Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фитопланктон Веселовского водохранилища как показатель состояния экосистемы

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Фитопланктон Веселовского водохранилища как показатель состояния экосистемы"

Направахрукописи

САФРОНОВА

Людмила Михайловна

ФИТОПЛАНКТОН ВЕСЕЛОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ

Специальность 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону2004

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии Азовском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства (ФГУП "АзНИИРХ").

Научный руководитель: лауреат Государственной премии СССР

доктор биологических наук Макаров Эдуард Владимирович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Абросимова Нина Акоповна

кандидат биологических наук Житенева Людмила Дмитриевна

Ведущая организация: Кубанский Государственный Университет

(г. Краснодар)

Защита состоится " 17 "декабря 2004 г. в / с? часов На заседании Диссертационного Совета К.307. 011.01. при Федеральном Государственном Унитарном Предприятии Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (ФГУП "АзНИИРХ") по адресу г. Ростов-на-Дону, ул. Береговая 21/2.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Азовского научно-исследовательского института рыбного хозяйства

Автореферат разослан ноября 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Кандидат биологических наук Зинчук О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность работы. Водохранилища, как водоемы комплексного хозяйственного использования, испытывают мощный антропогенный прессинг, что в сочетании с климатообусловленными и биотическими ритмами и определяет становление их экосистем.

Экосистема Веселовского водохранилища за 70 лет своего развития претерпела значительные изменения. Водные ресурсы водоема использовались различными отраслями народного хозяйства, приоритетной из которых было орошаемое земледелие. Этот некогда высокопродуктивный водоем, дающий 17 тыс. ц рыбы в год, к началу 90-х годов в значительной степени утратил свое рыбохозяйственное значение, что было связано, в основном, с нарушением условий естественного воспроизводства и высоким уровнем химического загрязнения. С середины 90-х годов в результате сокращения сельскохозяйственной деятельности на водосборе наметилась тенденции к улучшению экологического состояния водоема. Одним из информативных показателей в оценке этих изменений является фитопланктон, чем и вызвано включение этого параметра в программу рыбохозяйственного мониторинга.

Данная работа является частью комплексных, многолетних исследований по изучению формирования гидробиологического режима, оценке сырьевых ресурсов и запасов промысловых рыб водохранилищ Манычского каскада.

Цель и задачи исследований. Оценить современное экологическое состояние Веселовского водохранилища на основании структурно-функциональных характеристик фитопланктона

Для достижения основной цели были решены следующие задачи.

- изучен современный видовой состав фитопланктона;

- изучено количественное развитие сообщества в сезонном и пространственном аспектах;

- выявлены особенности пространственного распределения;

- рассмотрены многолетние изменения фитопланктона на основе собственных и литературных данных;

- рассчитаны основные элементы биотического баланса.

Научная новизна. Рассмотрены особенности развития и

распределения фитопланктона Веселовского водохранилища в современный период. Показана доминирующая роль антропогенного фактора в формировании фитопланктонного сообщества. Дана оценка состояния экосистемы по результатам изучения фитопланктона.

Практическая значимость заключается в пополнении сведений по качественной и количественной характеристикам фитопланктона. Результаты работы могут быть использованы при разработке природоохранных и рыбохозяйственных мероприятий, обеспечивающих

рациональное использование водохранилища.

Положения, выносимые на защиту. Сообщество фитопланктона формируется за счет развития эвригалинных видов, как морского, так и пресноводного генезиса, соотношение которых позволяет характеризовать флору Веселовского водохранилища как пресноводно-солоноватоводную.

При значительном биотическом разнообразии для сообщества фитопланктона установлена высокая монодоминантность.

Количественное и качественное богатство фитопланктона наиболее выражено в прибрежных акваториях. Видовое обилие увеличивается от весны к лету, а вегетационный максимум развития формируется в июле-августе.

В структуре сообщества выделено 3 фитоценоза (Gymnodinium, Detonula, OscШatoria), формирование которых определяется режимом эксплуатации водоема.

Воды Веселовского водохранилища относятся к умеренно загрязненным.

По уровню развития фитопланктона Веселовское водохранилище является мезотрофным с достаточно сбалансирбванными элементами биотического баланса.

Апробация работы. Результаты научных исследований, составляющих основу диссертации, докладывались на межлабораторных семинарах АзНИИРХ, УШ-м съезде Гидробиологического общества РАН (Калининград, 2001 г.), Международной конференции "Проблемы сохранения экосистем и рационального использования биоресурсов Азово-Черноморского бассейнов" (Ростов-на-Дону, 2001), Международной конференции "Экологические проблемы крупных рек-3" (Тольятти, 2003), 4-ой Международной конференции Ассоциации балканских стран по охране окружающей среды (Турция, 2001).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ

Декларация личного вклада автора. Исследования проведены автором в период с 1993 по 2002 г. Сборы гидробиологических проб, камеральная обработка проб фитопланктона, цифровая и литературная обработка материала, расчет элементов биотического баланса, написание и оформление работы выполнено автором лично.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов и 2-х приложений, изложена на 127 листах машинописного текста, иллюстрирована 10 рисунками и 20 таблицами. Список литературы включает 136 источников, в том числе 14 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Материал и методы исследования.

В основу работы положены сборы фитопланктона, выполненные в период с 1993 по 2002 г. Пробы собирали в июле-августе, а в 2000 - 2002 г.г. во все сезоны (весна, лето, осень). При сборе и обработке материалов использовали стЪйДартньщ: методики (Киселев 1969; Абакумов 1983).

Подсчет численности осуществляли на специальных счетных стеклах или в камере типа Нажотта V=0,1 мл. За единицу измерения численности принимали для нитчатых форм (Anabaena, Aphanizomenon, OsciUatoria) -длину нити равной 50 мкм; для колониальных форм (Microcystis) -количество колоний, для остальных форм - 1 клетку. Расчет биомассы проводили счетно-объемным методом. Всего собрано и обработано 220 количественных и 36 качественных проб.

Отделы водорослей представлены согласно классификации, принятой в серии "Определитель пресноводных водорослей СССР" с дополнениями из справочника "Водоросли" (Вассер и др. 1989). Систематика диатомовых водорослей приводится по классификации, предложенной отечественными альгологами (Диатомовые водоросли СССР, 1988, 1992). Для криптофитоввгх принята классификация Бутчера (Butcher, 1967), для динофитоввгх - система морских динофлагеллят А. Sournia с изменениями, внесенными Г.В. Коноваловой (1998). При классификации отдела зеленых водорослей использована система, принятая в справочнике "Водоросли" (Вассер и др., 1989), систематика порядка Chlorococcales приводится по системе О.А. Коршикова (1953).

Экологическую характеристику видов составляли по системам, принятым в экологии и географии водорослей. При делении видов на классы галобности использовали классификацию А. И. Прошкиной-Лавренко (Прошкина-Лавренко, 1953). Сапробность по фитопланктону оценивали методом Пантле-Бука в модификации Сладечека. (Sladecek. 1973; Унифицированные методы ..., 1975). Для выделения фитоценозов использовали комбинированный коэффициент Серенсена-Шорыгина (Ванштейн, 1976). Для анализа структуры сообщества применяли показатель выравненности Пиелу, доминирования Симпсона и индекс общего разнообразия Шеннона (Одум, 1975).

В данной работе принята следующая схема деления Веселовского водохранилища на экологические зоны (участки, плесы):

- Верхний участок. От Пролетарской плотины до залива Кугульта (протяженность около 47 км. преобладающие глубины 2,5 м). Здесь русловые участки характеризуются наибольшей проточностью, мелководья сильно зарастают высшей водной растительностью. В этот плес сбрасывается вода из Пролетарского водохранилища и Донского магистрального канала (ДМК). Сюда же через выпуски в районах заливов Юла и Кугульта поступают коллекторно-дренажные воды.

- Средний участок. От Кутульты до залива Малый Садковский (протяженность около 35 км, преобладающие глубины 3-3,5 м). Течение очень слабое или практически отсутствует. На этом участке в водохранилище периодически поступают стоки с рисовых чеков.

- Нижний участок. От залива Малый Садковский до Веселовской плотины (протяженность около 15 км. преобладающие глубины 3-4 м, максимальные - 8-9 м в приплотинном участке). Здесь течение практически отсутствует.

Глава 2. Состояние изученности вопроса. В разделе приведена краткая история создания и формирования водохранилищ Манычского каскада, в том числе и Веселовского. Последнее за период своего существования прошло несколько этапов развития, подвергаясь значительным антропогенным воздействиям: опреснению, созданию сети каналов, загрязнению сбросными водами с рисовых полей. Это приводило к значительным колебаниям минерализации воды и, как следствие, к смене биоценозов или частичному их изменению.

Исследования режима и биологии Манычских водохранилищ в разные годы вели Доно-Кубанская научная рыбохозяйственная станция (ныне Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства -АзНИИРХ), рыбохозяйственный отдел Манычстроя, Биологический институт Ростовского Государственного Университета, Гидрохимический институт, Волгоградское отделение Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства (ГосНИОРХ).

С 80-х годов комплексные исследования водохранилищ Маныча проводит АзНИИРХ. В задачу исследований входит оценка биологических и сырьевых ресурсов Веселовского и Пролетарского водохранилищ с целью определения запасов промысловых рыб и прогнозирования их уловов (Данченко, Костюков, 1985; Дахно В.Д., Дахно Л.Г., Жукова СВ. и др. 1983; Дахно В.Д., 1986; Жукова, 2000; Витковский, 2000, Черкашина, 2002; Сафронова, 2002; Сафронова, Шляхова. Селиванова, 2003).

Первые сведения о фитопланктоне Веселовского водохранилища получены З.Н. Михайловской в период 1947-49гг, согласно которым фитопланктон в осолоненный период насчитывал 123 таксона и представлял собой комплекс пресноводных, солоноватоводных и солоновато-пресноводных форм (Круглова, 1962).

Изменение условий обитания, связанное с поступлением пресной кубанской воды (1948), отразилось на видовом составе фитопланктона. В первый год после опреснения количество видов снизилось до 42.

К середине 50-х годов после стабилизации условий среды обитания количество видов планктонной флоры вновь увеличилось и составило 87, но таксономическая структура альгоценоза изменилась - возросло количество хлорококковых, уменьшилось число диатомовых и синезеленых водорослей.

Становление фитоценоза продолжилось по мере дальнейшей стабилизации условий обитания гидробионтов. В 70-х годах в состав фитопланктона Веселовского водохранилища входило уже 250 видов и разновидностей водорослей. По числу видов преобладали диатомовые и зеленые водоросли. Фитопланктон был представлен пресноводными, пресноводно-солоноватоводными и солоноватоводными формами (Кравцова, 1982) В комплекс руководящих видов входили индифференты (Synedra acus, Phacotus lenticularis и др.) и галофилы (Oscillatoria woronichinii, Os. amphibia и др.).

Глава 3. Природные условия Веселовского водохранилища как среды обитания гидробионотов. Веселовское водохранилище создано в 1933 г. на Западном Маныче, левом притоке Дона и расположено в засушливой степной зоне на юго-востоке России. Климат изучаемого района континентальный, сухой, особенно в восточной части. Средняя месячная температура воздуха самого теплого месяца (июля) составляет 23,2-24,4°С, самого холодного (января) - -5,0 - 5,5°С (Знаменский, Гейтенко, 1977). Число часов солнечного сияния в Приманычье составляет в среднем до 2300 в год, продолжительность вегетационного периода 6,57,5 месяцев. Это водохранилище лощинного типа со слабо извилистым руслом, переходящим в нижней части в широкий озеровидный плес. Длина его около 100 км, средняя ширина — 2,4 км, средняя глубина 3,4 м, площадь водного зеркала при максимальном эксплутационном уровне — 309 км2. Берега водохранилища сильно изрезаны многочисленными заливами, что определяет большое число мелководий, площадь которых составляет примерно 26 % от всей акватории (Исаев, Карпова, 1989).

В настоящее время основными приходными частями водного баланса Веселовского водохранилища являются сбросы смешанной кубано-егорлыкской воды из Межплотинного участка Пролетарского водохранилища, поступления донской воды из Донского и Пролетарского магистральных каналов по Садковскому, Ельмутинскому и Пролетарскому концевым сбросам, поступленние возвратных вод из Пролетарской и Манычской оросительных систем, местный сток. Расходуется вода на обводнение Усть-Манычского водохранилища, испарение и орошение сельскохозяйственных земель.

По величине водообмена, рассчитанной для периода лет с 1967 по 1991 год, (1-2 раза в год), Веселовское водохранилище относится к водоемам сезонного или годового стока (Жукова, 2000).

Веселовское водохранилище характеризуется относительно стабильным уровнем воды в течение года. Годовая амплитуда колебаний уровня воды составляет 0,66 м (Основные положения ..., 1967). Увеличение уровня наблюдается в феврале-апреле во время весеннего половодья. В период летне-осенней межени происходит снижение уровня воды вследствие интенсивного испарения и забора воды для орошения земель. Наибольшая температура воды наблюдается здесь обычно в середине июля и нередко превышает 30°С. Средняя прозрачность, определенная по диску Секки, равна 0,25 м. (Витковский, 2000).

Формирование минерализации и химического состава вод Веселовского водохранилища происходит под влиянием питающих его вод и зависит как от своеобразных геологических, географических и гидрологических условий так и от режима эксплуатации водных ресурсов водоема. В исследуемый период минерализация воды, по данным лаборатории астакологии АзНИИРХа, изменялась от 892 мг/л в 1993г до 1199 мг/л в 2000г. С увеличением минерализации класс воды, по классификации О.А. Алекина, изменялся от хлоридного группы кальция до

хлоридного группы магния. Колебания рН находились в пределах 7.2 -8.4 (Состояние популяций...,1993, 2000). Согласно современной классификации водоемов по их солености, Веселовское водохранилище можно отнести к олигогалинному типу.

Веселовское водохранилище отличается благоприятным для гидробионтов кислородным режимом. Однако, в период стагнации возможны заморные явления, особенно в глубоководной приплотинной зоне. В ходе выполнения многолетнего эколого-токсилогического мониторинга водных объектов Азово-Черноморского бассейна в период 1995-1999гг в воде и донных отложениях установлено превышение ПДК по ряду пестицидов и тяжелых металлов. (Годовой отчет АзНИИРХ, 2000).

Основной фон водной растительности Веселовского водохранилища создают заросли тростника, По данным аэрофотогеодезических съемок (1989 год) площадь зарастания изменяется от 1 до 15 % от общей площади водоема в разных его частях. (Жукова, 2000).

В составе зоопланктона Веселовского водохранилища зарегистрировано от 20 до 27 видов, основными компонентами которого являлись коловратки, веслоногие и ветвистоусые раки, личинки хирономид. Основу биомассы зообентоса (96-99%) составляли моллюски, главным образом Dreissena ро1утогрИа. Современная ихтиофауна Веселовского водохранилища представлена 32 видами рыб (Витковский, 2000). В настоящее время, по сравнению с 80-ми годами, отмечено уменьшение видового разнообразия рыб. Основными промысловыми видами являются лещ, толстолобик, серебряный карась, густера, тарань, судак.

Глава 4. Современное состояние фитопланктона Веселовского водохранилища. Таксономическое разнообразие сообщества определяется как эволюционным статусом видов, слагающих сообщество, так и их экологической историей (Алимов, 1995; Уиттекер, 1980). Его изменение в известной мере характеризует отклик биоты на изменение качества жизни, являясь, таким образом, важной характеристикой в оценке экологического состояния водоемов.

В составе фитопланктона Веселовского водохранилища за период исследований с 1993 по 2002 г. выявлено 217 видов и разновидностей водорослей, относящихся к 8 систематическим отделам (табл.1).

Характеристика систематических групп рассмотрена в порядке сниженния их видового обилия в планктоне Веселовского водохранилища.

CЫorophyta. Зеленые водоросли относятся к двум классам собственно зеленые (СЫогорЬусеае) и коньюгаты (СодгеайэрЬусеае); 5 порядкам — вольвоксовые (Уо1уоса^), хлорококковые (СЫогососса^), улотриксовые (ШоШпсЬа^), зигнемовые (Zygnemata1es), десмидиевые (Desmidia1es); 17 семействам и 34 родам.

Таблица 1

Таксономическая структура фитопланктона Веселовского водохранилища

Отдел Класс Порядок Семейсг Род Таксоны % от

во рангом общего

ниже числа

рода видов.

Cyanophyta 2 3 9 14 36 17

Chrysophyta 1 1 2 3 3 1

Bacillariophyta 2 6 16 26 61 28

Xanthophyta 1 1 1 1 1 < 1

Dinophyta 1 2 2 3 8 4

Euglenophyta 1 1 2 7 29 13

Chlorophyta 2 5 17 34 75 35

Cryptophyta 1 1 1 2 4 2

Всего 11 20 50 90 217 100

В отделе зеленых наиболее разнообразны хлорококковые водоросли, на долю которых приходится 68 % видов; вольвоксовые составляют 19 %; десмидиевые -11 %; остальные порядки - 2 %.

Среди хлорококковых наиболее многочисленны роды Scenedesmus (8 таксонов), Kirchneriella (6), Ankistrodesmus (5). Наибольшее значение в планктоне имеют Ankistrodesmus pseudomirabilis, Scenedesmus guadricauda, Schroederia setigera, Actinastrum hantzschii, S. acuminatus, Hyaloraphidium rectum. Среди вольвоксовых. наиболее разнообразны роды Carteria и Chlamidomonas

Десмидиевые водоросли представлены, в основном, формами, способными обитать в слабощелочных водах. По уровню биомассы десмидиевые относятся к группе редких видов. Наиболее распространены Closterium acutum, C.acutum v. variabili, С. exiguum.

Bacillariophyta. Диатомовые водоросли относятся к двум классам — центрические (Centrophyceae) и пеннатные (Pennatophyceae); 6 порядкам -Thalassiorsirales, Melosirales, Aulacosirales, Biddulphiales, Araphales, Raphales; 16 семействам и 26 родам.

Наиболее многочисленны пеннатные диатомеи, составляющие 82 % от общего числа диатомовых. Наиболее разнообразны роды Nitzschia (10 видов и разновидностей), Gyrosigma (6), Navicula (5), Synedra (4). Наибольшее значение в планктоне имеют Diatoma elongatum, Synedra acus, Amphora ovalis, Cymbella helvetica, Gyrosigma acuminatum, Navicula peregrina, Nitzschia wermicularis, Nitzschia sp по уровню биомассы входят в состав субдоминирующих и сопутствующих видов.

Центрические диатомеи представлены родами- Melosira, Aulacosira, Thalassiosira, Cyclotella, Stephanodiscus, Detonula, Chaetoceros. Являясь в большинстве своем истинно планктонными формами, центрические диатомеи встречаются преимущественно в верхнем плесе, который

отличается наибольшей проточностью. К этому порядку принадлежит водоросль Detonula subtilissima Pr.-Lavr, считающаяся эндемиком Азовского моря (Прошкина-Лавренко, 1963). В фитопланктоне водохранилища Detonula subtilissima играет важную роль, в массе развивается весной и осенью по всей акватории водоема, а летом в верхнем плесе, вызывает "цветение" воды.

В современной диатомовой флоре Веселовского водохранилища, Азовского, Каспийского и Черного морей развиваются четыре общих для всех водоемов видов диатомовых водорослей (Melosira moniliformis, Chaetoceros wighamii, Ch. muelleri, Diatoma elongatum), найденных в сарматских и меотических отложениях Приазовья (Прошкина Лавренко 1963), что свидетельствует о едином геологическом прошлом этих водоемов.

Cyanophyta. Синезеленые водоросли относятся к двум классам — хроококковые (Chroococcophyceae) и гормогониевьте (Hormogoniophyceae); 3 порядкам - хроококковые (Chroococcales), осциллаториевые (Oscillatoriales), ностоковые (Nostocales); 9 семействам и 14 родам.

Хроококковые встречаются единично и не имеют существенного значения в планктоне кроме Microcystis pulverea f. pulverea, который входит в состав субдоминантов. Наибольшее значение в альгоценозе водохранилища по разнообразию видов и их обилию имеют водоросли класса гормогониевых. Их них массовыми формами являются галофилы Oscillatoria woronichinii, Os. amphibia, Ahpanizomenon flos-aquae

По интенсивности развития и составу доминирующих комплексов синезеленых водорослей можно характеризовать трофность водоема (Трифонова, 1990). Согласно нашим данным по составу и обилию синезеленых водорослей Веселовское водохранилище можно отнести к мезотрофно-эвтрофныму типу.

При "цветении" воды положительная роль водорослей как продуцентов кислорода и активных участников процессов самоочищения, сменяется их отрицательным влиянием на экосистему водоема и качество воды. По мнению Л.А.Сиренко (Сиренко и др., 1979) биологически опасные концентрации синезеленых водорослей находятся в пределах 300600 г/м3 по сырому веществу. В период наших исследований уровень развития синезеленых был значительно ниже и не превышал 0,9 г/м3.

Euglenophyta Эвгленовые водоросли принадлежат к одному классу -эвгленовые (Euglenophyceae); одному порядку - эвгленовые (Euglenales); 2 семействам и 7 родам. Наиболее разнообразен род Euglena. Эвгленовые водоросли являются постоянными компонентами планктона. Наиболее часто из них встречаются Lepocinclis ovum, входящий в состав субдоминантов, и Euglena viridis.

Dinophyta. Представители динофитовых относятся к одному классу — динофитовые (Dinophyceae); 2 порядкам Gymnodiniales и Peridiniales; 2 семействам и 3 родам . Наибольшую роль в альгоценозе водохранилища играют виды рода Gymnodinium, которые широко распространены по всей

акватории и в отдельные годы развиваются в массе в местах поступления сельскохозяйственных стоков, вызывая "цветение" воды.

Cryptophyta. Криптофитовые водоросли относятся к одному классу — криптофитовые (Cryptophyceae); одному порядку - Cryptomonadales; одному семейству и 2 родам — Cryptomonas и Plagioselmis. По обилию наибольшее значение имеет Plagioselmis punctata, относящийся к субдоминантам, и Cryptomonas marssonii, входящий в состав сопутствующих видов.

Chrysophyta. Золотистые водоросли относятся к одному классу Chrysophyseae, одному порядку Ochromonadales, 2 семействам и 3 родам Наибольшую роль играет Dinobryon sertularia, который вегетирует в течение всего вегетационного сезона, но максимального развития достигает весной и осенью. Однако, плотность его относительно низка и большинстве случаев не превышает 10% от общей плотности фитопланктона

Xanthophyta. Желтозеленые водоросли представлены одним видом -Centritractus belonophorus, который в планктоне водохранилища встречается редко, и не играет существенной роли в альгоценозе.

По способности создавать фитомассу в сообществе фитопланктона Веселовского водохранилища выделены 4 группы. Доминанты - виды, часто формирующие более 50 % общей биомассы. Обычно эти виды вызывают "цветение" воды. Субдоминанты - виды, создающие 20-50 % общей биомассы. Некоторые водоросли этой группы могут достигать доминирования, но не вызывают "цветение" воды. Сопутствующие - виды, на долю которых может приходиться от 10 до 20 % общей биомассы, в единичных случаях могут переходить в субдоминанты. Редкие - на их долю приходится менее 10 % общей биомассы. Некоторые из них встречаются не ежегодно и в очень малых количествах, другие постоянно присутствуют в планктоне, переходя иногда в группу сопутствующих. К этой группе относится максимальное количество видов.

К доминантам относятся 2 вида - Detonula subtilissima, Gymnodinium sp; к субдоминантам - 14 видов - Oscillatoria woronichinii, Os. amphibia, Aphanizomenon flos-aquae, Microcystis pulverea, Diatoma elongatum, Stephanodiscus hantzschii, Cyclotella tuberculata, Synedra acus, Gymnodinium variabile, Lepocinclis ovum, Chlamidomonas sp., Pandorina morum, Platymonas arnoldii, Plagioselmis punctata; к сопутствующим — 21 вид -Anabaena spiroides, An. scheremetievi Oscillatoria tenius, Os. limnetica, Lyngbya jacutica, Chaetoceros muelleri, Navicula peregrina, Cymbella helvetica, Nitzschia vermicularis, Nitzschia sp, Gyrosigma acuminatum v.acuminatum, Amphora ovalis, Carteria klebsii, Carteria sp, Eudorina elegans, Pypamimonas sp, Euglena polymorpha, E. oxyuris, Monomorphina pyrum, Glenodinium sp., Cryptomonas marssonii; категория редких видов представлена 180 таксонами, т.е большая часть видов, определяющих

флористическое богатство, формируют не более 10 % биомассы сообщества.

Как видно из приведенных данных, при достаточно высоком видовом разнообразии, количество видов, имеющих статус доминантов, составляет 1 % от общего числа видов, что свидетельствует о выраженной монодоминантности современного альгоценоза Веселовского водохранилища, определяемой, очевидно, его некоторыми экологическими особенностями.

По отношению к биотопу в составе фитопланктона Веселовского водохранилища преобладают истинно планктонные формы (табл. 2). Наличие большого количества литоральных и бентосных форм вызвано мелководностью водохранилища и обилием зарослей высшей водной растительности.

Большинство водорослей в фитопланктоне водохранилища относятся к олигогалобам. Наибольшее разнообразие характерно для индифферентов. Среди галофилов отмечены виды, обитающие в широком диапазоне солености. Например, некоторые виды такие как, Osci11atoria 'гогошсЫпи, Aphanizomenon f1os-aquae, Scenedesmus quadricauda, Binuc1earia кШеЛотп и др являются компонентами фитопланктона Азовского (Студеникина и др., 1999) и Каспийского (Ардабьева, 2000) морей. Именно эта экологическая группа играет наибольшую роль в формировании фитомассы Веселовского водохранилища.

Таблица 2

Эколого-географическая характеристика фитопланктона

Характеристика видов Количество % от общего числа

видов видов

Отношение к биотопу

Планктонные 119 55

Литоральные 46 21

Бентосные 13 6

Обрастатели 5 2

Отношение к солености

Олигогалобы: 178 82

В т. ч. Индифференты 110 51

Галофилы 39 18

Галофобы 3 1

Мезогалобы 17 8

Эвгалобы 5 2

Географическое распространение

Космополиты 153 70

Бореальные 4 2

Тропические 1 <1

Мезогалобы Detonula subtilissima, CydoteИa tuberculata, Chatoceros mueИeri широко распространенны в планктоне водохранилища и входят в состав доминирующих комплексов. Эвгалобы фитопланктона Веселовского водохранилища малочисленны и не достигают значительного развития.

По географическому распространению большинство найденных видов являются космополитами, 4 вида относятся к бореальным, 1 вид тропический.

Таким образом, для флоры Веселовского водохранилища характерна значительная эвритопность и высокая эвригалинность видов как морского, так и пресноводного происхождения, что обеспечивает им успешное выживание и развитие в условиях меняющейся минерализации воды. Наличие в фитопланктоне водохранилища большого количества галофилов и мезогалобов, в том числе среди руководящих видов, их высокая встречаемость и значительное развитие, позволяют охарактеризовать флору водохранилища как пресноводно-солоноватоводную.

Наблюдения, проведенные нами в разные годы в различные фенологические сроки, позволили проследить сезонную динамику фитопланктона Веселовского водохранилища (рис.1).

В начале весны видовое обилие водорослей невелико. По видовому разнообразию доминируют диатомовые. В апреле при температуре воды 12 - 15 °С средняя численность фитопланктона составляет 357 тыс. кл./л, биомасса - 343. мг/м3 .Более 80 % общей биомассы создают диатомовые водоросли, среди которых доминирует D. subtilissima.

1600

апрель май июнь июль-август сентябрь октябрь

Рис. 1 - Сезонная динамика биомассы фитопланктона

В мае происходит увеличение видового обилия всех групп водорослей. В это время продолжают доминировать диатомовые водоросли, но интенсивность их развития значительно снижается.

В июне в структуре фитопланктонного сообщества происходят значительные изменения. В развитии диатомовых водорослей в это время отмечается депрессия. Доминирующая роль в альгоценозе переходит от диатомовых к зеленым водорослям. В июне средняя биомасса растительного планктона, по сравнению с маем, возрастает и в среднем составляет и 412 мг/м3 при численности 1167 тыс.кл./л. Плотность диатомей в это время снижается до минимальных значений и составляет 17,2 тыс.кл./л и 7,6 мг/м3.

Наибольшее видовое разнообразие фитопланктона и максимум его развития наблюдается в июле-августе. По количеству видов преобладают зеленые. В это время формируется второй пик в развитии диатомовых. Средняя численность растительных клеток составляет 3687 тыс. кл/л., биомасса 1406 мг/м3. Основу биомассы в это время формируют диатомовые и динофитовые водоросли. Доминирование диатомовых водорослей обусловлено "цветением" Detonula subtilissima. Наибольшие значения биомассы диатомовых 7533 и 9482 мг/м3 отмечены в июле 2000 г. при температуре воды 26-27 °С на станциях Золотой рожок и Ельмута. При этом доля D. subtilissima составляла 98 % от общей биомассы фитопланктона. Массовое развитие динофитовых (виды рода Gymnodinium) отмечено в местах поступления стоков с рисовых чеков.

К осени видовое разнообразие альгоценоза и уровень его развития снижается. В сентябре средняя численность водорослей составляет 2088 тыс. кл./л, биомасса - 786 мг/м3. Доминирующее положение сохраняют диатомовые, развивающиеся, как и летом в верховье. На остальной акватории преобладают синезеленые. В октябре количество фитопланктона уменьшается до 574 тыс. кл/л и 394 мг/м3. Доминирующее положение занимают зеленые. Как отмечает К. А. Гусева (1947), максимум развития зеленых приурочен к моменту отмирания гидрофитов, когда водная среда богата органическими веществами и биогенами.

Таким образом, в сезонной динамике развития фитопланктона имеет место один ярко выраженный максимум, который приходится на июль-август и определяется развитием диатомовых и динофитовых водорослей.

Высокая чувствительность фитопланктона к изменениям условий среды обитания позволяет использовать его в целях экологического районирования водоемов. Состояние фитопланктона при этом может стать одним из критериев определения зон воздействия возмущающего фактора.

Проведенные исследования позволили установить, что наибольшее видовое разнообразие фитопланктона характерно для верхнего плеса, где развитие микроводорослей происходит в условиях значительной проточности и под влиянием вод, поступающих из Межплотинного

участка Пролетарского водохранилища, ДМК и оросительных систем. Кроме того, здесь имеются обширные пространства зарослей высшей водной растительности. В качестве особенностей видового состава верхнего плеса можно отметить большее, в сравнении с нижележащими районами видовое обилие центрических диатомей, а также эвгленовых и вольвоксовых водорослей.

Пространственное распределение фитопланктона в летний период представлено на рис 2. В альгоценозе верхнего плеса доминируют диатомовые и зеленые водоросли, составляющие 93 % от общей численности и 57 % от общей биомассы. Ключевым видом диатомового комплекса является Detonula subtilissima, за счет развития которой формируются "цветения" с биомассой до 9,5 г/м3, при этом доля цветущего вида в общей биомассе фитопланктона составляет 97 — 99 %. Распространение D subtilissima охватывает практически весь верхний плес. Доминирование зеленых водорослей больше выражено по численности, что связано с малыми индивидуальными объемами клеток. Вегетация зеленых приурочена к самым верхним участкам плеса, находящихся под непосредственным влиянием аллохтонных вод.

В альгоценозе среднего плеса увеличивается роль синезеленых водорослей, которые составляют 54 % общей численности и 21 % общей биомассы растительного планктона. Доминантом синезеленого комплекса является OscШatoria woronichinii.

В нижнем плесе происходит дальнейшее изменение структуры альгоценоза. По уровню развития абсолютными доминантами выступают синезеленые водоросли. Руководящим видом синезеленого комплекса в нижнем плесе, также как и в других, является Oscillatoria woronichinii. Субдоминантами в планктоне нижнего плеса являются зеленые водоросли

Анализ данных по видовому составу фитопланктона мелководной и русловой частей водоема показывает, что видовое обилие всех систематических групп водорослей на мелководье выше. Всего на мелководье определено 129 видов водорослей против 92 в русловой зоне. Коэффициент сходства Серенсена между фитопланктоном прибрежной и русловой зоной довольно высок (0,71), что говорит о значительной роли прибрежий в формировании общего видового состава фитопланктона.

Коэффициенты сходства между фитопланктоном различных плесов также высоки и составляют: между верхним и средним 0,74; - верхним и нижним 0,75; - средним и нижним 0,87. Это свидетельствует о том, что планктонные водоросли сравниваемых плесов представляет собой единое сообщество, обитающее в сходных экологических условиях. Фитопланктон верхнего плеса менее сходен по видовому составу с фитопланктоном нижележащих участков, что является тонким отражением тех условий, которые оказывают влияние на его формирование

Рис. 2 Пространственное распределение фитопланктона летом (а —численность, б- биомасса).

Пространственная динамика среднемноголетних значений индекса Шеннона представлена на рис. 3. "Провалы" на графике отражают резкое

упрощение структуры фитопланктонного сообщества, которое обусловлено влиянием внешних факторов. Это так называемые места "хронического загрязнения", которые наиболее четко это прослеживаются на участке Юла-Ельмута, Куцая. Эти районы, как отмечалось выше, находятся в зонах сбросов с оросительных систем.

2,500т--г--Г--Г---—~Т~—--

2,000

1,500 1,000

0,500---—----------Г-----

0,000-1--------1—-----

л* л* > ^

Рис.3 - Пространственная динамика индексов Шеннона

Сравнительный анализ развития фитопланктона в различных плесах (табл.3) показал, что:

Таблица 3

Структурно-функциональные характеристики фитопланктона летом (среднее /mm-max)

Показатель Верхний плес Средний плес Нижний плес

Численность, тыс.кл/л 5729 2449 2155

49-404088 51-7133 46-5576

Биомасса, мг/м3 1973 1094 611

9-17709 52-6566 33-1281

Показатель Пиелу Е 0.504 0,511 0,667

0,010-1,00 0,106-0,808 0,205-0,844

Индекс Шеннона Н 1.190 1,303 1,817

0,007 - 2,294 0,190-2,618 0,400-2,843

- плотность фитопланктона Веселовского водохранилища снижается от верхнего к нижнему плесу. Наибольшая изменчивость численности и биомассы отмечена в верхнем плесе, где максимальные значения превышают минимальные более, чем в 1000 раз;

- структура сообщества усложняется от верхнего плеса к нижнему, на что указывает рост структурных показателей в этом направлении;

фитопланктон верхнего плеса характеризуется значительной пространственной изменчивостью всех рассматриваемых показателей, а также непостоянством состава доминирующих комплексов. Это является признаком значительного воздействия на него антропогенного фактора;

- в нижнем плесе флюктуации всех показателей меньше, индекс Шеннона выше и, следовательно, сообщество более сложно организовано и более устойчиво к воздействию внешних факторов.

Биоценотический анализ материала позволил выделить три основных, различных по структуре и обилию, типа фитоценозов, которые формируются в составе летнего сообщества фитопланктона Веселовского водохранилища (табл. 4). Так как экология видов, формирующих фитоценоз различна, то его контуры могут идентифицировать зоны с более или менее однородным комплексом факторов среды, т.е. экотопы.

Таблица 4

Основные характеристики фитоценозов (среднее/шт-шах)

Название Количество Показатель Индекс Биомасса

Фитоценозов видов выравненнос-ти Пиелу Шеннона мг/мэ

вутпосИпшт 18 0.397 1.085 3592

2-35 • 0,061 -0,706 0,182-2,213 33 -17709

Е>е1опи1а 9 0.224 0.441 3058

1-23 0 - 0,693 0-1,309 147 -9716

ОзсШаЮпа 20 0.672 1.944 568

3-38 0,359 -0,828 0,721-2,697 69-2208

Фитоценоз Gymnodinium. Виды доминирующего рода ОушпоШпшш способны к гетеротрофному питанию, прекрасно развиваются в среде, богатой органикой.

Формирование этого фитоценоза мы наблюдали в июле 1999 г на участке Кучурда-Юла-Ельмута и у поселка Фрунзе. Следует отметить, что в 1999 г. проточность была низкой, и сбросные воды держались в зоне выброса, что и спровоцировало мощное развитие водорослей рода Оушпоётшш.. В прибрежной зоне по правому берегу водохранилища биомасса фитопланктона достигала 13,4-17,7 г/м3, из которых на долю Оушпоётшиш приходилось до 87%. Сообщество характеризовалось очень высокой степенью доминирования (индекс доминированния Симпсона 0,985 - 0,945), т.е. было монодоминантным. Индекс Шеннона на станциях по правому берегу был низким и колебался в пределах 0,182 - 0,229. По направлению от правого берега к левому индекс доминирования Симпсона уменьшался от 0,945 до 0,282; показатель Пиелу увеличивался от 0,061 до 0,603; индекс Шеннона увеличивался от 0,182 до 1,591 бит/мг.

Формирование фитоценоза Gymnodinium можно рассматривать как отклик экосистемы на поступление сбросных вод. "Цветение" водорослей рода Gymnodinium, равно как и многих других, может вызвать негативные последствия. Так, в июле 1999г в районе поселка Фрунзе А.З. Витковский (устное сообщение) наблюдал "цветение" воды бурого цвета и гибель рыбы.

Фитоценоз Detonula. Экология доминирующего вида мало изучена. По нашим данным этот вид успешно развивается в течение всего вегетационного сезона в Нижнем Дону и в восточной части Таганрогского залива. Появление его в Веселовском водохранилище отмечается с начала 90-х годов и связано, вероятно, с увеличением в приходной части водного баланса водохранилища донской составляющей.

Фитоценоз Detonula характеризуется низкими значениями структурных показателей и является откликом сообщества на поступление вод другого бассейна. Попадая в чужеродную среду, многие представители донской флоры выпадают из планктона. В этих условиях преимущество получают наиболее конкурентоспособные мелкоклеточные виды, которые, быстро развиваясь, вызывают "цветение" воды.

Формирование фитоценоза Detonula различной протяженности мы наблюдали в верхнем и среднем плесах в 1994, 1996 и 2000 г. Это годы со средним водообменом. Очевидно, поступающие донские воды не выходили за пределы среднего плеса, создавая благоприятные условия для вегетации Detonula subtilissima на значительных акваториях. Так, в 1994 г. фитоценоз Detonula охватил большую часть водохранилища от Юлы до залива Таловый (практически весь верхний и средний плесы). Фитоценоз характеризовался низкими величинами структурных показателей и относительно высокой биомассой.

Таким образом, фитоценоз Detonula формируется в зоне влияния донских вод, по мере разбавления которых продуктивность фитоценоза снижается.

Фитоценоз OscШatoria. Доминирующий вид Oscillatoria woronichinii описан в планктоне Веселовского водохранилища с 70-х годов (Кравцова, 1985). В современной структуре сообщества данный вид имеет статус субдоминанта по биомассе и доминанта по встречаемости в летне-осенний период.

Для фитоценоза Oscillatoria характерны наибольшее количество входящих в него видов, относительно высокая выравненность и максимальное значение индекса Шеннона, что свидетельствует о наибольшей из всех ценозов сложности видовой структуры. По продуктивности данный фитоценоз является наименее продуктивным. Особенностью фитоценоза Oscillatoria является сложная и быстро меняющаяся в пространстве структура, что обуславливает низкую степень сходства между отдельными его участками. В результате чего на соседних станциях происходит формирование самостоятельных полидоминантных фитоценозов, в которых в той или иной степени преобладает Oscillatoria

%югошсЬти с различным набором субдоминирующих и сопутствующих видов. Формирование этих фитоценозов происходит в среднем и нижнем плесах. Структура ценозов свидетельствует о том, что сообщество в этих районах не испытывает влияния антропогенных факторов.

Анализ видового состава водорослей Веселовского водохранилища на сапробность по списку Сладечека (Унифицированные методы ....1975) позволил выявить 100 индикаторных видов. Большая часть их относится к мезосапробам, а среди них к Б-мезосапробам, составляющим 55 % от общего числа индикаторных видов. Индексы сапробности за все время наблюдений изменялись в пределах 1,5 — 3,40. Минимальные их значения отмечены весной, максимальные - летом и осенью. Средние значения для каждого сезона составляют: для весны — 1,93, для лета — 2,09, для осени — 2,30 . Рост индексов сапробности от весны к осени свидетельствует о накоплении в водоеме органического загрязнения в летне-осенний сезон, источником которого могут быть как стоки с сельскохозяйственных объектов, так и отмирающая водная растительность. Максимальные значения индексов сапробности 2,70-3,40, характеризующие а-мезосапробные зоны, отмечены в 1995 и в 2000 г.г. в верхнем плесе в местах "цветений" видов рода Gymnodinium, БеШтк ¡¡иЬй^та, а также массовом развитии эвгленовых и вольвоксовых водорослей.

Во все годы наблюдений наибольшие значения индексов сапробности в летний период отмечены в верхнем плесе, что свидетельствует о поступлении в водоем на этом участке стоков, загрязненных органическим веществом. Наиболее низкие значения индексов сапробности (в среднем по водоему 1,84) зафиксированы в годы с большим водообменом. В годы с низким и средним водобменом, средние их значения составляют соответственно 2,15 и 2,22.

Таким образом, воды Веселовского водохранилища относятся к умеренно загрязненным. Наиболее загрязненным является верхний плес. Степень загрязнения вод возрастает от весны к осени. В годы со средним и низким водообменом в местах сбросов сельскохозяйственных стоков формируются зоны повышенной сапробности (а-мезосапробные). Наиболее благоприятные условия в водоеме в сапробиологическом отношении формируются в годы с большим водообменом.

Глава 5. Многолетние изменения фитопланктона Веселовского водохранилища. Сравнение результатов наших исследований с литературными данными, характеризующими состояние фитопланктона Веселовского водохранилища на различных этапах его существования (Круглова, 1962; Мирошниченко и др. 1982; Кравцова. 1987; Схема комплексного использования... 1985), позволяют сделать вывод, что альгофлора рассматриваемого водоема в современный период сохраняет основные черты, сформировавшиеся к 70-м годам. Это, прежде всего, значительное видовое разнообразие, преобладание в таксономической структуре диатомовых и зеленых водорослей. Как и ранее, экологический

облик сообщества формируют виды с широкой экологической валентностью, отмечено большое количество видов индикаторов сапробности, установлено преобладание мелкоклеточных форм. Уровень биомассы фитопланктона в исследуемый период (0,32 - 2,83 г/м3) также сопоставим с данными, полученными в предшествующие годы.

Вместе с тем в структуре альгоценоза по сравнению с 70-ми годами произошли следующие изменения.

Снизилось ценотическое разнообразие, оцененное индексом Шеннона. В 70-е годы этот показатель изменялся в пределах 1,5 -3,6 при средней 2,9 бит/мг, что в двое выше средней за 90-е годы (1,48 бит/мг). Это указывает на упрощение видовой структуры фитопланктонного сообщества, особенно выраженное в верхнем плесе.

Доминанта весеннего диатомового комплекса 70-х годов Synedra acus сменили Detonula subtilissima и Diatoma elongatum. Снизилось видовое богатство и уровень количественного развития золотистых.

Наиболее ярко структурные изменения в сообществе планктонных водорослей 90-х годов выражены в летний сезон и заключаются в разрушении синезеленого комплекса в верхней части водохранилища и снижении интенсивности его развития на остальной акватории. В 70-е годы летний пик биомассы создавали синезеленые водоросли. Наибольшее их количество концентрировалось в верхнем и среднем участках - 7,4 и 5,2 г/м3 соответственно (Мирошниченко, Арефьева и др, 1982). В период наших исследований доминирующее положение синезеленого комплекса сохранилось лишь в среднем и нижнем плесах (табл.5).

Массовое развитие синезеленых водорослей, как известно, является показателем эвтрофикации водоема. В 90-е годы, с уменьшением антропогенной нагрузки, а также перераспределением стока в сторону увеличения донской составляющей, биомасса синезеленых снизилась и к 2000 г. доля их в общей биомассе фитопланктона верхнего участка не превышала 2 % (табл. 5). Это можно рассматривать, как элемент деэвтрофикации, который отмечается и для других внутренних водоемов в условиях снижения антропогенного пресса (Михеева, 2000).

Таблица 5

Изменение биомассы синезеленых водорослей по районам водохранилища

Год Общая биомасса г/м3 % синезеленых от общей биомассы

Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний

1993 0,38 0,05 0,52 17 3 68

1994 1,79 0,41 0,43 <1 - 23

1995 3,52 1,11 0,61 5 28 53

1996 0,68 0,49 0,43 9 26 51

1997 1,19 0,63 0,55 3 64 30

1999 2,73 3,96 0,88 2 9 62

2000 3,53 0,98 0,86 2 39 55

Уровень продуцирования фитопланктона определяется комплексом факторов, а решающее значение имеют те из них, которые существенно влияют на гидрохимический режим водоема. В этом смысле интегральным параметром, формирующим среду обитания гидробионтов в водохранилищах, является водообмен.

Для оценки водообмена мы использовали "условный" коэффициент водообмена (Кус), рассчитанный как отношение объема водохранилища к стоку воды через Веселовский ГУ на конец каждого месяца (данные для расчетов любезно предоставлены С.В.Жуковой). Чем выше значение коэффициента, тем меньше водообмен, Выполнив соответствующие расчеты, мы среди исследуемых лет выделили годы с высоким водообменом (1993. 1997); средним (1994, 1996, 2000) и низким (1995, 1999). Пределы колебаний "условного" коэффициента водообмена составляли 4,4 - 6,0; 8,8 - 10,2 и 11,1 -14,1 соответственно.

Средние значения биомассы фитопланктона в годы с низким водообменом более, чем в четыре раза выше, чем с низким.. В зависимости от водообмена меняется и качественный состав сообщества. Повышенная продуктивность фитопланктона (1,96 - 2,83 г/м3) характерная для лет с низким водообменом, связана с развитием динофитовых, которые в зонах сброса коллекторно-дренажных вод формируют мощные "цветения". Развитие динофитовых водорослей отмечено и в другие годы, но только в условиях малой проточности они вызывают "цветения", которые могут привести к негативным последствиям для экосистемы, в том числе и к гибели рыб. В годы со средним водообменом средняя биомасса фитопланктона изменялась от 0,54 до 2,26 г/м3. В планктоне в эти годы доминировали диатомовые водоросли, которые в верхнем плесе формировали "цветения". При высоком водообмене биомасса фитопланктона сравнительно низкая и составляла 0,32 - 0,83 г/м3. В эти годы формируется полидоминантное сообщество, обеспечивающее устойчивое развитие экосистемы. Независимо от водообмена максимальные значения биомассы фитопланктона формируются в верхнем плесе, куда поступает основной объем аллохтонного водного стока.

Таким образом, во все периоды существования Веселовского водохранилища, видовое разнообразие и структура фитопланктонного сообщества, как компонента экосистемы значительно изменялись. Структура сообщества фитопланктона, уровень его развития в современный период адаптированы к состоянию экосистемы Веселовского водохранилища, как среды обитания гидробионтов. Максимальная биомасса фитопланктона формируется в годы с низким водообменом, когда в процесс фотосинтеза включается большая часть аллохтонного биогенного стока. Согласно шкале трофности И.С. Трифоновой (1990) по уровню средневегетационного значения биомассы фитопланктона Веселовское водохранилище относится к мезотрофным водоемам.

Для оценки экологической и рыбохозяйственной эффективности функционирования экосистемы обычно исследуют баланс вещества и энергии. Используя известные в литературе эколого-физиологические коэффициенты, данные по биомассе основных гетеротрофов (Трофименко, 1984; Сафронова, Шляхова, Селиванова, 2003) и наши данные по развитию автотрофов, мы рассчитали основные элементы биотического баланса экосистемы Веселовского водохранилища для периода наших исследований (табл. 6). Годовая продукция макрофитов (413,3 ккал/м2) и степень зарастания ими водоема (21,2 %) были рассчитаны по формулам, предложенным В.В. Бульоном (2001).

Таблица 6

Элементы биотического баланса Веселовского водохранилища ккал/м2

Биотические Показатели Первичная

компоненты продукция и ее

В Р к2 А и С использование

Автотрофы

Фитопланктон 2,36 862,5 0,8 1078 1491,3

Макрофиты 413,3

Гетеротрофы

Бактериопланктон 1,13 55,88 0,49 114,0 114,0

Зоопланктон:

Фильтраторы 0,24 9,29 0,27 34,4 60 57,3 57,3

Простейшие 0,03 4,32 0,40 10,8 60 18,0 18,0

Хищники 0,06 0,26 0,23 1,1 80 1,4

Зообентос:

"мягкий бентос" 6,0 51,6 0,3 172,0 60 288,0 288,0

ОгавБепа 296,4 89,2 0,3 297,0 60 495,0 495,0

ро1ушогрЬа

Всего гетеротрофов 303,8 210,5 629,3 859,7 972,3

В — биомасса, Р - продукция, А—ассимиляция, и, % - усвояемость, С - рацион

По уровню первичного продуцирования, исследуемый водоем относится к категории мезотрофных (Трифонова, 1990). В структуре первичного органического вещества значительную долю (27,7 %) составляют макрофиты. В водной толще утилизируется 12,5 % энергии автотрофного уровня. Донными первичными гетеротрофами потребляется 52,5 % энергии, в том числе 33 % использует популяция дрейссены. Общее использование первичного органического вещества консументами первого порядка составляет 65 %. Следовательно, в трофодинамических процессах Веселовского водохранилища доминирует донная пищевая цепь. Резерв первичного органического вещества, который может быть использован вторым гетеротрофным уровнем, составляет 519 ккал/м2 или 649 г/м2 в сырой биомассе фитогенного вещества.

Заключение и выводы.

Приведенные в работе материалы показывают, что развитие сообщества фитопланктона Веселовского водохранилища определяются структурой и интенсивностью хозяйственного комплекса на его водосборной площади, что соответствуют основным закономерностям, установленным для искусственных водоемов, водные ресурсы которых используются различными отраслями народного хозяйства.

Экологический облик фитопланктона Веселовского водохранилища формируют виды с широкой экологической валентностью. В целом флору водохранилища следует характеризовать как пресноводно-солоноватоводную.

Для развития фитопланктона установлено упрощение его структуры и формирование монодоминантности. Это особенно выражено в верхнем и среднем плесах, которые испытывают максимальный антропогенный пресс. Вместе с тем, для современного альгоценоза Веселовского водохранилища установлено достаточно высокое биотическое разнообразие, основной вклад в формирование которого, вносят представители зеленых, диатомовых и синезеленых водорослей.

Диатомовые водоросли максимального развития достигают в верхнем плесе, где в отдельные годы они формируют от 75 до 90 % общей биомассы фитопланктона. Доминирует среди диатомовых Бе1опи1а ¡зиШИкаша, представитель донского планктона. Синезеленые водоросли вегетируют на всей акватории водохранилища, их роль в альгоценозе возрастает от верхнего плеса к нижнему. Для многолетней динамики биомассы синезеленых отмечено ее снижение в современный период. Это следует рассматривать как процесс деэвтрофикации, отмечаемый и на других водоемах в условиях снижения или стабилизации интенсивности хозяйственной деятельности на водосборной плошади. Зеленые водоросли наибольшего развития достигают в верхнем и нижнем плесах.

Согласно данным биоценотического анализа на акватории водохранилища формируются три фитоценоза (Оушпоётшш; Бе1опи1а; ОжИЫопа), границы и интенсивность развития которых, определяются величиной водообмена.. В годы с низким водообменом на значительной акватории верхнего и среднего плесов формируется эвтрофный фитоценоз ОушпоШшиш. При высоком и среднем водообмене отмечено формирование фитоценоза Бе1опи1а, ключевым видом в котором, является представитель донского планктона Б. ¡зиЬШкяша. В нижнем плесе во все годы происходит формирование олиготрофного фитоценоза 08сШа1опа ■юготсЫпи.

Значительную роль в функционировании сообщества играет прибрежно-мелководная зона, для которой установлено более высокое, в сравнении с руслом, флористическое разнообразие и уровень развития фитопланктона.

Наиболее сложное, с высокой степенью внутрисистемных связей, сообщество формируется в нижнем плесе водохранилища. На участках

водохранилища Юла - Кугульта и у балки Куцая структура сообщества резко упрощается, что обусловлено влиянием внешних факторов.

По результатам сапробиологического анализа альгоценоза по иетоду Пантле и Букка воды Веселовского водохранилища следует отнести к умеренно загрязненным. Максимальные индексы сапробности отмечены в верхнем плесе.

По уровню первичного продуцирования Веселовское водохранилище следует характеризовать как мезотрофный водоем. Значительную долю в формировании первичного органического вещества вносят макрофиты, в многолетнем аспекте отмечена повышающая тенденция в зарастаемости водоема.

Более 30 % годовой продукции первичного органического вещества утилизируется популяцией дрейссены. В современной биотической структуре Веселовского водохранилища этот моллюск формирует своего рода "трофический тупик" Рыбы используют дрейссену незначительно, в связи с чем идет накопление ее биомассы. В этом смысле промысловая добыча дрейссены, которая началась в последние годы, значительно повысит эффективность использования первичного органического вещества.

Приведенные в работе данные позволяют оценить потенциальную рыбопродуктивность водоема, которая согласно нашим расчетам составляет 2,25 ц./га. Уловы рыб в Весёловском водохранилище составляют 290 т (Витковский, 2000). Если принять, что промысел осваивает 30% запаса, то реальная рыбопродуктивность составит 0,4 ц/га, т. е. на порядок ниже расчетной.

Полученные в работе материалы позволяют сделать следующие выводы:

1. По уровню развития фитопланктона Веселовское водохранилище является водоёмом мезотрофного типа с достаточно сбалансированными элементами биотического баланса. Основная часть первичного органического вещества трансформируется донным биоценозом, накапливаясь в водоёме в виде биомассы моллюсков, которые формируют своего рода " трофический тупик".

2. Потенциальная рыбопродуктивность, рассчитанная по элементам биотического баланса, составляет 2,25 ц/га и превышает реальную, т.е. исследуемый водоём имеет резервы для повышения его рыбохозяйственного значения.

3. Высокая эффективность рыбохозяйственных мероприятий возможна в условиях сбалансированных приоритетов использования водных ресурсов водохранилища, учитывающих интересы рыбного хозяйства и обеспечивающих хозяйственную деятельность в бассейне.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Студеникина Е.И., Селиванова Е.В., Набока Т.В., Шляхова Н.Я., Сафронова Л.М. Антропогенные изменения гидробиологического режима Манычских водохранилищ // Тез. докл. междн. совещания Проблемы гидробиологии континентальных вод и их малакофауна.- С-П, 1996- С.71

2.Сафронова Л.М. Особенности развития фитопланктонного сообщества Нижнего Дона в 2000 году // Материалы междун науч. конфр. Проблемы сохранения экосистем и рационального использования биоресурсов Азово-Черноморского бассейна. - Ростов-на-Дону 2001 - С.151-152

3. Сафронова Л.М. Характеристика фитопланктона Веселовского водохранилища // Тез. докл. VIII съезда ГБО - Калининград.- 2001 Т.1 С.201

4. Kovaleva G.V., Safronova L.M. Phytoplankton of contact zones as an indicator of the ecological state of the marine ecosystems (exemplified by the Azov Sea)//Abstracts 4th International Conference of the Balkan Environmental Associations (B.EN.A) "Transboundary pollution"( 18-21 October 2001); Print. In Trakya University, Edirne (Turkey), 2001, P. 85.

5. Сафронова Л.М. Современные особенности структуры сообщества фитопланктона Веселовского водохранилища // Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственных водоемов Азово-Черноморского бассейна -Сб. научн. тр (2000-2001 гг) - М. 2002 - С.164-170.

6. Сафронова Л.М., Шляхова Н.А., Селиванова Е.В. Основные тенденции трансформации планктонных и донных биоценозов Веселовского водохранилища // Материалы междун. науч. конфр. Экологические проблемы крупных рек -3. - Тольятти 2003 - С.253

7. Сафронова Л.М. Структурно-функциональные характеристики сообщества фитопланктона Нижнего Дона // там же С. 252

8. Сафронова Л.М. Состав и экологическая характеристика фитопланктона Веселовского водохранилища //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказ. регион. 2004 №12, Естественные науки, Приложение. (в печати).

Подписано в печать ЮЛ0Ч Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Объем^О ф.п.л. Тираж/00 экз. Заказ №2-?5 Ротапринт: 344082. г. Ростов-наДону, ул. Б. Садовая, 33

»24 25 8

267