Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фитопланктон малых рек Московского региона

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Фитопланктон малых рек Московского региона"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА. Р Г б ОД Биологический факультет

На правах рукописи

ГОНЧАРОВ Александр Валентинович

УЖ 574.5 (282)

ФИТОПЛАНКТОН МАЛЫХ РЕК МОСКОВСКОГО РЕГИОНА 03.00.18 - гидробиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1934

Работа выполнена в лаборатории антропогенной геохимии лани шафтов Института литосферы РАН; на кафедре гидробиологии Биологического факультета Московского государственного университета

им. М.В.Ломоносова (заведующий кафедры проф. М.М.Телитченко ).

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Н.А.Побединский

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук ст.н.с. В.А.Абакумов,

кандидат биологических наук ст.п.с. Н.С.Золотарева

Ведущее учреждение: Институт биологии внутренних вод РАН

Автореферат разослан " ЗУ " 1994 г.

л с

Зашта состоится " " ^Ж^-сь^рД 1994 г> на заседании специализированного совета Д 053.05.71 в Московском государственном университете по адресу: Москва 119899, Воробьевы горы, Биологический факультет МГУ3 с^р. Л7", & 1

С диссертацией мог:но ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ.

Ученый секретарь С ) г—/

специализированного совета •

кандидат биологических наук А.Г.Дмитриев

СЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Еще в начале нашего века малые реки имели широкое использование в качестве источника чистой воды, энергии, рыбы, служили транспортными путями. Бурное развитие промышленности, рост городов потребовали новых, крупных источников энергии и воды; химизация сельского хозяйства, строительство плотин подорвали рыбные запасы; развитие автомобильного и зелезнодо-роЕного транспорта привело к снижению роли речных перевозок. К середине века малые реки во многих промышленных районах стали рассматриваться в единственном качестве - приемника сточных вод.

В последние годы отношение к малым рекам меняется - приходит осознание невозможности продолжения экстенсивного развитая, разрушающего природу. Б повестку дня встают вопросы охраны и восстановления малых рек, их научного изучения.

И если к рассмотрению крупных водоемов применим индивидуальный подход, то изучение и рациональное использование множества малых водотоков, которых в России насчитывается около 2,5 млн. -возможно лишь на основе типизации и районирования. Принятый в настоящей работе ландшафтный подход к гидробиологическому исследованию водотоков, с учетом степени и характера антропогенной нагрузки - способствует решению проблемы типизации и районирования малых рек.

Фитопланктон, являясь компонентом речной экосистемы, несет информацию о ее состояние, принимает участие в формировании качества воды. Эти свойства предмета нашего исследования важны при решении вопросов охраны, использования и восстановления малых рек.

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить особенности фитопланктона малых рек в основных типах ландшафтов Московского региона в природных и антропогенных условиях. В задачи исследования входило:

1. Выявить особенности состава и количественных характеристик фитопланктона малых рек в основных типах ландшафтов региона.

2. Определить характерные значения состава, структуры и динамики фитопланктона, роль микроводорослей в регулировании некоторых гидрохимических показателей (газовый режим, биогенные элементы) малой реки - в условиях заповедной территории.

3. Оценить влияние антропогенных факторов - хтшческого загрязнения и зарехулирования речного стока - на фитопланктон малых рек одного из характерных (в хозяйственном отношении) районов Московского региона.

Научная новизна. Выявлена связь между характеристиками фитопланктона и особенностями ландшафтов водосборных бассейнов ре] определены диапазоны изменения показателей фитопланктона в осно: ных типах ландшафтов Московского региона. Дана оценка влияния а тропогенных факторов - химического зачрязнения и зарегулирована, речного стока,на фитопланктон малых рек одного из характерных в хозяйственном отношении районов Московского региона. Определены особенности сезонной динамики и меагодовой изменчивости фитопла ктона, роль микроводорослей в регулировании газового ренима и концентрации биогенных элементов малой реки в условиях заповеди территории.

Практическое значение. Определение характеристик фитопланк тона малых рек в основных типах ландшафтов Московского региона, в условиях заповедной территории, при химическом загрязнении и зарегулировании речного стока - имеет значение для оценки, кона роля и прогнозирования состояния водотоков в природоохранной де тельноеш, при водопользовании и проектных изысканиях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесс юзном совещании "Водные ресурсы суши, их качество и комплексное использование" (Звенигород, 1990); Ученом совете Приокско-Террг soto биосферного заповедника (Данки, 1991); заседании кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ (Москва, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 научные рас ты, 2 сданы в печать.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, т] глав, заключения, выводов, приложения и списка литературы из Т. названий, в том числе 42 иностранных авторов. Работа изложена ] 100 страницах машинописного текста, иллюстрирована 16 рисункам] и 14 таблицал®.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССВДОВАБИЯ

Используя имеющиеся материалы ландшафтного районирования I ковского региона, мы выделили к рассмотрению ряд ландшафтов, с: расположения которых приведена на рис. I, краткая характеристи в табл. I. Здесь представлен широкий спектр ландшафтов - от мо

щх равнин, неглубоко подстилаемых карбонатными породами (в рай->не Московско-Смоленской возвышенности - ландшафты I, 2), до сло-генных мощными, до 20 м, песками - зандров Мещёрской низменности [ландшафты 6, 7). В соответствии с задачами,работу осуществляли з 3-х направлениях:

йс. I. Схема района исследования. 1-8 - номера ландшафтов.

I. Выбор малых рек для исследования особенностей потамопланк-■она в основных типах ландсафтов региона был произведен по матери-лам ландшафтного районирования и результатам гидрохимического об-ледования, проведенного в кеяень 1993 г. Обследование показало аиболее высокие значения гминерализации и рН воды в ландшафтах, лояенных карбонатными породами (№1, 2, 5) и низкие - в мещёрских анпшафтах ()г 6, 7), цветность речных вод здесь достигает 270 1рад. рис. 2). Ландшафты с промежуточным составом пород (1а 3, 4, 8) арактеризуются средними значениями гидрохимических показателей, оэтому к дальнейшему исследованию фитопланктона нами выбраны на-более различающиеся в ландшафтном и гидрохимическом отношении реи: Дубенка и Издетель (в ландшафте I), Чертовка и Песочня (в ланд-афте 8) и реки Белая и Чернавка (в ландшафтах 6, 7).

Тайк. I. Краткая ландшафтная характеристика водосборных бассейнов исследуемых рек Московского региона.

й Местопо- Названия ланд- лонение рек ыа&та

Характеристика ландшафта

Волокодам- Дубенка, ский р-он Издетеяь Московской области

Солнечногорский р-н Московской области

Сергиев-Посадский р-он Московской области

Р-он Ба-рыбино Московской области

Серпухов-СКИЙ р-он Московской области

Рыбнов-ский р-он Рязансгай области

Вельга, Гвоздня

Веля, Воря и ДР. -см.текст

Речица, Нудовка

Таденка, Поников-ка

Митявка, Чернавка

Спасский Белая, р-он Ря- Ураа занской области

Козелье- Песочня, кий р-он Чертовка Калуаской области

Моренно-водноледниковые равнины на I вестняках карбона, местами вскшваа речной сетью; почвы дерновс-подзолис тые глееватые под мелколиствекно-елс выми лесами.

Моренные равнины на глинах с проело* ми песков юры; почвы дерново-подзол! тые мес тами оглеенные под щроколис: венно-еловыми и мелколиственными лес ми.

Моренные равнины, залегающие на цре! мущественно песчаных омовениях меле вого периода; почвы дерново-подзсяис тые местами глееватые под хвойными I смешанными лесами и пашнями.

Озерно-водноледниковые равнины на и нах с прослоями песков юры и песках прослоями глин ниянего мала; почвы дерново-среднеподзолистые и светло-с рые лесные под березовыми с дубом л« сами и пашнями.

Аллювиально-зандровые равнины на известняках карбона, местами вскрываемых речной сетью; почвы преимуществе но дерново-подзолистые под сосновым! елово-березовыми лесами.

Налокенные аллювиальные равнины. Коренные породы представлены песками неоген-четвертичного возраста, почвь средне- и сильноподзолисто-глеевые песчаные под сосновыми и березово-сс новыми лесами._

Зандровые равнины на мощных (15-18 и песках; почвы слабоподзолистые тяеег ше и подзолисто-глеевые под березог ми и сосновыми лесами.

Зандровые равнины, сложенные пескам! и супесями, подстилаемыми мореной; дочетвертичные огаовения - известиях с прослоями глин и песков. Почвы дег ково-среднеподзолистые супесчаные пс хвойно-широколиственными и березово-осиновыми лесами._

Пршечание: в ландшафтах 1-4 присутствуют покровные суглинки.

рн

8,5 " 8,0 '

7,5 -

7,0

6,5

«8

7

4

НСОп,

6 мг-экв./л

цветность, град. 260 -1 //

! ■ 7

240

210 -1 \\ 200 -1 6

90

70 50 1

30 10

4

I.

,,-:•> • 2 5

жесткость, мг-экв./л

5

йс. 2. Гидрохимические показатели речных вод исследуемых ландшафтов. 1-8 - номера ландшафтов; пунктирной линией обведены значения показателей в одном типе ландшафта.

Эти водотоки характеризуются примерно одинаковой скоростью течения - 0,2-0,3 м/с в меиень, в них слабо развиты мащюфиты. Донные отлокения - песчаные, местами каменистые; в руслах рек Дубен-ки и Кздетапь (в ландшафте I) обнаружены выходы известняков. Выше по течению выбранных станций наблюдения (располагавшихся в 10 -15 км от истока) нет прудов и сколько-нибудь крупных придаточных водоемов, нет населенных пунктов, лесистость водосборных бассейнов составляет 80-90 %\ содержание азота и фосфора в воде всех рек г- одинаково невелико (около 0,3 мг ы-но^/л и 0,04 мг Р-РО^л).

2. Изучение фитопланктона малой реки, наиболее близкой к естественному природному состоянию, осуществлено в ходе 2-х летних исследований р. Таденки в Приокско-Террасном биосферном заповеднике (ландшафт 5). Здесь отсутствует непосредственное поступление за1рязнителей от населенных пунктов, кроме того заповедный режим создает условия для существования бобровых'поселений - в русле реки имеется несколько небольших по 0,5 га бобровых прудов. Длина реки составляет чуть больше 10 км, скорость течения 0,2-0,3 м/с в межень, маярофиты в русле развиты очень слабо. Строение-водосборного бассейна р. Таденки, почти полностью покрытого лесами, характеризуете? ассиметрией: на общем фоне распространения аллювиальных и моренных ошюлгений, в левой части бассейна близко к поверхности выходят глинистые и известняковые породы (рис. 3).

Рис. 3. Схема водосборного бассейна

р.Таденки. 1-8 - станции наблюдения, 1-Ш - ландшафтные выделы: I - дерново-подзолистые почвы, подстилаемые мореной, П - дерново-карбонатные по* вы на известняках и глинах карбона, П1 - дерново-глеевые и болотные почв] ---1раница ландшафтов и водосборного бассейна.

3. В августе 1991 г. мы обследовали малые реки Сергиев-По-садского района Московской области (Торгозу, Велю, Кунью, Ворю, Молокчу, Паяу, Вондау, Кончуру; ландшафт 3) на участках, в разной степени подверженных промышленному, сельскохозяйственному, бытовому загрязнению, на участках выше и низе прудов. Длина рек в пределах района работ составляет 20-40 км, ширина (в среднем течении) 4-7 м,*-глубина 0,3-1,5 м, скорость течения 0,2-0,3 м/с; макрофага в руслах рек достигают значительного развития лишь на отдельных участках. Помимо фитопланктона определялись гидрохимические показатели: общий солевой состав воды, сод ерзание кислорода, азота, фосфора, ХПК, ЕШ^, отдельные органические загрязнители и гяяалые металлы.

Все исследования, обсугдаемне в настоящем разделе, цроизве-1ены по единой методике. Пробы воды для анализа фитопланктона мы >тбирали в лиловые бутыли, консервировали формалином, концентри-гавали осадочным методом; в камере Наянота просчитывали I тыс. слеток из пробы. Биомассу рассчитывали по средним объемам клеток аждого вида в пробе. Индексы сапробности определены по Пантле и >укку в модификации Сяадечека, видовое разнообразие - по формуле 1еннона; при расчете индекса интехральвого химического загрязне-ия использована шкала значений из работы Еукинского, Сксиюк, 1лейник, Кошелевой (1981). Гидрохимический анализ произведен по етодам из -Руководства по химическому анализу поверхностных вод уши (1977), статистический анализ - по Лакину (1973).

ВЛИЯНИЕ СКРУБАЩЕГО ЛАНДШАФТА НА ФИТОПЛАНКТОН МАЛЫХ РЕК

В результате проведенных нами исследований малых рек Московского региона, определено существование различий фитопланктона в водотоках, формирующихся в ландшафтах разного типа (табл.2, рис. 4). Наибольшие значения биомассы и численности фитопланктона при подавляющ«« доминировании диатомовых водорослей (80 % ю биомассе) обнаруаены в реках Издетель и Дубенка из ландшафта [, словенного карбонатными породами и характеризующегося повышенными значениями минерализации и рН воды. Наименьше значения юказателей фитопланктона определены в слабоминерализованных, зксокоцветных водах мещерских рек Белой и Чернавки;

доля диатомовых здесь снижается до 30 %, при возрастании значения зеленых и эвгленовых водорослей.

В,мг/л

0,2"

од-

Рис. 4. Биомасса диатомовых водорослей в воде малых рек разных типов ландшафтов, 1993 г.

1 - р.Издетель (ландшафт I),

2 - р.Чертовка (ландшафт 8), мес. з _ р.Белая (ландшафт 7).

Табл. 2. Средние значения показателей фитопланктона малых рек в разных типах ландшафтов Московского региона, 1993 г.

Ландшафт, -река В • мкг/л N тыс. • кя/л Биомасса, мкг/л

Вас111а-г1ор)ау1;а СЬЛ.ог- ор)^а Еив1е- Суапо-пор!эд1а рйуЪа Ругго рЬуЬа

Ландшафт I

р.Издетель 175,5 145,3 137,2 14,4 21,2 0,2 9,0

р.Дубенка 272,2 94,2 236,2 9Д 23,2 '0,3 3,4

среднее по ландшафту 215,8 124,0 178,7 12,3 21,9 0,2 6,7

Ландшафт 8

р,Чертовка 42,8 41,9 29,4 9,4 2,8 0,1 1Д

р.Песочня 27,3 98,8 13,2 8,3 4,9 0,7 0,1

среднее по ландшафту 37,1 62,6 25,3 9,0 4,0 0,4 0,7

Ландшафт 6 7

р.Чернавка 20,9 38,6 4,1 7,0 6,3 1,2 2,3

р.Белая 19,2 48,6 7,8 4,7 5,7 1,0 1,3

среднее по ландшафту 20,1 43,6 6,0 5,9 6,0 1Д 1,8

Примечание: В - биомасса, н - численность фитопланктона.

Реки с промежуточным химическим составом воды - Песочня и Чертовка - характеризуются средними значениями показателей фито-

планктона; доля диатомовых составляет 60 %.

Аналогичную разницу мы обнаруннли между правыми и левыми ручьями-притоками р.Таденки (Рис. 3, 5). Несмотря на то, что расстояние мевду станциями наблюдения исчислялось здесь сотнями метров, неоднородность геологического строения территории приводит к тому, что в левых ручьях, дренирующих карбонатные породы и характеризующихся минерализацией воды около 600 мг/л, биомасса фитопланктона в среднем почти в 3 раза больше, чем в правых -формирующихся в условиях песчаных аллювиально-флювиогляциальных отаокений и характеризующихся минерализацией воды 300 мг/л (табл. 3).

В,мг/л Рис.5. Биомасса фитопланкто-

0,2

О

на в ручьях-притоках р.Таденки, 1992 г. . правые притоки, о левые притоки.

У1 ' УП ' УП '1,:ес •

Полученные результата конно подтвердить литературными данными. Так, в исследованиях ка реках Австрии, а такие Индии показана связь между составом и обили er,: водорослей и минерализацией воды (Kann., 1978, Snares. , 19Б5), При изучении водотоков Швеции, а также - притоков р.АмазоЕКп определено, что развитие водорослей в вксокоцветных водах 01ран2чизается недостатком освещенности (Otto , Svensson, 1983, Uverkovich. , 1984).

Выявленная нами связь в ряду: ландшафт - гидрохимия - фитопланктон, дает возмокностъ ориентировочной оценки состава и количественных показателей фитопланктона малых рек Московского региона по материалам ландшафтного районирования.

ФИТОПЛАНКТОН МАЛОП РЕ-СИ ТАДЕНКИ В ПРИСКСКО-ТЕРРАСНСГ.' БИОСЗЕРНа; ЗАПОВЕДНИКЕ.

Среди исследованных нами в Московском регионе рек, наиболее близкой к естественному природному состоянию является р.Таденка в Приокско-Террасном заповеднике. 2=х летнее изучение этой реки выявило присутствие в ее водах около 150 видов микроскопических водорослей, большая часть которых представлена диатомовыми. Биомасса фитопланктона в средне.: за зегетационный сезон составляет 0,3 мг/л, численность - 70 тыс. кл./л.

а, видов 25

1990

1992

1993

-1—I-1-1-г-1-1-1-1-1-1-г-

8,мг/л

.0,8 -

А/Ч^

"Т—I-1-1-1-1-1-1-1-1-Г"

к» тыс.кл/л 200 "

-1—I—1—|-1—1—|—1—1—I—г-

1:°С

20 0

-1-1-I-1-1-1-1-1-1-I-1-Г"......

VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III

Рис. 6. Динамика числа видов /к/, биомассы /в/, численности /к / фитопланктона р.'Шденки,' а также - ход температуры.

В представленных на рис. 6 графиках сезонной динамики, обращает внимание почти синхронное изменение показателей фитопланкто! и температуры. Вместе с тем, общий ход графиков различен: во вреь наибольшего прогрева воды в ивде-августе наблюдается сникение количественных показателей фитопланктона, а в период осеннего похолодания - их временное увеличение. Это обусловлено, как видно из рис. 7, уменьшением численности диатомовых водорослей леток и их увеличением в начале осени.

к,тыс.кл/л 1990

1992

1993

100 О

VII VIII'IX'X' ' IV' V ' ^УГ М1Г IX X 'XI' XII' I ' II ' III'

□ I, ^2, Ш 3, ШИ 4, Щ)5.

Рис. 7. Динамика численности фитопланктона по группам водорослей р.Таденка. I - ВасЩагхорЬ^а, 2 - ЕиеЗ-епорЬуЬа, 3 - Су порЬу4а, 4 - СЫ-огорЬу^а, 5 - РуггорЬу^а.

Такт образом, в сезонной сукцессии фитопланктона р.Таден-ки можно выделить 4 периода: зимний, характеризующийся минимальным развитием водорослей при доминировании Melosira varians , Synedra ulna, Cymatopleura solea; весенний период увеличения численности и биомассы фитопланктона за счет роста диатомовых водорослей Ampliara ovalis, Júeridion circulare, Navícula vulpina, N.cincta; летний минимум - характеризующийся снижением численности и биомассы диатомовых при возрастании роли водорослей других овделов (в состав доминантов помимо диатомовых Cocconeis placen-tula и Cymatopleura solea, входит Chlamydomonas sp. ); осенний максимум характеризуется увеличением диатомовых (в это время складываются довольно устойчивые комплексы доминирующих видов: Cymatopleura solea, Nitzsnia sigmoidea, lí.acicularis - B 1990 Г., И Melosira varians, Amphora ovalis, Kavicula lanceo-lata B 1992 Г.).

Приведенные на рис. 8 графики изменения биомассы фитопланктона на станциях, расположенных в нескольких километрах ниже бобровых запруд и - в одном из прудов, свидетельствуют о существенном влиянии на потамопланктон водорегулирующей деятельности бобров. Сопоставление с исследованныгли в 1993 г. реками (рис. 4), на которых бобровые поселения уничтожены (и нет искусственных прудов), юказывает, что в этих водотоках снижены количественные показатели i меньше вариабельность фитопланктона (коэффициент вариации за период исследования здесь составляет в среднем 50 против 100 % в ?. Таденке).

Рис. 8. Биомасса фитопланктона р.Тадекки, 1990 г.

1 - верхнее течение (ст. I),

2 - низшее течение (ст.2),

3 - пруд (ст.8).

Расчет коэффициентов корреляции выявил обратную связь показа--елей фитопланктона р.Таденкп с количество!.; ап.:осфернкх осадков

(г = -0,41), положительную - с температурой ( г = +0,45); связь динамики фитопланктона с изменением концентрации азота и фосфора не выявлена.

Сравнение прохладного дождливого сезона 1990 г. с сухим и жарким 1992 г. (табл. 3) свидетельствует, что меягодовая изменчивость средних за сезон показателей фитопланктона - невелика -15-30 %.

Табл. 3. Средние значения показателей фитопланктона и некоторых гидрохимических характеристик р.Таденки

Место Показатели Прав, притоки ст. 5.6.7, (1992 г.) Лев. притоки ст.3,4 (1992 г. Никнее течение ст.2 ) (1990 г.) (1992 г.)

Численность, тыс. кп/л 9,50 22,40 60,00 85,ТО

Биомасса, мг/л 0,02 0,06 0,30 - 0,35

Число видов 11,40 12,00 20,90 19,10

Разнообразие (н) - - 3,29 2,94

Вырозненность - — 0,24 0,30

Сапробность (б ) - - 1,94 1,82

Васх Х1аг1орЬуЬ а,% 93,10 94,50 82,60 88,30

CЫoropЪyta.,% 0,60 0,40 3,80 2,90

Еий1епорЬу4а,% 0,90 0,60 4,30 3,30

РуггорЬ.у4а,^ 0,00 0,00 5,30 4,70

5,40 4,10 7,0 0,80

РН 8,10 8,40 8,10 8,30

Т. ионов, мг/л 310,00 570,00 420,00 450,00

ХПК, мг02/л 45,00 23,00 26,00 18,00

и мин, мг/л 0,63 0,65 0,50 0,15

Р-Р0|- мг/л 0,09 0,05 0,03 0,05

п , проб 10 8 7 15

Примечание: соотношение типов водорослей дано в % от биомассы.

Продукция и деструкция органического вещества в воде р.Таденки, определенные скляночным кислородным методом, составляют примерно половину пх суммарных для водотока в целом значений (при отсутствии б р.Таденке макрофатов). Расчет с пспользованк-

ал соотношения Рэдфдла показывает, что в продукционные процессы, совершающиеся в воде, в течение вегетационного сезона вовлекается 4-8 % поступающих в реку азота, фосфора, органического углерода. Низкая средорецулирующая способность водорослей в р.Таденке подтверкдается отсутствием вырааенной суточной динамики кислорода и рН в ее водах (Рис. 9).

сутки, X месяцы

Рис. 9. Дневные (I) и утренние (2) значения кислорода и рН воды в р.Таденке (1992 г., ст.2).

ФЙТСШШ5КТ0Н МАЛЫХ РЕК В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Результаты обследования малых рек Сершев-Посадского района Московской области, проведенного летом 1991 г., свидетальствуют о том, что большинство участков рек здесь умеренно загрязнены. Средняя концентрация минерального азота составляет 1,5 мг/л, фосфора - 0,25 мг/л, ХПК - 50 кг 02/л, что соответствует величинам этих показателей, определенным в реках других сельскохозяйственных и промышленных районов Московского региона (Башкин, Кудеяров, 1983). Концентрации фенолов, нефтепродуктов, СПАВ и некоторых (из определявшихся) металлов - сц, 2п, са., как правило, низе предельно допустимых. Лишь на отдельных участках - в местах поступления сточных вод - содержание химических загрязнителей увеличивается в несколько раз - на порядок.

Анализ результатов показал, что и по фитопланктону, и по гидрохимическим показателям в исследуемом районе можно выделить 3 группы участков рек: верховья, незарегулированные участки в

среднем течении, и участки шше прудов (табл. 4). В этом ряду происходит увеличение биомассы и численности фитопланктона, как правило, снижается видовое разнообразие и выровненность сообщества, уменьшается доля диатомовых водорослей. В этой же последовательности увеличивается химическое загрязнение.

Табл. 4. Средние значения показателей фитопланктона и гидрохимических характеристик трех групп участков малых рек Сергиев=Посадского района и р.Таденки

Место Реки Сергиев=Посадского

РаЁона р.'Теленка

•1*4 II л . _ ... Нтт____-1

Показатель "Верховье" "Среднее течение" "Шке прудов"

Биомасса, мг/л 0,14 .0,25 5,13 0,35

Численность, тыс, ,кл/л 31,00 200,00 1580,00 82,00

Число видов 14,00 23,00 26,00 20,00

Разнообразие (Н) 2,80 2,83 2,28 2,94

Салробностъ (Б ) 1,90 1,92 1,98 1,81

ВасИ1&г1орауоа, % 53,90 82,40 48,80 88,30

СЫогорпуЪа, % 17,70 8,30 22,00 2,90

Еи£1епорЪ.^а, % 23,40 5,10 10,10 3,30

РуггорЬ^а, % 0,90 0,00 18,80 0,80

Р-РС^-, мг/л 0,14 0,47 0,22 0,05

и мин., мг/л 0,65 1,72 2,61 0,15

ХПК, мг02/л 46,60 68,00 67,20 20,00

н хим. 4,60 5,18 5,42 3,30

11 , проб 12 10 13 13

Примечание: н мин. - азот минеральный, и хим. - индекс интегрального химического загрязнения; соотношение типов водорослей дано в % от биомассы; коэффициенты вариации показателей фитопланктона для рассматриваемых участков сергиев-посадских рек составляют: по биомассе 65-85 %, по численности 57-76 %, по числу видов 27-33 %, индексам видового разнообразия 23-37 % и сапробности 4-7 %.

Расчет показал существование умеренной достоверной связи мегду биомассой и численностью фитопланктона и - содержанием азота и фосфора, а такне - мекду показателем сапробности и ХПК ( г = 0,4-0,6).

Вместе с тем сравнение с заповедной рекой Таденкой показы-5ает, что фитопланктон загрязненных, но не зарегулированных уча-;исов рек Сергаев-Посадсного района мало отличается от нее в ко-щчественном отношении, по показателям сапробности, выровненное-ей, видового разнообразия, по доминирующим группам и видам водорослей. Существенное количественное и качественное изменение фитопланктона происходит лишь на участках низе прудов (табл. 4).

То есть загрязнение не оказывает существенного влияния на фитопланктон незарецшгрованных участков исследованных рек. Роль 5иогенных элементов заключается в том, что усиливая продукцию 1рудов и водохранилищ, они способствуют увеличению фитопланктона за нижележащих участках рек.

К аналогичным выводам пришли Кокова и Кабанова (1980), по результатам исследования р. Ангары: основное влияние на фитопланктон этой реки оказывает не химическое-загрязнение, а зарегулирование стока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение и рациональное использование множества малых рек возможно лишь на основе их типизации и районирования. В представленной работе предпринята одна из первых попыток выделения гидробиологических (по фитопланктону) типов малых рек Московского региона: определены характерные значения количественных и качественных показателей фитопланктона водотоков в основных ташах ландшафтов региона; в условиях заповедной территории; в реках, испытывающих влияние химического загрязнения и зарегулирования речного стока.

Результаты исследования вносят вклад в разработку фундаментальной экологической проблемы "Водоем и его водосборный бассейн -единая природная система" (Анучин, 1896; Свиренко, 1936; Драбко-ва, Сорокин, 1979). Наш показано, что тип окружающего ландшафта определяет не только химический состав воды, но и количественные и качественные характеристики речного фитопланктона.

Осуществлено детальное изучение фитопланктона малой реки (р.Таденки) в условиях заповедной территории - с целью определения "фоновых" характеристик. Прослежена сезонная динамика, выявлены доминирующие комплексы видов, подсчитаны средние за сезон значения показателей сапробности, биомассы, численности, видового разнообразия, выровненности фитопланктона. Показана зависшость динамики

фитопланктона от температуры и количества атмосферных осадков. Вместе с тал определено, что в годы, существенно различающиеся по гидрометеорологическим характеристикам, средние за сезон показатели фитопланктона различаются очень мало, что дает возможность использовать при анализе данные за один год.

Определены продукция и деструкция органического вещества в воде и донных отложениях р.Таденки. Сопоставление продукционной активности биоценозов с расходом биогенных элементов со стоком реки, а также - определение суточной динамики кислорода и рН, позволили сделать вывод о слабом влиянии гидробиоценозов (в том числе фитопланктона) на газовый режим водотока и концентрацию азота, фосфора, Сорг. Этот вывод, сделанный для одной из типичных малых рек Московского региона, имеет важное значение при решении вопросов использования и охраны малых рек.

Изучению влияния антропогенных-факторов на речные биоценозы посвящено немало работ, анализ которых свидетельствует о существенной разнородности получаемых результатов. И это естественно -гидробиоценозы реагируют на комплекс условий среды, который в каждом районе исследования монет быть разным. При изучении малых рек одного из характерных, в отношении хозяйственного использования, районов Московского региона (Сергаев=Посадском), нами показано, что существующий здесь уровень химического загрязнения водотоков не оказывает заметного влияния на фитопланктон незарегули-рованных участков малых рек. Основное влияние на количественные и качественные характеристики фитопланктона оказывает зарегулирование речного стока.

вывода

I. Количественные и качественные характеристики фитопланктона малых рек с незаре1улированным стоком зависят от типа окруааю-щего ландшафта. В ландшафтах, сложенных карбонатными породили и характеризующихся повышенной минерализацией и рН воды, наблюдашо^-ся наибольшие для рассматриваемого региона значения биомассы и численности фитопланктона (220 мкг/л и 120 тыс. кл/л в среднем за вегетационный сезон) при подавляющем доминировании диатомовых водорослей. В ландшафтах, залегающих на песчанных отложениях и харак теризующихся низкими значениями минерализации, рН и высокими -цветности речной воды - наблюдаются наименьшие значения биомассы и численности фитопланктона (20 ыкг/л и 40 тыс. кл/л), значение

зеленых и эвгленовых водорослей возрастает. Ландшафты со смешанным составом пород характеризуются промежуточным значением показателей фитопланктона.

2.. Наиболее близкая к естественному, природному состоянию -р. Наденка - с расположенными на ней бобровыми прудами - характеризуется несколько большей биомассой (0,35 мг/л в среднем за вегетационный сезон) и большей вариабельностью фитопланктона в сравнении с незарегулированными водотоками без бобровых поселений. Здесь проявляется сезонная динамика фитопланктона (с летним минимумом и осенним максимумом), прямая связь численности водорослей с температурой и обратная - с количеством атмосферных осадков. Менгодовая изменчивость невелика.

3. Наибольшее влияние на количественные и качественные характеристики фитопланктона в рассматриваемом регионе оказывает зарегулирование речного стока. Биомасса и численность водорослей ниже прудов в летнее время в среднем на порядок выше, чем на незарегулированных участках рек (и составляет около 5 мг/л и

1,5 млн кл/л соответственно).

4. Химическое загрязнение (в том числе биогенными элементами) -в условиях характерной для Московского региона антропогенной 'нагрузки на водотоки - не оказывает существенного влияния на фитопланктон незарегулированных участков малых рек. Роль биогенных элементов заключается в том, что усиливая продукцию прудов и водохранилищ, они способствуют увеличению концентрации фитопланктона, изменению его состава на нижележащих участках рек.

5. Характеризуясь невысокими количественными показателями (на незарегулированных участках), фитопланктон малой реки оказывает небольшое влияние на газовый режим и концентрацию биогенных элементов, вовлекая в биологический 1фуговорот в течение вегетационного сезона менее 10 % азота, фосфора, Сорг. от их стока за тот же период.

СПИСОК РАБОТ, ОПШШКОЗАНШХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

I. Гончаров A.B. Влияние окружающего ландшафта на некоторые гидробиологические характеристики малой реки. Ин-т литосферы РАН.-М., 1994, - 7 с., ил. - Библиогр. - 12 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 27.07.94, & 1978 - В 94.

2. Гончаров A.B. К гидробиологической типизации малых рек Московского региона. Ын-т литосферы РАН. - 1.1., 1994, - 8 е., ил. - библиогр. 13 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 27.07.94,

ß 1979 - В 94.

3. Гончаров A.B. Шитопланктон малых рек Сергиев-Посалского района Московской области. Лн-т литосферы РАН. - М., 1994, - 5 с. ил. - библиогр. 4 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 21.10.94, J2 2384 -В 94.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, кандидату биологических наук, доценту Н.А.Побединскому за всестороннюю помощь и поддержку в работе; сотруднице кафедры гидробиоло гии Биологического факультета МГУ Е.Ревковой - за помощь в определении фитопланктона; доктору геолого-минералогических наук, заведующей Лаборатории антропогенной геохимии ландшафтов Института литосферы РАБ Ф.И.Тютюновой - за предоставление гидрохимических материалов по малым рекам Сергаев-Посадского района и помощь в организации работы.