Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фитопланктон Нижней Волги и Северного Каспия, его значение в оценке качества вод

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Фитопланктон Нижней Волги и Северного Каспия, его значение в оценке качества вод"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА , ч

Биологический факультет \ :

На правах рукописи

УДК 628.394.12:581.516.3 (282.247.41) 262.81

^Лабунская Екатерина Николаевна

ФИТОПЛАНКТОН НИЖНЕЙ ВОЛГИ И СЕВЕРНОГО КАСПИЯ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОД

03.00.18 - гидробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1995 г.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.В.ЛОМОНОСОВА Биологический факультет

На правах рукописи

ЛАБУНСКАЯ Екатерина Николаевне

ФИТОПЛАНКТОН НИЖНЕЙ ВОЛГИ И СЕВЕРНОГО КАСПИЯ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОД

г

/

03.00.18 - гидробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1995 г.

Диссертационная работа выполнена в Институте водных проблем РАН

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, с.н.о. А.Ф.Сокольский

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук В.Д.Федоров

кандидат биологических наук С.А.Соколова

Ведущая организация: Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства ( КаспНИРХ )

Защита состоится "/О- 1995 г. в 15.30 час. на

заседании Специализированного совета Д 053.05.71. при Московском Государственном университете им. М.В.Ломоносова Адрес: 110899, г.Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять Ученому секретарю специализированного совета Д 053.05.71.

Автореферат разослан «М1 1995

г

г.

Ученый секретарь

специализированного совета А.Г.Дмитриева

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Уникальный природный комплекс баосей-на Волги и Северного Каспия играет большую роль в экономике России. Он испытывает активное антропогенное влияние, усиливающееся с каждым годом. Накопление загрязняющих веществ в водной среде оказывает негативное воздействие на гидробионтов, в том числе и на фитопланктон, на который в первую очередь влияют вещества евтроф-ного комплекса. Их содержание в воде, начиная с 70-х годов неук- ' лонно возрастает.

Одним из главных факторов, внесших изменения в экологическую обстановку региона, является продолжающийся с 1977 г. подъем уровня Каспийского моря более, чем на 2,6 м. Одной из причин этого является увеличение объема стока Волги. За период наших исследований отмечался трехлетний период 1985-1987 гг., когда объем стока ежегодно более, чем на 60 км превышал среднемноголетний.

В связи с этим крайне остро стоит проблема объективной оценки состояния экосистемы региона, в том числе и водных масс.

Фитопланктон является важным объектом при контроле качества и состояния водных масс, так как он наиболее быстро и четко реагирует на изменения биогенной нагрузки на водоемы, давая адекватную оценку процессам, происходящим в них, отличаясь при этом наибольшим видовым разнообразием среди других гидробионтов в изучаемом регионе и массовостью видов-индикаторов.

Цель работы: оценить современное соотояние фитопланктона Волги и Северного Каспия, а также определить уровень сапробности вод.

Задачи работы, вытекающие из ее цели были следующие:

- изучить качественный и количественный состав фитопланктона

- ч -

в многолетнем аспекте, его сезонные флюктуации и пространственное распределение;

- выявить изменения в структуре фитопланктона с начала столетия, используя опубликованные материалы и собственные данные;

- дать оценку качества вод Северного Каспия и разнотипных водотоков Нижней Ьолги, ооновываясь на индикаторных видах фитопланктона с использованием количественных показателей его развития.

Научная новизна. На основании прямых наблюдений за состоянием фитопланктона дается комплексная оценка качества вод изучаемого региона в целом, чего ранее не осуществлялось. Впервые за многолетний период изучения альгоценозов Северного Каспия фитопланктон водоема в условиях ледового режима.

Апробация работы; основные положения работы докладывались на Всесоюзных и Международных конференциях: "Экологические проблемы Волги" (Астрахань, 1989); "Биологические ресурсы Каспийского моря" (Астрахань, 1992); "Эколого-зкономические и медико-биологические аспекты развития АГК" (Астрахань, 1993); "Тенденции изменений под действием крупных антропогенных и техногенных загрязнений" (Астрахань, 1994), а также на заседании Ученого Совета КаспНИРХа.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на ¿62 стр. машинописного текста и состоит из введения, трех частей с заключениями, каждая из которых содержит в себе 3-5 главы, выводов, списка литературы, включающего 167 источников, в том числе 15 на иностранном языке. Текст иллюстрирован 36 таблицами и II рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Диссертация выполнялась на основании материалов, собранных и обработанных автором в Астраханской гидрометобсерватории.

I - предустьевое пространство; П- - иго-западный район; Ш -центральное мелководье; I/ - юго-восточный-район У - Забурунье-яЛ^19б8) ^альскаЯ Бороздина. Районирование по В.Д.Левшако-

На Нижней- Волге 522 пробы отбирались в поверхностном слое воды один раз в сезон в весенне-осенний период 1984-91 гг.; в районе Астраханского промкомплекса (.АПК) и Астраханского газового комп-лекса(АГК) - ежемесячно. На Северном Каспии 411 интегральные пробы отбирались батометром Молчанова через 0,5; 2,0; 5,0 и 10 м в слое утроенной прозрачности в апреле, июне, августе, октябре 1984-90 гг. и 48 - в феврале и марте в условиях ледового режима с использованием вертолета в поверхностном, а там, где была возможна его посадка, и в придонном слое воды. Забор воды осуществлялся на 17 станциях четырех разрезов (рис.1).

Пробы фиксировались 40? формалином до 2% его концентрации (Кузьмин, 1975). Затем они сгущались, через ядерные фильтры с диаметром пор 0,38-1,00 мкм. Для более точного и полного определения видов изготавливались диатомовые препараты. Подсчет клеток до 100

экземпляров массовых видов и не менее б00 клеток всех встреченных видов проводился в камере Нажжота объемом 0,02 мл (Федоров, 1979). Таксономическое определение мелких центрических диатомей осуществлялось с помощью электронного микроскопа в ИБВВ РАН Генкалом С.И., за что автор работы крайне ему признателен.

При оценке качества вод использовались количественные характеристики развития фитопланктона и метод Пантле-Букка в модификации Сладечика. Индексы сапробности подсчитывались по численности видов-индикаторов.

Автор выражает благодарность Сокольскому А.#. за предоставленные материалы по фитопланктону Западных подстепных ильменей.

ЧАСТЬ I. ФИТОПЛАНКТОН НИЖНЕЙ ВОЛГИ

Фитопланктон на всем протяжении от Волгоградского водохранилища до предустьевого пространства имеет ряд общих черт развития.

Весной господствовали диатомовые водоросли. В июне происходила флюктуация альгоценозов, снижалась их продуктивность. В этот период начинали вегетировать сине-зеленые; достигая в августе пика своего развития, при этом часто наблюдалось "цветение" воды. Их доля увеличивалась с 18 до о 198^ по 1907 гг., в другие годы она не превышала 27-36?. Осенью происходило затухание вегетации летних комплексов. На большинстве пунктов по-прежнему доминирова-лисине-зеленые. Биомасса водорослей не превышала I мг/л.

Глава I. Фитопланктон Волгоградского водохранилища

Сведения о фитопланктоне фодохранилища обширны (Шило, 19ь5; далечина, 1968, 1973; Охапкин, Кузьмин, 1978). Уже на первых этапах его формирования отмечено появление новых видов. Однако из года в год снижалось разнообразие альгофлоры до II3-I82 (Климова, 1966). В верхней части акватории преобладали диатомовые, в нижней-

сине-зеленые водоросли.

На современном этапе нами зарегестрировано 162 таксона водорослей. Из них диатомовые составляли 45%, зеленые - 38!; сине-зеленые -16%. йкегодно встречалось от 76 до 93 видов.

В мае в верхней части водохранилища наблюдался рост численности фитопланктона с 1985 по 1989 гг. с 0,3 до 9,6 млн.кл/л, биомассы -с 0,21 до 5,43 мг/л, в нижней - с 2,1 до 4,8 млн.кл/л и с 1,25 до 7,84 мг/л соответственно. В средней части акватории эти показатели были нестабильны по годам и находились в пределах 0,2-3,0 млн.кл/л и 0,4-11,6 мг/л.

Увеличение продукции водорослей происходило^ за счет усиления вегетации господствующих в этот период Аи1аоов1га 1з1ашЛса, Stepha-по<11зсиз Ьа^гасЫЛ.Помимо этого характерен рост численности последнего от верхнего участка водохранилища к нижнему в 5 раз. В июне в нижней зоне он по-прежнему доминировал. Основу биомассы составляла Аи1асоз1га granulata. В июне-июле численностьзвв1а4опета ВиЪва1вшп достигала 2-12 млн.кл/л. В июле-августе в массе развивались зеленые, а в средней его части и сине-зеленые водоросли. Общая численность клеток относительно мая возрастала в 1985-86 гг. на 1-2 порядка. В другие годы численность и биомасса оставались в тех же пределах.

Осенью вегетация планктона затухает, особенно заметно в припло-тиннои зоне. В сентябре 1986 и 1989 гг. в средней части акватории численность водорослей оставалась высокой.

При оценке качества вод водохранилища ежегодно фиксировалось 3043 вида-ивдикатора, 50# из них относилось к^- и о-^-мезосапробам.

Весной индексы сапробности были более высокие (табл.1). Их значения повышались к приплотинной зоне. В 1985 г. по всему водохранилищу они приближались к значениям грязных вод.

Летом качество вод улучшалось по всей акватории, но в маловодные годы в июле - ухудшалось относительно июня в средней, в много-

Таблица I Среднесезонные значения индексов сапробности в Волгоградском водохранилище в 1984-09 гг.

сезон/го^: 1984 * 1985 : 1986 : 1987 : 1988 : 1989 :Средний ивдекс

Весна - 2,42 2,18 2,¿8 2,33 2,05 2,29

Лето 1,90 2,08 2,03 1,99 2,06 1,92 1,99

Осень 1,88 2,10 1,88 2,06 ¿,01 1,96 1,99

водные - в вррдней его зоне. Летом и в начале осени вода была умеренно загрязненной с отдельными участками с уклоном тс чистым. Уровень сапробности несколько повыиался к октябрю.

Глава 2. Фитопланктон низовий Волги

На протяжении всего периода исследований фитопланктона Нижней Волги отмечалось его большое разнообразие и высокая продуктивность (Лебедев, 1907; Зльдарова-Сергеева, 1913; Горбунов, 1965, 1970, 1971 Волошко, 1969, 1971, 1972; Охапкин, 1978).

За время наших наблюдений зарегестрировано 390 таксонов водорослей. Ежегодно отмечалось 166-179 видов, в 1985 г. - 293, в 1986г. '¿44. На долю диатомовых приходилось 45-53? таксонов, зеленых - ¿838£, сине-зеленых - 11%, Золотистые, эвгленовые, пирофитовые встречались спорадически.

Веоной пик развития планктона приходился на 1965-86 гг. и 1989 г. (табл.2). У с.Каменный Яр численность планктона небольшая, она снижается вниз по течению до вершимы дельты в маловодные 1984 и 1988 гг., в многоводные 1985-87 гг. в -»том пункте она повышается. В районах АПК и АГК происходит всплеск в развитии водорослей.

В мае доминировал э. ЬапФгаеЬИ - 50-83$ от общей численности водорослей. Наибольшее развитие (2-11 млн.кл/л) он имел в 19Ь5-

Таблица 2

Средние значения численности (числитель, млн.кл/л) и биомассы (знаменатель, мг/л) фитопланктона нижней Волги

год/сезон: 1984 : 1985 : 1986 : 19«7 : 1988 : 1989 : 1990

Весна 1,32 2773 тМ 10775 8,78 М5 1735 3,9» 57Ш 6,65 I777O 3.49

Лето 13,68 1,96 3,79 Т777 Ы9 г/го ftS 13,40 2,56 ».61 27ТО

Осень 17,11 '0,71 2.39 0772 0,88 0?29 2,18 0722 3,30 0777 37,79 2;ьч оттг

Ьб гг.. Суодоминирующий вид A.ialendica уступал ему на 1-2 порядка. Эта водоросль в апреле 1989 г. при высоком уровне половодья достигала 5-6- млн.кл/л численности и 27-41 мг/л биомассы.

С июля по численности доминировали сине-зеленые водоросли, главным образом^АрЬап^ошепоп, flos-aqua и ВИДЫ Р°Да Microcystis» а также диатомовая s.subsalsum (I-I7 млн. кл/л), по биомассе -Actino-cyclus normanii f. subsalsa » который впервые был обнаружен в Волгоградском водохранилище в 1988 г. (Генкал, Лабунская,.1992). В 1991 г. он уже имел численность 3,5-4,4 млн.кл/л и биомассу -1б-5£ мг/л. В предыдущие годы основу биомассы летом составляла A.granulata. Урожайность ее увеличивалась к августу до 1-5 млн. кл/л. Эти водоросли в больней степени развивались в районе АПК.

Осенью вегетация планктона затухает. Лишь в 1984 г. Microcystis aerugenosa усилил . вегетацию до 78 млн.кл/л и в 1989 г. г. А. flos-aqua в районе АПК до 41 млн.кл/л, что вызвало "цветение" воды.

При сапробиологической оценке низовий Волги ежегодно фиксировалось 49-76 видов индикаторов. Около 50£ приходилось на o-f-и ^-мезосапробов, Однако число d- и jj-rf-мезосапробов возрастало к 1989 г.

- 10 -

Весной уровень евтрофирования вод высокий, особенно, у с.Каменный Яр (индексы сапробности - '¿,17-2,36). Вниз по течении в I98Í 86 гг. качество вод улучшалась до верхней границы АПК. В районе АПК индексы повышались. В последующие годы качество вод улучшалось уже у вершины дельты.

Средние индексы сапробности весной возрастали к 1989 г., в пос ледующем шло их снижение, главным образом, за счет улучшения качества вод в дельтовых водотоках (табл.3). Из этого ряда выделяется 1985 г., что объясняется повышенным объемом стока Волги, высоким уровнем стояния вод зимой и длительным (3 месяца) половодьем. Это вызвало увеличение биогенной нагрузки на бассейн Волги. В последующие годы шло нарастание индексов по всей исследуемой акватории, более значительное в верхней зоне и у АПК. Объяснить что лишь стоком паводковых вод нельзя, поскольку его характеристики в 1987-88 и были близки по основным параметрам, а годовой объем стока в 1988 г. был даже ниже, чем в предыдущие годы. Следовательно, с 1986 г. усиливалось влияние антропогенного фактора, ведущего к ухудшению качества вод низовий Волги.

Летом уровень евтрофирования снижался. В 1984 г. на вершине дельты вода была чистой, у АПК и в мелких водотоках - умеренно загрязненной. В 1985 г. произошло резкое ухудшение качества вод в сравнении с предыдущим годом, особенно в дельтовых водотоках, В последующие годы оно улучшилось, но у с.Каменный Яр ивдексы сапробности были более высокие, относительно других пунктов наблюдения, а в 1988 и 1991 г. и в районах АПК и АГК.

Осенью 1987-88 гг. и в 1990 г. в низовьях наблюдался процесс вторичной евтрофикации. Во все годы наблюдения качество вод ниже у АПК и АГК. Так, в районе АГК в 1988 г. 81% численности фитопланктона составлял ¿.-мезосапроб Navícula cryptocephaia^ что объясняется малой проточностью водотоков и возросшей хозяйственной деятельное-

Таблица 3

Средние индексы сапробности в низовьях Волги в 1984-90 гг.

сезон/год:~1984 7 1985~:~198б 7 1987~:~1988 7 1989? 199о7С?^Е

Весна 2,13 2,25 2,15 2,21 2,29 2,16 2,22 2,20 Лето 1,90 2,13 2,02 1,9 7 2,01 1,98 2,00 2,00 Осень 1,86 2,14 1,98 2,07 2,08 1,99 2,12 2,03

тьв человека в ?том районе. В 1990 г. до 95-100? численности приходилось на ^-¿-мезосапроба а. £1оз-аяиа.

Параллельно с методом Пантле-Букка для обоснованности выводов нами была использована Эколого-санитарная классификация качества поверхностных вод суши Оа'укинский, Оксиюк, 1983). Она позволяет дать оценку состояния природных вод на основании гидрохимических показателей и по биомассе фитопланктона.

Весной биомасса не превысила 10 мг/л, что отражает "умеренно загрязненные" воды. В 1985 г. у АПК и в водотоках дельты она была более 10 мг/л - "сильно загрязненная" вода. В апреле 1988 г. наиболее высоким (.30-47 мг/л) этот показатель был также в районах АПК и АГК, а в 1991 г. летом на вершине дельты (16-45 мг/л) и у АПК (4257 мг/л) и соответствовал "сильно загрязненным" водам.

В этот период при сравнении биомасс фитопланктона и концентрации нитратов по акватории наблюдалась прямая, а по концентрации нитритов - обратная зависимость. Однако по содержанию биогенов воды Нижней Волги оценивались как "слабо и умеренно загрязненные".

Летом их концентрация в воде сокращалась и не выходила за пределы качества вод "чистой и умеренно загрязненной" зон. По величинам биомассы водорослей акватория оценивалась как "вполне чистая" в верхней ее зоне, а на остальных пунктах -"достаточно чистая" и "слабо загрязеннная".

- 12 -

Анализ значений средних индексов сапробности в районе АПК в текущем столетии проведенный А.Г.Охапкиным и Г.В.Кузьминым (1969, 1975) показал, что в начале века они были в пределах 1,63-1,75 во все сезоны года, в 70-е годы - повысились до 1,80-1,84, в 80-е годы по нашим данным весной - до 2,20, летом и осенью до 2,00-2,03.

Глава 3. Фитопланктон западных подстепных ильменей

Западные подстепные ильмени, образованные в результате перемещения дельты Волги в сторону моря, являются пресными (иногда засоленными) водоемами, расположенными в глубине степных пространств и имеют большое экономическое значение благодаря своей высокой рыбопродуктивности (Горбунов, 1976). Здесь вследствии благоприятных природных условий возможна активная рыбохозяйственная деятельность. Поэтому сохранение экосистемы ильменей в устойчивом состоянии крайне важно.

Летом 1985 г. в водотоках 20-90$ численности составляла Merismo-pqdia punctata , а также виды рода Oecillatoria, главным образом, O.planctonica (10-64,t). Общая численность фитопланктона была в пределах 8,4-1491 млн.кл/л. Биомасса в большинстве случаев превышала 20 мг/л, а иногда и 50 мг/л, что характеризует их как "сильно загрязненные" и "весьма загрязненные" воды. Однако в водоемах обильно развивались представители достаточно чистых вод, и несколько уступали им индикаторы слабо загрязненных вод, поэтому индексы сапробности не превышали 1,90-2,23.

Глава 4. Фитопланктон р.Ахтуба

В связи с государственной программой по ликвидации ракет CC-I и СС-2 на полигоне Капустин Яр, расположенном вблизи р.Ахтуба с

1988 г. Госкомгидромег ССОР зел регулярный анализ состояния экологической обстановки в регионе, в том числе, и фитопланктона (Язов,1990).

В июне в водотоке доминировали диатомовые", в августе - сине-зеленые, благодаря чему средняя численноать водорослей возросла к концу лета с 5,4 до 7,5 млн.кл/л при неизменной биомассе 3 мг/л,

В июне основу фитопланктона составляли виды, характерные для р.Волги. В августе основу биомассы представляла ¿.granulate- Ее вегетация усиливалась от г.Средняя Ахтуба вниз по течению с 0,03 до 8,82 млн.кл/л у с.Покровка. Массовые виды июньского комплекса встречались еденично. По численности преобладали виды рода Microcystis В сентябре их численность уменьшилась на ¿-3 порядка, хотя они по-прежнему доминировали. В октябре вегетировали, в основном, диатомовые.

В период наблюдений наименьшее развитие фитопланктон имел у г.Средняя Ахтуба, а осенью и у г.Ленинск.

Индексы сапробности у г. Средняя Ахтуба с июня по сентябрь максимальны - ¿,10-2,41. У г.Ленинск - минимальны - 1,81-1,93, но в октябре здесь зарегестрирован максимальный индекс 2,53 для всего периода исследований на Нижней Волге.

В целом, исследования показали, что ликвидация ракет не оказывала влияния на фитопланктон водотока. В то же время прослеживалось уменьшение его урожайности у крупных населенных пунктов.

Уровень сапробности снижался от июня к августу, к октябрю он повышался. Воды реки можно отнести к умеренно загрязненным, а у г.Средняя Ахтуба в сентябре и у г.Ленинск в октябре - к грязным.

ЧАСТЬ П. ФИТОПЛАНКТОН СЕВЕРНОГО КАСПИЯ

Первые краткие сведения о водорослях Северного Каспия даются Генкелем А.Г. (1909). Количественные методы его исследования в различных аспектах начались в 30-е годы (Усачев, 1948; Смирнова, 1949).

Систематические наблюдения за альгофлорой проводились В.Д.Левшаковс (1963, 1965, 1967, 1968а,б; 1970, 1971, 1972а,б). Обширные таксоно» ческие исследования осуществлялись Макаровой И.В. (1961а,б), Пройм ной-Лавренко А.И. (196ба-г). Последние описания о фитопланктоне Северного Каспия за 1962-76 гг. приводятся в монографическом сборнике "Каспийское море. Фауна и биологическая продуктивность" (1985).

Глава I. Гидрологические и гидрохимические условия Северного Каспия

Северный Каспий является мелководной частью моря, средние его глубины составляют 5-6 м, максимальные - 15-20 м.

Особое значение для биологической продуктивности акватории им вт режим солености, и в первую очередь, в зоне трансформации (соле ность 2-8?.) речных вод в морские. Основными факторами, формирующи ми его являются речной сток и динамика вод. Соленость колебалась о: О,И. в предустьевой части моря до 12-13$. на границе со Средним Каспием.

Весной наиболее прогрето предустьевое пространство, среднегодс вые значения температуры воды возрастают с севера на юг на 0,8-1,0е и с востока на запад на 0,6-1,2°С. Максимальные температуры в море (30°С) отмечаются в августе, минимальные - в январе-феврале (-0,3-0,7°С) (Катунин, 1986).

Гидрохимический режим Северного Каспия так же , в основном, зависит от влияния стока Волги и отличается большой изменчивостью по сезонам. В.период 1981-86 гг. произошла перестройка биогенного стока Волги. Увеличилось поступление в море кремнекислот и минеральног фосфора, концентрация аммонийного азота снизилась, что свидетельствует об усилении евтрофирования вод Северного Каспия в 80-е годы (Абиева, Вавилин, 1989), По сравнению с 70-ми годами вынос органичес кого вещества в море в 80-е годы вырос в I,6 раза в половодье и в

1,9 раза за год.

Глава 2. Подледный фитопланктон Северного Каспия

Краткие данные о подледном фитопланктоне Северного Каспия в 1937 и 1941 гг. приводятся П.И.Усачевым (1948). В последующем подобные исследования не проводились.

Ледовый рехим в 1986-87 гг. был характерен для умеренных зим (Бухарицин, 1987). Температура воды не превышала 0,0-1,6°С.

В феврале фитопланктон беден. Было обнаружено 55 таксонов водорослей, из них 42 - диатомовых. Общая численность составила 2227 тыс.кл/л, биомасса - 0,01-2,27 мг/л.

На виды пресноводного комплекса приходилось 15£ от общего количества водорослей, тогда как в весенне-осенний период они достигали 52# (Левшакова, 1970). Наиболее разнообразными были солоновато-пресноводные (48$). Морские водоросли (21$) отмечались по всей акватории и составляли основу биомассы. Более обильно они развивались в зоне плавучего льда на юге Северного Каспия. Численность Rhizosolenia calcar-avis достигала здесь 16 тыс.кл/л, Chaetoceros wigchamii ~ 32-53 тыс.кл/л. На остальной части акватории численность последней была ниже - 0,5-11,3 тыс.кл/л.

В восточной половине моря при толщине льда 10-35 см планктон встречался лишь у дна (11-27 таксонов на станции). В западной части предустьевого пространства и в юго-западном районе, где пробы отбирались лишь в поверхностном слое воды, поскольку посадка вертолета была невозможна, состав фитопланктона беднее (5-10 таксонов), но биомасса его здесь выше.

Среди зеленых по всей акватории вегеыровала Binuclearia leur tertorni^ocrarafl в районе Уральской бороздины 150 тыс.кл/л.

В марте состав водорослей расширился до IB4 таксонов. Диатомовых было встречено 118, зеленых - 35, сине-зеленых - 26, пирофи-

товых - 4, золотистых - I вид. На каждой из станций отмечалось от 6 до 66 видов.

Общая численность была в пределах 4-3950 тыс.кл/л, биомасса 0,02-5,92 мг/л, при более высоких показателях в предустьевом прост ранстве. 3 западной его части по численности доминировали М1сгосу^ £гвуе11е1, 16.ри1увгеа , по биомассе -СушЪеПа аХ11п1в, С.1апсеоЗ^ Зр1гоеуга вр.^ЬахгЪгвоЬИ. Последний в центральной части района у дна достигал- 2 млн.кл/л.

Видовое разнообразие водорослей, их количественное развитие уменьшалось с оеьера на юг и с запада на восток. Однако на станциях граничащих со Средним Каспием состав водорослей расширялся. Преобладали а. погтап1± виЪва1ва, Созс1пой1есиа 1асиз-Ьг1а, Зсе1е1:опе-ша costatum, 3. 8иЪза1зит.

Как и в феврале в восточной половине моря при толщине льда 35 см вегетация водорослей ограничена,особенно, в районе Забуруньет Урал. В районе Уральской бороздины она выше за счет развития 01поЬ-г^оп зег1;и11аг1а, А.погтапИ ^виЪаа1аа, Н.св1саз>-ат1в»

Практически по всему корю была распространена инОеМа вег1а*е (0,5-137,3 тыс.кл/л) с максимальным развитием в предустьевом пространстве. Эта водоросль, а также и Ме1ов1га топ±И£огт1в (8 тыс. кл/л), встречавшаяся у о.Кулалы,нами зарегебтрированы впервые для Северного Каспия.

Б целом, альгофлора Северного Каспия в феврале сильно обеднена. Ледовый режим является сдерживающим фактором в его развитиии. В восточной части акватории основу альгоценозов составляют пресноводные и солоноватоводно-пресноводные водоросли; в западной - типичные каспийские виды, вносимые водами Среднего Каспия. При этом соленосп воды на выходе Волго-Каспийского канала достигала 9*». (данные ледовой авиаразведки от 15.02.86 г.). Волжские воды на состав планктона здесь практически не оказывали, он отмечался лишь в придонном слое

воды, в верхнем же слое подо льдом водоросли отсутствовали.

В марте в период еще существующего ледового режима, когда восточная половина акватории покрыта припаем, а западная - припаем и плавучим льдом фитопланктон обилен и разнообразен. Развиваются как виды, характерные для весенне-осеннего периода, так и виды зимних комплексов. Практически по всему мор» преобладают диатомовые, на предустьевых станциях - сине-зеленые и хлорококковые. Здесь фитопланктон вегетирует интенсивнее, особенно, в зоне влияния основного стока Волги в' западной и центральной частях района. На востоке Северного Каспия он значительно беднее, однако в придонных слоях воды его разнообразие сохраняется.

глава. 3. Фитопланктон Северного Каспия в весенне-осенний период. Уровень сапробности вод.

Фитопланктон Северного Каспия представлен шестью группами, из них диатомовые, зеленые и сине-зеленые водоросли преобладают, пирофи-товые имеют подчиненное значение, золотистые весной и эвгленовые летом встречаются спорадически.

В 198ч г. зафиксировано 234 таксона водорослей, в 1985 г. - 411, в 1986 г. - 322, в дальнейвем их количество снижалось до 173 в х990г.

В препуатм^нпм пространстве во все сезоны фитопланктон наиболее продуктивен и разнообразен.

В апреле в западной части района его численность достигала 1,821,9 клн.кл/л, биомасса - 0,60-10,71 мг/л, в восточной - 0,6-10,9 млн.кл/л и 0,13-15,00 мг/л соответственно. До 88-95£ численности приходилось на долю а.Ьаг^геоЬИ. но в некоторые годы доминировала 5се2а^пета соз(а1;ил#

В июне обильно вегетируюг сине-зеленые, в результате чего чис-иенность планктона возрастает относительно апреля, биомасса - уменью е тс я.

- 18 -

В августе наступает пик вегетации фитопланктона, особенно, в западной части района, где его численность достигала 28-1822 млн. кл/л при биомассе - 9,39-23,54 мг/л. В центральной части района в 1986-90 гг. - 43-797 млн.кл/л и 30,15-40,56 мг/л соответственно. Максимальная биомасса 47 мг/л была зафиксирована в 1987 г, в западной части района. В этом месяце 52-8б£ численности составлял к.ри1-теге а» 57-99% биомассы - крупные центрические диатомеи, главным образом, А. еЪ. погтапИ Г.зиЪва1ва.

В октябре вегетация водорослей сокращается, но в 1985-87 гг. биомасса водорослей остаемя высокой, достигая в западной части района 17,5 мг/л.

В центральном мелководье наиболее наглядно проявились процессы формирования и развития фитоьенозов эстуарной зоны в зависимое™ от объема стока, что в большей мере проявилось летом и осень».

На севере района фитопланктон имел наибольшее развитие.

В апреле здесь встречались, в основном, пресноводные виды. Не востоке и юге района, слабо подверженном влиянию речных вод, фитопланктон был менее разнообразен. Часто доминировали морские с.1»1я-сЬат!1, 11Мгозо1еп1а Хгав111аз1та, Л. са1саг-ат18.

Общая численность на севере района в многоводные годы была в пределах 0,08-9,35 млн.кл/л, биомасса - 0,06-1,73 мг/л, в маловод-ныеные - на 1-2 порядка ниже.

В июне на севере района биомасса водорослей достигала 3,3613,12 мг/л в многоводнее годы, в другие годы наблюдения она не превышала 0,13-2,47 мг/л. При этом численность водорослей во все годы наблюдения оставалась высокой - 28-316 млн.кл/л, до 99$ ее состав.-ляли сине-зеленые.

В августе фитопланктон обильно вегегировал по всему району исследований. Его численность находилась в пределах 1-332 млн.кл/л, биомасса - 0,15-23,04 мг/л. Минимальными эти показатели были на

зосгоке района.

Летом в центральном мелководье развиваются водоросли, характеров для предустьевого пространства в этот период, однако в некоторые годы субдоминирующим видом была пирофитовая Exuviella cordata.

В октябре, как и в другие месяцы исследования обильнее фитоплан-itoh вегетировал на севере района, где его общая численность в много-зодные годы была в пределах 24-113 млн.кл/л, биомасса - 3,02-20,10 <г/л. В другие годы эти показатели на 1-3 порядка ниже.

В юго-западном районе структура фитоценозов и его количественные сарактеристики близки к таковым центрального мелководья. Весной на~ )яду с пресноводными водорослями вегетируют и морские виды. По мере гменьиения влияния речного стока доля пресноводной флоры снижается, i морская развивается не столь обильно, поэтому фитопланктон здесь [еден, его численность на 1-2 порядка ниже, биомасса сокращается нерачительно благодаря развитию крупных центрических диатомовых. В гноговоднне годы фитопланктон обильно развивался по всему району.

В июне пресные воды проникают и в юго-западный район, что особенно характерно для 1985-87 гг., когда здесь планктон вегетировал обильнее, чем в предустьевом пространстве. В августе численность клеток несколько снижается из-за уменьшения вегетации зеленых и диатомовых, но биомасса увеличивается благодаря.распространявшимся здесь A.et.normanii f. subsalsa, R. calcar-avis.

В октябре численность была в пределах 0,1-14,5 млн.кл/л, биомасса - 0,05-5,84 мг/л с максимальными показателями в многоводный период.

В вго-восточном районе вегетировалк, в основном, диатомовые морской и солоноватоводной групп. Весной их количественные показатели были минимальными для Северного Каспия и не превышали 0,0010,340 млн.кл/л и 0,01-1,71 мг/л. В июне флористический состав ьодо-рослей расширялся за счет сине-зеленых, а в августе и зеленых форм.

- го -

Здесь обильно развивались виды рода Cyciotella » среди них с. с pia достигала 3,3 млн.кл/л. Осенью в районе планктон очень беден.

В районе Уральской бороздины продукция водорослей не высокая.

В апреле численность была в пределах 0,03-3,67 млн.кл/л, биома 0,05-14,70 мг/л. Доминировал A.et.aoroanil 1. subsalsa не встреч юдийся в этот период на других станциях. Для района в этот период характерно большое видовое разнообразие родов Hitzschia и Naviculi

В июне продукция водорослей несколько увеличивается. В массе в гетировали сине-зеленые, особенно на юге района, но до 70£ биомасс составляли диатомовые. В августе урожайность планктона повышалась., 20 мг/л. Обильно развивались здесь пирофитовые, главным образо»^В.< data. Осенью структура летних ценозов оставалась неизменной при бо лее низких количественных показателях.

Район Забурунье-Урал испытывает влияние пресноводного стока Ур Поэтому характер развития и сезонная флюктуация планктона сходны с таковыми в предустьевом пространстве Волги, хотя он здесь не столь обилен.

При оценке уровня сапробности вод Северного Каспия ежегодно pi гисгрировалось 47-69 видов-ивдикаторов, аз них 66-76% составляли o-ji- и js-мезосапробы.

Наиболее высокий уровень сапробности был в 1984-85 гг,(табл.3'

Таблица 3

Средние индексы сапробности вод Северного Каспия по сезонам в период 19в4-90 гг.

се7он/год:1^984~:Г985~:Г9^~:Т987-:Г988_:~1989:~1990:Срёддай индекс

апрель 2,18 2,11 1,99 1,95 2,06 1,97 2,00 2,00

июнь 2,15 2,02 2,02 1,93 2,03 1,94 1,98 1,98

август - - 2,07 1,95 2,05 - 1,97

октябрь 2,13 2,09 2,09 1,9 7 2,02 1,92 2,07 2,02

альнейием он снижался и оставался стабильным во все сезоны.

В апреле неблагополучная сапробиологическая обстановка склады-ась в западной части предустьевого пространства и в районе, рас-оженном севернее о.Кулалы, где в- результате своеобразных гидро-ических условий наблюдается процесс циркуляции водных масс и не исходит водообмена с другими районами моря, что ведет здесь к опленив органического вещества (Бовдаренко,Косарев, 1990). В этом оне в 1985 г. были зафиксированы максимальные индексы сапробности

Северного Каспия (2,40-2,41).

Весной в западной части акватории от северных станций к южным ество вод улучшается, в центральной и восточной - ухудшается.

В июне наиболее загрязнено центральное мелководье.и район Ураль-й бороздины. Массовыми становятся /-¿-мезосапробы М.риЛлгегеа X,

(до 67£),.Мег1еторе<11а tenuissimíдo 46$), ^-мезосапробы виды 1 Эсепейевтиа, Ре^ав'Ьгит, В1с1;!(озр11аег1ит ри1сЬв11иш.

В августе более высокий уровень сапробности был в юго-западном >не. При этом в западной части Северного Каспия биомасса водорос-часто превышала 20 мг/л, что свидетельствует о"сильно загрязнен-1 водах. В то же время численность широко распространенного вида :ог<1а1а , признанного индикатора евтрофирования морских вод [ревышала 2-3 млн.кл/л, тогда как в Черном море при "цветении" [ этой водорослью она достигала 224 млн.кл/л (Нестерова, 1985). это свидетельствует об относительно невысоком уровне евтрофиро-я вод Северного Каспия.

Осенью вторичная евтрофикация наблюдалась в западной части ис-уемой акватории и на севере центрального мелководья.

В целом, во все сезоны наблюдения уровень сапробности не выхо-за пределы умеренно загрязненных вод.

ВЫВОДЫ

1. Состав фитопланктона исследуемого региона в основном сходе практически на всем протяжении от Волгоградского водохранилища до предустьевого пространства Волги. Весной доминирует диатомовые вод росли, лемм по численности - сине-зеленые, вызывая в годы с пониженным объемом стока "цветение" воды.

2. На развитие фитопланктона Нижней Волги и Северного Каспия оказывают влияние как гидрологические, так и антропогенные факторы, В водохранилище урожайность водорослей возрастает к приплотинной зс не. Вниз по течению к вершине дельты в маловодные годы она снижается, в многоводные - повышается. В районе АПК и АГК происходит всплес вегетации водорослей.

3. На Северном Каспии при увеличении объема речного стока численность планктона возрастает. Весной при этом биомасса его уменьшается, то есть растет доля мелкоклеточных форм планктона. Зона мак симального развития водорослей в маловодный период охватывает пред-устьевое пространство, а в многоводный - и север центрального мелководья. Летом она смещается в центральное мелководье и юго-западный район.

с Волге на протяжении столетия идет оскудение видового сос' тава фитопланктона, а после зарегулирования русла реки и частичное его изменение, в то же время произошло увеличение количественных показателей развития планктона. Часто в апреле в речных водах, а в августе - в речных и морских - биомасса превышала 20-50 мг/л. Основу ее в Волге весной составляла' А.1а1ап<Исч, в августе по всему региону исследований - А.е*;.погтап11 х.виЪза1ва, новый для речных вод вид. На Северном Каспии в 80-е годы часто на его долю приходилось 70-98? биомассы,, тогда как в 60-70-е годы ее основу составляли Зр1гоеуга з£.,Е.са1саг-ау1а. При этом в море за текущее столетие

- 23 -

средние значения биомасс увеличились в 1,5-3,0 раза.

5. На Нижней Волге более высокий уровень сапробности отмечался весной, особенно в многоьидный перии*. В верхнем и никнем бъефах плотины, в районах АПК, АГК качество вод приближалось к грязным. По биомассе планктона вода оценивалась как "умеренно загрязненная", а в многоводные годы -"йильно загрязненная". К осени качество вод улучшается до "умеренно загрязненных", но остается низким в районах крупных населенных пунктов, в приплотинной зоне водохранилища и в рукавах дельты.

6. Акватория Северного Каспия оценивается как умеренно загрязненная с отдельными участками умеренно загрязненных с уклоном в гряз-■ше. Зоны наибольшего загрязнения расположены: весной - в предустье-зом пространстве; в июне - в центральном мелководье к в районе Ураль-;кой бороздины; в августе - на севере центрального мелководья и в jro-западном районе; в августе-октябре - в западной части предустье-юго пространства.

'ЛИТЕРАТУРА

1. Лабунская E.H. Исследования биоценозов Северного Каспия как ндикаторов загрязнения. Тезисы докладов к региональной конференции Экологические проблемы Волги" Астрахань, 1989.

2. Лабунская E.H. Каспийское море. Краткая характеристика био-огического режима. Фитопланктон. Обзор экологического состояния моей СССР и отдельных районов мирового океана за 1989 г.: Л. Гидро-етеоиздат. 1990.

3. Лабунская E.H., Бухарицин П.И. Управление водными ресурсами, агрязнение вод низовьев Волги и дельты. Специальное издание Между-1родного бюро по изучении водоплавающих птиц водно-болотных угодий, зтрахань. 1992.

4. Лабунская E.H., Генкал С.И. Новые и интересные диатомовые водоросли планктона Волги и каспийского моря// Биология внутренних во, Информ. бюллетень Ш. 1992.

5. Лабунская E.H. Фитопланктон Северного Каспия, его индикатора значение в определении качества вод. Тезисы докладов I Международно! конференции "Биологические ресурсы Каспийского моря". Астрахань.199<

6. Лабунская £.Н. Сапробиологическая оценка вод низовий Волги пс фитопланктону// Водн. ресурсы. 1993.

7. Лабунская E.H. Влияние сточных вод очистных сооружений АПК не фитоценозы Волги. Тезисы докладов Международной научно-практической конференции "Эколого-экономические и медико-биологические аспекты развития Астраханского газового комплекса" Астрахань. 1993.

8. Лабунская E.H. Исследования фитопланктона Северного Каспия ка индикатора загрязнения// Водн. ресурсы. №4. 1994.

9#. Лабунская E.H. Изменение структуры альгоценозов Северного Кас пия под влиянием антропогенных и гидрологических параметров. Тезисы докладов Всеросийской конференции "Тенденции изменений под действием крупных антропогенных и техногенных загрязнений". Астрахань. I99J ip„ Лабунская E.H. Фитопланктон Северного Каспия в феврале 1986 г. Тезисы докладов научной конференции аГПИ им. С.М.Кирова. Астрахань. 1994. Вып.4.

11. Лабунская E.H., Кисилева Л.А., Фильчаков З.А., Некрасова С.О., Чуйков Ю.С. Оценка степени загрязнения поверхностных вод дельты Волги по гидрологическим показателям. Информ. сборник "Экология Астраханской области". Вып.З. Астрахань. 19У4.

12. лабунская E.H. Структура альгоценозов и качество вод низовий Волги. Тезисы докладов IУ Зсеросийской конференции по водным растениям. Борок. 1995.

Ti рак J00 ок"