INTERNATIONAL STUDENT SCIENTIFIC BULLETIN №2, 2015. р. 262.
3. Лопичева О.Г. Особенности динамики фитопланктона прибрежной части Шекснинского водохранилища / О.Г. Лопичева // Материалы докладов XXII Всероссийской молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии». Сыктывкар, 2015. С.26-30.
4. Садчиков А.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона: методическое руководство – М.: Изд – во «Университет и школа», 2003. – 157 с.

This research deals with daily, seasonal and interannual dynamics of qualitative and quantitative indicators of phytoplankton formation in shallow water habitats which are the most vulnerable ones to anthropogenic impact.There have been analyzed general and specific characteristics of phytoplankton communities in the reservoir shoreline area with unstable hydrodynamic situation, fish ponds and small watercourses eutrophying in competition with macrophytes.Priority factors of phytoplankton formation are revealed. Phytoplankton bioindicative potential to predict the ecosystems condition earlier is discussed.