Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

АЛЬГОЦЕНОЗЫ ВОДОЕМОВ И ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ИШИМБАЯ, БАШКОРТОСТАН)

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "АЛЬГОЦЕНОЗЫ ВОДОЕМОВ И ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ИШИМБАЯ, БАШКОРТОСТАН)"



На правах рукописи

ЗАХАРОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

Альгоценозы водоемов и почв урбанизированных территорий (на примере города Ишимбая, Башкортостан)

03.00.05 - Ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

УФА - 2003

Работа выполнена на кафедре ботаники Башкирского государственного университета

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Шкундина Фаина Борисовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Кабиров Рустэм Расшатович;

кандидат биологических наук, доцент Степанова Татьяна Николаевна

Ведущая организация: кафедра ботаники

Казанского государственного педагогического института

Защита состоится /У _2003 г. в часов

на заседании диссертационного совета Д. 212.013.11 в Башкирском государственном университете по адресу: 450074 Уфа, ул. Фрунзе, 32, биологический факультет, ауд. 332.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета

Автореферат разослан « // » ЩсеЛ/Ц 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д. б. н.:

Г. Г. Кузяхметов

Введение

Актуальность темы. На урбанизированных территориях промышленных центров происходит интенсивное изменение всей биоты и в том числе сообществ водорослей под воздействием изменения факторов среды обитания. Под воздействием токсикантов происходит формирование специфических альгоценозов, изучение которых позволяет давать рекомендации по организации биомониторинга и использовать водоросли для ликвидации существующих очагов загрязнения (биоремидиации). Наиболее часто используемый в отечественной практике критерий оценки загрязнения окружающей среды и расчеты на его основе суммарного индекса загрязненности не учитывают региональных особенностей городов и предопределяют необходимость определения большого числа нормируемых компонентов. Использование для этих целей биоиндикации делает возможным не только интегрировано оценить интенсивность антропогенного загрязнения окружающей среды, но и предсказать реакции организмов на ее изменения.

Цель работы. Изучение и оценка биологического разнообразия водных и почвенных альгоценозов антропогенно нарушенных экосистем на примере г. Ишимбая, мониторинг численности и биомассы для целей биоиндикации состояния окружающей среды.

Для достижение этой цели решались следующие задачи:

1.Составить систематический список водорослей урбанизированных территорий г. Ишимбая.

2.Выявить таксономическое разнообразие и структуру водных и почвенных альгоценозов антропогенно нарушенных территорий.

3.Оценить а, р и у- разнообразие водных и почвенных альгоценозов антропогенно нарушенных территорий.

4. Создать карту пространственного распределения основных параметров альгоценозов - численности и биомассы.

Научная новизна. Составлен систематический список водорослей водных и наземных урбанизированных экосистем г. Ишимбая, что позволяет расширить общий список водорослей антропогенно нарушенных территорий средней полосы Европы. Проведено экологическое картирование по количественным показателям альгоценозов. Впервые для оценки степени антропогенной нарушенности водных и почвенных альгоценозов используется комплекс индексов, характеризующих а, р и 7- разнообразие.

Практическая значимость. Созданные экологические карты и ."'нализ динамики биологического разнообразия альгоценозов могут быть использованы для организации мониторинга промышленных центров Южного Урала. Материалы диссертации могут быть испа"пл<36й*ны в" '

; ,: „ А-гШЯ

курсах «Промышленная экология», «Экологические основы природопользования», «Промышленная ботаника», «Экология растений».

Апробация. Результаты и основные положения работы были представлены на конференциях: «Научная конференция студентов и молодых ученых биологического факультета» (Уфа, 1997), «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Уфа, 1999), «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2001), «Современные проблемы естествознания» (Владимир, 2001), «Биоразнообразие, проблемы его сохранения в Южном регионе РБ и на сопредельных территориях» (Стерлитамак, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Список литературы включает 130 наименований, в том числе 20 иностранных автора. Общий объем работы 169 страниц, в том числе 131 страниц основного текста, 25 таблиц, 27 рисунков, 2 приложения.

Глава 1. Использование водорослей в мониторинге состояния окружающей

среды.

Экологическое зонирование территории города имеет целью -установление и описание участков с различными экологическими условиями (Шпынов, Стрельцов, 2002). Чрезвычайно интересным является использование при экологическом картировании данных по состоянию альгоценозов. Это направление альгологических.исследований является мало разработанным, хотя водоросли входят в число основных продуцентов водных экосистем, и могут быть использованы как биоиндикаторы загрязнения в водных и наземных экосистемах. Для экосистем Южного Урала подобного картирования альгоценозов ранее не проводилось.

Успех природоохранных мероприятий, эффективность экологического прогнозирования и нормирования во многом будут зависеть от используемой системы биодиагностики состояния окружающей среды удобными объектами, по которым можно судить о происходящих в экосистеме процессах. Эффективными биоиндикаторами являются микроскопические водоросли (Штина, Голлербах,1976; Некрасова, 1972; Кабиров,1995; Брагинский, Величко, 1987; Дубовик, 1998; Кузяхметов, 2000; Суханова, Хайбуллина, 2000 и др.). Это позволяет расширить список биоиндикаторов уровня антропогенной нагрузки на наземные и водные экосистемы.

Глава 2. Физико-географическая характеристика района.

Город Ишимбай, расположен в 160 км к югу от города Уфы. Площадь 103,1 км2. Территория г. Ишимбая представляет собой предгорную полосу западных склонов Южного Урала. Местность расчленена нижним течением

притоков Агидели. По климатическим условиям территория города относится к умеренно-влажному теплому агроклиматическому району.

На территории города расположено более 200 промышленных, транспортных, сельскохозяйственных, коммунальных предприятий различной формы собственности. За 1998 год валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников составил 12600 тонн, в том числе: оксида углерода - 9200 т, сернистого ангидрида - 350 т, диоксида азота - 1300 т, углеводородов - 1900 т, твердых веществ - 600 т. Общий объем сточных вод, отведенных в природную среду, составил 6964 тыс. м\ из них в поверхностные воды (р. Белая) - 6872 тыс. м3, на рельеф местности 92 тыс. м3. Весь объем сброшенных сточных вод в р. Белую относится к категории недостаточно очищенных, сброс осуществляется через один выпуск, который относится к предприятию «Межрайкоммунводоканап». Масса загрязняющих веществ, сброшенных в реку в 1998 году, составила 4431,9 тонны («Отчет о состоянии территории г. Ишимбая и Ишимбайского района»).

Глава 3. Материалы ц методика исследования водорослей.

Материалом для данной работы послужили 150 индивидуальных количественных проб фитопланктона, отобранные из водоемов, расположенных на территории города Ишимбая - р. Белая, р. Тайрук, Кузьминовский пруд - и 66 почвенных проб, отобранных на 6 учетных площадках, заложенных на территории города Ишимбая. Отбор проб и их обработка осуществлялись по стандартной методике (Киселев, 1969; Федоров, 1979; Вассер,1989; Кузяхметов, 1996; Кузяхметов, Дубовик, 2001).

Для оценки состояния пресноводных экосистем было выбрано 5 створов для отбора проб воды. Использовался метод оценки фитопланктона Пантле и Букка в модификации Сладечека (http:// www.ecograde.bio.msu.ru). Для оценки биологического разнообразия использовались индексы, характеризующие а, ß и у- разнообразие (Лебедева, Дроздов, Криволуцкий, 2002).

Глава 4. Систематическая структура флоры водорослей, обнаруженных на территории города Ишимбая.

В период исследований (1998 - 2000 годы) в альгофлоре водоемов г. Ишимбая выявлено 102 вида и разновидностей водорослей из 63 родов, 33 семейства, 20 порядков, 10 классов и 4 отделов. Ведущими по числу видов являются отделы Bacillariophyta - 42 вида, Chlorophyta - 30 и Cyanophyta (Cyanobacteria) - 25 видов. Минимальное число видов зафиксировано для Xanthophyta - 5 (рис. 1), которые

наиболее чувствительны к антропогенному загрязнению (Дубовик, 1987). Доля ВасШапорЬуга в общем числе видов составляет 41%, СЫогорЪу1а - 29%, СуапорЬу1а - 25%, а ХашЬорЬу1а - 5%. Наибольший вклад в формирование видового разнообразия водоемов г. Ишимбая вносят роды ОзсШагопа УаисЬ, РЫштсНшп КШг., N05(00 УаисЬ ек. Вот. й Р1аЬ., 1По№пх КШг..

Ведущую роль в формировании альгофлоры водоемов г. Ишимбая играют ВасШапорЬуга, представленные 3 классами, 11 порядками, 15 семействами, 27 родами. Факторами, способствующими развитию ВасШагюрЬу1а в водоемах города, является воздействие промышленных стоков и высокая минерализация воды.

Систематический список СЫогорЬуга включает 3 класса, 7 порядков, 10 семейств, 20 родов. Наиболее разнообразны были роды ШогЫх и С1о81епит (по 3 вида соответственно). Зеленые водоросли наиболее разнообразны в реке Тайрук (24 вида), которая характеризуется высоким уровнем бытовых загрязнений.

5%

1С-1 . _ 25%

41%

Рис. 1. Процентное соотношение систематических групп водорослей, обнаруженных в водоемах г. Ишимбая.

Синезеленые водоросли СуапорЬу1а (СуапоЬааепа) представлены 2 классами, 3 порядками, 6 семействами, 15 родами. Большой вклад во флору синезеленых водорослей вносят Hormogoniophyceae, представленные 2 порядками, 9 родами и 23 видами. Ведущими семействами являются ОБсПЫопасеае, АпаЬаепасеае. Отдел ХапЛорЬу^а включает 1 класс, 5 порядков, 16 родов.

В почвенной альгофлоре выявлено 113 видов и разновидностей водорослей из 74 родов, 45 семейств, 25 порядков и 5 отделов. Ведущими по числу видов являются отделы СуапорИуЧа (СуапоЬас1епа) -35, СЫогорЬ^а - 30 и В ас 111 аг 1 орЬу 1а, - 26 видов. Наименьшее число видов отмечается для ХатЬорЬуга - 18 и Еи§1епорЬуГа - 1 (рис. 2).

Доля СуапорЬу1а (СуапоЬааепа) в общем числе видов составляет 32%, СЫогорИу^а - 27%, ВасП1апорЬу1а - 24%, ХаШЬорЬу1а - 16% и Еи§1епорЬ>1а -1%. Среди классов по числу обнаруженных видов выделяется

□ СуапорЬу1а ■ Вас»1апорЬу1а

□ СМогорЬуй

□ Хап№орЬу1а

16%

1%

a Cyanophyta a Chlorophyta а Bacillariophyta о Xanthophyta ■ Euglenophyta

32%

; 24%

27%

Рис..2. Процентное соотношение систематических групп водорослей, обнаруженных на территории г. Ишимбая.

Hormogoniophyceae (23 вида, что составляет 20% от общего числа видов), среди порядков - Oscillatoriales (13 видов). Среди семейств ведущее место в альгофлоре занимают Bacillariophyta (19 семейств). Наибольший вклад в формирование видового разнообразия почвенных альгоценозов вносят роды Oscillatoria, Phormidium, Nostoc, Nitzschia, Chlamydomonas, Ulothrix. Преобладание в почвенной альгофлоре синезеленых водорослей объясняется их высокой адаптивной возможностью к действию токсических веществ (Гапочка, 1981).

Зеленые водоросли особенно разнообразны в пробах, отобранных в рекреационной зоне отдыха (31 вид), которая испытывает наибольшее воздействие бытового загрязнения.

Диатомовые водоросли (Bacillariophyta) представлены 3 классами, 8 порядками, 14 семействами и 18 родами. Большой вклад во флору диатомовых водорослей вносят собственно диатомовые (Bacillariophyceae).

Отдел Xanthophyta включает 1 класс, 5 порядков, 9 семейств и 16 родов. В результате исследований были обнаружены широко распространенные представители родов Chloropedia Pasch.,

Heteropedia Pasch, Heterothrix Pasch, и Tribonema Deboris et Soliet..

Глава 5. Численность и биомасса фитопланктона водоемов.

В реке Белой во все годы исследований (1998-200 гг.) отмечались высокие показатели численности Cyanophyta и биомассы Bacillariophyta. Численность и биомасса синезеленных водорослей в течении всего периода исследований увеличивалась. Численность же диатомовых наоборот - снижалась, а значения биомасы колебались,

зафиксирован™ подъемы и падения. Для СЫогорЬуга отмечается сохранение средних значений биомасы. В 1999 г. зафиксировало увеличение численности ХаШЬорЬ^а, при минимальных значениях биомассы.

В 1998 году в р. Тайрук зафиксировано максимальное значение численности Суапор11\1а. В последующие годы этот показатель снижается. Максимальные значения численности и биомассы водорослей в р. Тайрук отмечались в 2000 году. В этот же год активно вегетировали зеленые и желтозеленые. Значения же биомассы ХагпНорЬуО не превышали средних показателей пршлых лет.

Альгофлора Кузьминовского пруда характеризуется высокими показателями численности СуапорЬу1а (СуапоЬайепа) и СЫогорЬута. В 1998 г. зафиксироаны высокие значения исленности и биомассы зеленых водорослей. В 1999 г. - скачок численности СуапорЬуТа. Отмечался рост этих показателей для ХатЬорИ^а. 2000 г. характеризовался высокими значениями биомассы ВасШапорЬ>1а и увеличением численности ХамЬорЬу1а.

Наиболее интересным показателем для мониторинга по изменениям численности на экологических картах является соотношение доли систематических групп (отделов водорослей). На створе № 1 (рис. 3), наблюдалось возрастание доли СуапорКуТа, что может оцениваться как следстие антропогенного эвтрофирования. В водоем поступает вода, содержащая сточные воды г. Мелеуза и Салавата, а также промышленных предприятий г. Ишимбая. Напротив, на берегу находится завод «Нефтемаш». По мере продвижения к створу № 2 идет процесс естественного самоочищения, и доля СуапорИу^а в образовании общей численности изменяется. Показательно появления ХапЙюрЬуга на этом створе.

Значение численности СуапорИуЧа (рис. 3) возрастает на створе 3 (запруда р. Тайрук), что связано с замедлением скорости течения и застойными условиями. Рядом находится пляж и жилой район, являющийся источником биогенных веществ. В течении р. Тайрук (створ 4) экологическая ситуация улучшается и увеличивается развитие ВасШапорЬуТа, которые характерны для естественных ненарушенных сообществ рек умеренной зоны (Шкундина, 1993). В Кузьминовском пруду наблюдается антропогенное эвтрофирование, уменьшение доли диатомовых водорослей и значительное возрастание СЫогорЬуТа, представители которых обычно доминируют в альгофлоре прудов.

Менее информативным показателем биомониторинга оказалась биомасса фитопланктона. Диатомовые водоросли вследствие крупных размеров доминировали по биомассе на всех створах. Однако и для этого показателя наблюдались заметные изменения в зависимости от места отбора. Минимальные значения биомассы отмечались в воде р. Тайрук (створ 4, рис. 4), что позволяет оценивать этот створ как самый «чистый». В Кузьминовском пруду, как и по численности, происходит увеличение доли СЫогорКу1а. В запруде (створ 3) ещё

- . . .

Рис. 3. Динамика численности фитопланктона в волоемах, расположенных на территории г. Ишнмбая Условные обозначения: №1 ■ р. (іелая -i Xanlhophyta

jVv2 р. Ііелая — Сh lorophyta

№.і р. Гайрук a fi а с і 11 a r і о p Ii y t a

№4 p. Таіірук m Cyanophyla

№5 K"y іі.мииоііский пруд

Рис. 4. Динамика биомассы фитопланктона в водоемах, расположенных на территории г. Мшммбая Условные обозначения:

Я« I - р. Белая

№2 • р. 1>елая

№3 - р. Тай рук

№4 р. 'Гайрук

№5 •- Кузьминопскин ир>-1

Ш

11

ХашЬорЬу К1 СЫогорЬуМ 11 а с IИ а г | о р Ь у г.и Су апорЬу!а

не происходит сдвиг в сторону антропогенного нарушения, что показывает преобладание крупноклеточных ВасШапорЬу1а.

Для оценки качества вод использовался показатель сапробности. На трех изученных водоемах в основном формировалась р-мезосапробная зона. В реке Белой в 1999 г. среднегодовой индекс сапробности составил 3,04, что характеризует а-мезосапробную зону, 4 класс загрязнения (Вассер, 1989). По индексам сапробности наиболее чистым был Кузьминовский пруд, причем в 1999 г. этот показатель здесь и в р. Тайрук все колебания индекса были в пределах (3-мезосапробной зоны.

Значения численности и биомассы фитопланктона подробно изучались на территории Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов (ИСХЗК). На разных участках территории формировались разные альгоценозы. Средние значения численности составили 4729 тыс.кл./л, а биомасы - 1,874 мг/л. Под воздействием продуктов и отходов цеолитного производства максимальная биомасса отмечена для ВасШапорИуга и СЫогорЬуга. Подобные ценозы формировались под влиянием нефти и нефтепродуктов, но отмечены и сообщетва водорослей с высокой биомассой СуапорИу^а.

6. Видовое обилие почвенных водорослей урбанизированных территорий города Ишимбая.

На экологической карте значений видового обилия почвенных водорослей на территории г. Ишимбая, прежде всего обращает на себя внимание возрастание видового обилия в рекреационной зоне (рис. 5) и его резкое уменьшение в почвах на территории завода «Нефтемаш». Соотношение отделов водорослей было на всех учётных площадках примерно одинаковым, хотя значение видового обилия ХапйорЬ^а возрастали по мере уменьшения промышленного загрязнения. Доля СЫогорЬу1а была ниже на учётной площадке № 4 (чулочно-носочная фабрика), а абсолютное значение видового обилия зелёных водорослей было минимально на территории завода «Нефтемаш». Таким образом, для мониторинга по почвенным водорослям на

экологической карте наибольший интерес представляет оценка общего видового обилия, а также доля представителей ХапШорЬуаа и СЫогорЬуга.

Глава 7. Биологическое разнообразие антропогенно нарушенных альгоценозов.

Контроль над биологическим разнообразием требует количественного описания качественных признаков в величинах, которые можно сравнивать.

При оценке СС - разнообразия учитывались видовое богатство и выравненность обилия видов. На рисунке 6 представлен график СС -разнообразия, который отображает оба компонента разнообразия в альгоценозах водных экосистем, расположенных на территории города Ишимбая. Кривые доминирования - разнообразия показывают присутствие немногих доминант и многих редких видов. Во всех рассмотренных сообществах доминирующий вид - Synechococcus elongatus. В альгосообществе Кузьминовского пруда наибольшее обилие отмечено для Ulothrix subtilissima, р. Белой - Microcystis aeruginosa, p. Тайрук - Merismopedia punctata. Чем круче падение кривой, тем меньше общее разнообразие и сильнее доминирование одного или нескольких видов. Наибольшая крутизна падения выявлена у кривой, описывающей альгосообщество реки Белой в районе завода "Нефтемаш", наименьшая - в районе моста. Можно предположить, что наиболее нарушенным является сообщество фитопланктона реки Белой в районе завода "Нефтемаш", где отмечается высокий уровень антропогенной нагрузки. Крутизна падения кривых доминирования-разнообразия сообществ фитопланктона реки Тайрук до зарегулироания и в запруде различны. Более крутая кривая описывает сообщество запруды, где повышается уровень антропогенного загрязнения бытовых отходов (зона отдыха и прилегающий жилой комплекс).

Гистограммы распределения видов водорослей реки Белой и Кузьминовского пруда схожи (рис. 7). Можно предположить, что это связано со сходным уровнем антропогенной нагрузки на эти объекты и сходных сроках самовосстановления. Крутизна падения гистограммы также указывает на степень нарушенности сообщества. Угол падения гистограммы, описывающих сообщества фитопланктона реки Белой и Кузьминовского пруда схожи, а вот гистограмма реки Тайрук более крутая, и наиболее длинная, где отражается доминирование большего числа видов, что говорит о максимальной антропогенной нагрузке на сообщество.

Видовое разнообразие сообществ оценивалось с помощью индексов видового богатства. Для оценки изменений видовой структуры сообществ фитопланктона для всех водоемов за 3 года были рассчитаны индексы Менхиника, Маргалефа, Шеннона и индекс Бергера - Паркера (доминирования) (Лебедева, Дроздов, Криволуцкий, 2002).

.В альгосообществе р. Белой в 1998 году зафиксировано самое высокое значение индекса Маргалефа (5,473). Здесь же в разные годы исследования отмечается значительные колебания показателей этого индекса, от 2,745 в 1999 до 5,473 в 1998. Большая величина индекса соответствует ббльшему разнообразию. Из анализа значений индексов Менхиника и Маргалефа, можно предположить что в 1998 году в реке Белой отмечалось наиболее высокое разнообразие фитопланктона. Индекс Бергера - Паркера выражает относительную значимость наиболее обильного вида. Увеличение значения индекса доминирования означает уменьшение разнообразия й увеличение

Рис.5. Динамика видового обилия почвенных водорослей, обнаруженных на территории г. Ишимбая Условные обозначения: №1 территория ИЗТМ №2 - территория ИСХЗК №3 - территория завода «Нефтемаш» №4 - территория ИЧНФ №5 - зона отдыха №6 - парк культуры и отдыха

п ХатИорНу(а

— СМигорЬуМ

а Мае¡Наг ¡орИу!» С С>апорЬу|а

2500

2000

О

ф 1500

о с; м 1000

V X

X 500

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77

ранг вида

-♦- р. Белая в районе завода "Нефтемаш" р. Белая в районе моста

р. Тайрук р.Тайрук (запруда)

-*- Кузьминовский пруд

Рис. 6. Кривые доминирования- разнообразия сообществ фитопланктона водных объектов города Ишимбая.

степени доминирования одного вида. Наибольшее значение индекса доминирования отмечено на р. Белой в 2000 году. Анализ значения индексов видового богатства, рассчитанных для сообщества фитопланктона р. Тайрук, можно сказать, что наибольшее видовое разнообразие наблюдалось в 2000 году. В этот же период усилилась значимость доминирующего вида. Сходство видового обилия, рассчитанного с помощью индексов Маргапефа и Менхиника, отмечается в сообществах водорослей Кузьминовского пруда и реки Белой в 1999 году, р. Тайрук в 1998 и 2000 г.г. и р. Белой в 2000 году. Полностью выпадают из выборки сообщества фитопланктона развивающиеся в р. Белой в 1998 г. и Кузьминовском пруду в 2000 году.

Не выявлено сходства видового обилия между сообществами фитопланктона р. Белой в 1999 и 2000 годах, Кузьминовском пруду в 1998 и 1999 годах и р. Тайрук в 2000 г. При анализе значений индексов Шеннона и доминирования, установлено отсутствие сходства по значению этих индексов у пробы, отобранной в реке Тайрук в 1999 году. Наибольшее сходство сообществ наблюдается по индексу доминирования, т. к. во всех рассмотренных альгогруппировках доминировал БупесЬососсиз е1оп§а!:и5.

Бета - разнообразие характеризует степень различий или сходства ряда местообитаний или выборок по видовому составу, а иногда и обилия видов. Один из общих подходов к установлению /? -разнообразия - оценка изменений видового разнообразия вдоль средового градиента. Другой путь его определения - сравнение видового состава различных сообществ. Самый простой способ измерения бета -разнообразия двух участков - расчет коэффициентов сходства или индексов общности.

Граф коэффициента общности показывает отличие состава фитопланктона р. Белой в районе завода "Нефтемаш" от относительно чистых створов р. Белой (мост), р. Тайрук (до зарегулирования). Отличались альгосообщества запруды реки Тайрук (зона отдыха) и, подвергшийся значительному эвтрофированию, Кузьминовский пруд, где в отдельные периоды наблюдалось "цветение" воды. Значения коэффициента сходства свидетельствуют о том, что все створы были схожи по структуре сообществ фитопланктона. Все полученные значения коэффициента сходства превышают значение 0,486.

Уровень - гамма- разнообразие - отражает видовое богатство более крупных пространственных единиц, это общее биоразнообразие территории города или его экологических зон, а также экосистем отдельных водоемов.

20 18 ■ 16 • 14 12 10 8 6 4 2 0

_il .......I I I

количество особей

А

20 ■ 18 ■ 16 • 14 -12 -10 ■ 8 ■ 6 ■ 4 • 2 • 0 •

!ЕЗ

количество особей

| 16- \--

g 14. -_________

0 ——»4

» 12- -

1 ю---

0 8- • Р>—-

6 6. — —Т----

1 _ —^- I——I--

о J—I-1—i—J-til—i—I—J—i--

количество особей

в

Рис. 7. Зависимость между количеством особей каждого вида и количеством видов водорослей, выявленных в: А - Кузьминовском пруду Б - реке Тайрук В - реке Белой.

Если рассматривать по сравнению с бета - разнообразием гамма-разнообразие это разнообразие, как разнообразие сочетаний организмов, то в водоемах на территории г. Ишимбая сочетание видов фитопланктона сходно, т. к. индексы гамма - разнообразия отличаются максимально на 6,1%. Анализ общего числа видов в отдельных водоемах еще раз подтверждает выводы о том, что при антропогенном эвтрофировании происходит снижение видового разнообразия (табл.). Особенно четко это проявляется при "цветении" воды (Кузьминовский пруд).

Таблица

Изменение общего числа видов по отдельным водоемам.

Сроки отбора р. Белая, район «Нефтемаша» р.Белая, мост р. Тайрук, запруда р. Тайрук Кузьминовский пруд ;

1998 29 32 26 32 16

1999 . 38 42 34 31 24 1 "

2000 43 43 40 39 20

Выводы.

1. В период исследований (1998 - 2000 годы) в альгофлоре водоемов г. Ишимбая выявлено 102 вида и разновидностей водорослей из 63 родов, 33 семейства, 20 порядков, 10 классов и 4 отделов. Ведущими по числу видов являются отделы Bacillariophyta - 42 вида, Chlorophyta - 30 и Cyanophyta (Cyanobacteria) - 25 видов. Минимальное число видов зафиксировано для Xanthophyta - 5 видов. Показателем антропогенной нагрузки явилось доминирование колониальных Cyanophyta (Synechoccus elongatus, Microcystis aeruginosa, Microcystis pulverea) и нитчатых Chlorophyta (Ulothix subtillisima, Spirogyra crassa). В почвенной альгофлоре выявлено 113 видов и разновидностей водорослей из 74 родов, 45 семейств, 25 порядков и 5 отделов. Ведущими по числу видов являются отделы Cyanophyta (Cyanobacteria) -35, Chlorophyta - 30 и Bacillariophyta - 26 видов. Наименьшее число видов отмечается для Xanthophyta - 18 и Euglenophyta - 1.

2. Для мониторинга состояния водных экосистем урбанизированных территории на экологических картах наиболее информативным является соотношение значений численности отделов водорослей. При антропогенном эвтрофировании увеличивается доля

СуапорЬу1а, при уменьшении скорости течения - СуапорЬуга и СЫогорИу1а. При улучшении экологической ситуации - интенсивнее развиваются ВасШапорИу^а. Менее информативными оказались показатели биомассы фитопланктона, причем наиболее чистый створ показывает абсолютные минимальные значения биомассы.

3. При мониторинге по почвенным водорослям наибольший интерес представляет видовое обилие, а также доля представителей ХатЬор11у1а и СЫогорЬуга.

4. В изученных водоемах формировалась р-мезосапробная зона, хотя реке Белой в 1999 г. среднегодовой индекс сапробности составил 3,04, что оценивает а-мезосапробную зону. По индексам сапробности как наиболее чистый был Кузьминовский пруд, причем в 1999 г. этот показатель здесь и в р. Тайрук все колебания индекса были в пределах р-мезосапробной зоны. На территории крупного промышленного предприятия (ИСХЗК) формировались чрезвычайно разнородные альгоценозы. Отличия проб по процентному сходству объясняется сроками отбора и варьированием учетных площадок, подвергающихся воздействию различных загрязнителей.

5. Использование для оценки а-разнообразия кривых доминирования пэказывает присутствие немногих доминант и многих редких видов. Наибольшая крутизна падения у кривой, описывающей альгоценоз р. Белой, в районе завода «Нефтемаш», что позволяет предположить наибольшую антропогенную нагрузку. Графы сходства видового обилия показывают отклонения отдельных альгоценозов из общей выборки, например, р. Тайрук, 1999 г; р. Белая, 1998 г.; Кузьминовский пруд, 2000 г..

6. Анализ коэффициентов /? - разнообразия подтверждают отличия альгоценозов р. Белой в районе завода «Нефтемаш» и альгоценозов, формирующихся в других водоемах города. Отличались подвергшиеся значительному эвтрофированию запруда реки Тайрук (зона отдыха) и Кузьминовский пруд.

7. В водоемах на территории г. Ишимбая видовой состав фитопланктона сходный, т. к. индексы гамма-разнообразия отличаются не более чем на 6,1%. Общее разнообразие (гамма - разнообразие) альгоценозов, формирующихся-на территории г. Ишимбая, снижается при антропогенном эвтрофировании.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Захарова Е. А. Флора водорослей территории Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов.// Тез. докл. науч. конф. студентов и молодых ученых биолог, фак-та. -Уфа: Баш. Ун-т, 1997 - с. 15.

2. Шкундина Ф. Б., Захарова Е. А. Альгоценозы территории Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов.// Науч. конф. по науч.-техн. прогр. Минобр. России: Сб. статей и тез. - Уфа: Баш. Ун-т, 1998. - Ч. 2 - с. 6165.

3. Шкундина Ф. Б., Захарова Е. А. Экологический анализ территории Ишимбайского СХЗК по водорослям.// Методы кибернетики хим.-техн. процессов (КХТП - У - 99). Т. 2., Кн. 2. -Уфа, 1999.-с. 93-94.

4. Шкундина Ф. Б., Захарова Е. А. Изменение флористического состава почвенных водорослей под воздействием предприятий города Ишимбая (Башкортостан).// Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий: Матер, междунар. конфр. (Оренбург, 30-31 янв. 2001). - Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2001.-е. 49.

5. Захарова Е. А. Водоросли промышленных территорий (г. Ишимбай, Башкортостан).// Современ. пробл. естествознания: Матер, междунар. науч.-прак. конф. молодых ученых. -Владимир: ВГПУ, 2001.-е. 209.

6. Шкундина Ф. Б., Захарова Е. А. Водоросли как индикатор загрязненности территории предприятия.// Экология и промышленность России. - 2002. - № 6. - с. 26.

7. Захарова Е. А. Альгомониторинг состояния бассейна р. Белой в районе г. Ишимбая (Башкортостан). // Биоразнообразие, проблемы его сохранения в Южном регионе РБ и на сопредельных территориях: Матер, межвузовской научно-практ. конференции. - Стерлитамак, 2003.

Захарова Елена Анатольевна

АЛЬГОЦЕНОЗЫ ВОДОЕМОВ И ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ИШИМБАЯ, БАШКОРТОСТАН)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия на издательскую деятельность ЛР№ 021319 от 05.01.99г.

Подписано в печать 11.11.2003 г. Бумага офсетная. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Отпечатано на ризографе. Усл. печ. л. 1,0. Уч.- изд.л 1,2. Тираж 100 экз. Заказ 747.

Редакционно-издательский отдел Башкирского государственного университета 450074, РБ, г.Уфа, ул.Фрунзе, 32.

Отпечатано на множительном участке Башкирского государственного университета 450074, РБ, г.Уфа, ул.Фрунзе, 32.