Использование перифитона для мониторинга прибрежной зоны Каспия республики Калмыкия
УДК 577.472
Л. В. Джабруева
Программа гидробиологического мониторинга предусматривает наблюдения по всем основным подсистемам: фитопланктону, макрофитам, зоопланктону, зообентосу, перифитону, микрофлоре. Каждая группа организмов как биологический индикатор имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении тех или иных задач биоиндикации, при выявлении наиболее существенных в каждом конкретном случае особенностей состояния экосистемы.
В условиях сложившейся экологической ситуации в Каспийском море особое место приобретают массовость гидробиологических исследований, их комплексность, сопоставимость, унификация и стандартизация, централизация всей гидробиологической информации.
Российское побережье Каспийского моря представлено территориями Астраханской обл., республик Дагестан и Калмыкия. Лаганский р-н включает все каспийское побережье Калмыкии. Общая протяженность береговой линии – 170 км. Площадь района составляет 4 820 км2, численность населения – около 25 000 человек.
По мнению целого ряда специалистов, перифитон является незаменимым при исследованиях, связанных с оценкой экологического состояния водных экосистем, он является исключительно подходящим объектом для экологических исследований.
Термин «перифитон» (от греческого слова обрастать, наращивать) принадлежит А. Л. Бенингу (1924). Перифитон, благодаря приуроченности к субстрату, играет первостепенную роль при оценке качества воды и позволяет судить о ее среднем загрязнении за определенный промежуток времени, предшествующий исследованию (Абакумов, 1992). Другими словами, анализ перифитона может указывать на ранее имевшее место ухудшение качества воды, не регистрируемое единовременными химическими пробами.
Высокая стенобионтность многих животных, приуроченность к определенным субстратам, относительная малоподвижность позволяют использовать зооценоз перифитона для регистрации антропогенного воздействия на водные экосистемы. Преимущества зооперифитона при индикации загрязнения, также как и фитоперифитона, определяются приуроченностью к определенным субстратам.
Исследования на Каспийском море в пределах Республики Калмыкия (Лаганский р-н) были проведены с 15 июля по 30 сентября 2002 г. Сбор перифитона осуществлялся с естественных субстратов (макрофиты, камни, валуны, доски и др.) непосредственно на побережье (г. Лагань) и в акватории с выездом на лодках. При работе нами были использованы стандартные методы сбора перифитона (обрастаний). Общее количество изученных проб 70.
Надежность и адаптивность гидробиологического мониторинга определяется способностью безотказно, эффективно осуществлять гидробиологический контроль экологического состояния водных объектов во всем диапазоне возможных изменений их состояния во всех географических зонах Прикаспийского региона. Достижение этой цели возможно при выявлении и оценке основных направлений изменений биоценозов под влиянием природных и антропогенных факторов, что обязательно должно рассматриваться с позиций общих биологических законов, имеющих универсальный характер.
Такой подход позволяет определить основные качественные признаки состояния перифитона, инвариантные для всех без исключения водных экосистем. Выявление инвариантных свойств весьма существенно при решении природоохранных задач, поскольку лишь зная инвариантные свойства, можно оценить степень изменения экосистем, меру опасности их нарушения.
Так, для перифитона это состояния метаболического прогресса и регресса, которые сопровождаются соответственно усложнением или упрощением экологической структуры перифитона. В зависимости от географического положения и уровня загрязненности биоценозы перифитона оказываются в различной степени обеспеченными важнейшими жизненными ресурсами в виде биогенных минеральных и органических веществ. Степень обеспеченности является важной предпосылкой метаболического и экологического прогресса перифитонных сообществ (Абакумов, 1983, 1992; Горидченко, 1988).
Сообщества перифитона на различных участках различаются возможностями реализации жизненных ресурсов, что определяется, с одной стороны, условиями температурного режима, а с другой – присутствием в водной среде веществ, ингибирующих биологические процессы (различных взвесей, тяжелых металлов и др.). Например, при высоких концентрациях тяжелых металлов наступает состояние метаболического и экологического регресса, которое характеризуется частичным или полным угнетением развития перифитонного сообщества.
Начальный этап развития (сукцессии), как показывают многочисленные исследования в этой области, сопровождается в основном увеличением количественных показателей развития и усложнением таксономической структуры растительных организмов (продуцентов) при одновременном незначительном росте аналогичных показателей для гетеротрофного компонента перифитона. Усложнение экологической структуры перифитона происходит до тех пор, пока в нем достаточно разнообразно представлены все основные функциональные группы организмов, обеспечивающие различные по своей направленности потоки обмена веществ и энергии между обрастаниями и окружающей средой. В целом преобладают процессы первичного продуцирования за счет фотосинтеза.
При достижении определенного высокого уровня загрязнения происходит переход экосистемы в новое качественное состояние, которому свойственно преобладание деструкционных процессов. Перифитон характеризуется в зависимости от степени загрязнения упрощением таксономической структуры продуцентов (растительных организмов) или их полным угнетением. В последнем случае перифитон обычно состоит из бактерий, простейших, бесцветных жгутиковых организмов. Универсальный характер рассмотренных явлений предопределяет довольно простые общие критериальные характеристики основных инвариантных состояний перифитона.
В перифитонных сообществах калмыцкого участка Каспийского моря в пределах города Лагани отмечена тенденция уменьшения пространственной гетерогенности обрастаний, которые приобретают черты однообразия.
За пределами города Лагани отмечается тенденция увеличения мощности биопленок обрастаний. Отмечена сложная таксономическая структура биоценоза и тенденция увеличения процента проективного покрытия обрастаниями общей площади субстрата.
В результате проведенных исследований класс качества воды в пределах Лагани характеризовался как 3-й (слабо загрязненная). Наиболее загрязненный участок характеризовался 4-м классом качества воды. Класс качества воды за пределами г. Лагани характеризовался как 2-й (чистая).
Фитоперифитон представлен следующими организмами: Gomphosphaeria lacustris, Aphanothece clathrata, Microcystis aeruginosa, Oscillatoria amphibia, Phormidium molle, Melosira varians, Bacillaria paradoxa, Diatoma vulgare, Synedra capitata, Navicula radiosa, Merismopedia tennussima, Oscillatoria tenuis, Pediastrum duplex и др. Из зооперифитона встречались Nassula ornate, Pleuronema coronatum, Vorticella campanula, Loxophyllum helus, Uroleptus piscus, Euplotes affinis, Metopus contortus.
Зооперифитон калмыцкого участка преимущественно представлен инфузориями: Lacrymaria vermicularis, Nassula ornatа, Litonotus сygnus, Pleuronema coronatum, Vorticella campanula, Loxophyllum helus, Paramecium caudatum, Uroleptus piscus, Chilodonella cucullus, Cyclidium citrullus, Stylonychia mytilus и др.
Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – 282 с.