Современное состояние малого урбанизированного водоема на примере оз. Бол. Васильевское (Самарская область)

DOI: 10.24411/9999-010A-2019-10065

Е.С. КРИВИНА, С.В. БЫКОВА, М.Ю. ГОРБУНОВ, Н.Г. ТАРАСОВА, М.В. УМАНСКАЯ

Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти, Россия

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАЛОГО УРБАНИЗИРОВАННОГО ВОДОЕМА НА ПРИМЕРЕ ОЗ. БОЛ. ВАСИЛЬЕВСКОЕ

В настоящее время одной из актуальных проблем современной экологии является оценка состояния озерных экосистем, анализ и прогнозирование происходящих в их изменений под воздействием как природных, так и антропогенных факторов. В условиях прогрессирующей урбанизации особый интерес представляет изучение экосистем, расположенных в рамках антропогенно измененного ландшафта. Городские водоемы, особенно те, что находятся в крупных промышленных центрах, подвержены мощным антропогенным нагрузкам. Между тем, они заслуживают пристального внимания со стороны экологов, поскольку оказывают существенное влияние на качество окружающей среды городов и пригородных территорий.

Васильевские озера - группа водоемов, расположенная на северо-востоке г.о. Тольятти, крупного промышленного и экономического центра Самарской области. Оз. Бол. Васильевское - русловое озеро бывшей реки Пискалы, старейшее из группы. Это мелководный малый водоем (Ьср= 1 м; hmax= 3,5 м), самый крупный по площади в системе (S~75 га).

На экологическое обстановку в районе озера оказывают крупные поселения - с. Васильевка и дачные массивы, расположенные по берегам, так называемые «техногенные» водоемы (оз. Отстойник и практически полностью исчезнувшее оз. Шламонакопительное), а также очистные сооружения ВАЗа и ТоАЗа и автодороги.

Исследования сотрудников ИЭВБ РАН, проведенные в конце 1980-х - начале

1990-х гг., позволили оценить трофическое состояние большинства озер как высокоэвтрофное (Номоконова и др., 2001; Протисты и бактерии..., 2009). В мае 2013 г. компания ООО НПО «Альгобиотехнология» провела интродукцию микроводоросли Chlorella vulgaris IPPAS C-111 по методике Н.И. Богданова в оз. Бол. Васильевское с целью уменьшения интенсивности развития синезеленых водорослей и, как следствие, снижения интенсивности «цветения» воды в этом водоеме. В связи с этим сотрудниками лаборатории экологии простейших и микроорганизмов ИЭВБ РАН были возобновлены независимые наблюдения за гидрохимическими и гидробиологическими показателями оз. Бол. Васильевское.

Подробный анализ изменения экологического состояния водоемов из системы Васильевских озер представлен в целом ряде работ (Быкова, 2015; Горбунов, Уманская, 2014; Горбунов и др., 2014, 2017; Кривина, 2016, 2017; Кривина, Тарасова, 2017а,б; Мухортова и др., 2015; Уманская и др., 2018 и др.). В данной работе кратко обобщены основные итоги сравнительного анализа состояния экосистемы оз. Бол. Васильевское в

1991-1992 гг. и в 2013-2014 гг.

Как известно, одним из наиболее значимых показателей экологического состояния является его трофический статус. Его принято оценивать по нескольким показателям, таким, как прозрачность воды, концентрация общего фосфора и общего азота, концентрация хлорофилла и биомасса фитопланктона, а также по разнообразным биотическим индексам (Горбунов и др., 2014, 2017). К 2013-2014 гг. трофический ста© 2019 Кривина Елена Сергеевна, pepelisa@yandex.ru; Быкова Светлана Викторовна, svbykova@rambler.ru; Горбунов Михаил Юрьевич, myugor@yandex.ru; Тарасова Наталья Геннадьевна, tnatag@mail.ru; Уманская Марина Викторовна, mvu@fromru.com

тус озера Бол. Васильевское по всем основным показателям оценивался как гипертрофный. С 1991 г. средняя концентрация хлорофилла увеличилась почти втрое (с 85,9 в 1991 г. до 198,6 мкг/л в 2013 г.). Также существенно уменьшилась прозрачность воды - в среднем с 65 до 28 см, а в период наибольшего "цветения" она снижалась до 10 см и менее.

Содержание общего фосфора в озере значительно снизилось по сравнению с 1991-1992 гг., в основном за счет уменьшения минерального фосфора (с 212 мкг/л в июле 1991 г. до 64 в июле в 2013 г.). Вероятно, это было обусловлено низкой растворимостью фосфатов в сильнощелочной среде, которая в настоящее время характерна для озера.

В химическом составе воды озера также произошли существенные изменения: возросла общая минерализация воды (с 209 мг/л в 1991-1992 гг. до 310 мг/л в 20132014 гг.) и изменился класс качества воды (с кальций-гидрокарбонатного на содовый). Вероятно, эти изменения были связаны с влиянием так называемых «техногенных» водоемов системы, а также воздействием аварийных сбросов очистных сооружений и солей, поступающих с автодорог в зимний период.

К 2013 г. вода в озере не соответствовала санитарным нормам по целому ряду гидрохимических показателей. Так величина рН воды в течение вегетационного сезона варьировала в пределах 9,1-10,7, а средняя концентрация свободного аммиака составляла 0,6 мг/л, т.е. 15 ПДК (Горбунов и др., 2014, 2017).

Видовой состав водорослей и таксономическая структура оз. Бол. Васильевское не претерпели существенных изменений от 1991 к 2014 г. Видовое богатство было стабильно высоким (в 1991-1992 гг. обнаружено 300 таксонов водорослей рангом ниже рода, в 2013-2014 гг. - 316). Как и в значительной части пресноводных водоемов умеренной зоны, наибольшим видовым богатством отличались зеленые водоросли (3440%), затем следовали диатомовые (20-23%), синезеленые (15-16%) и эвгленовые (911%). Отмечалась слабая тенденция увеличению видового богатства, преимущественно за счет видов-индикаторов средней и высокой степени органического загрязнения.

Показатели количественного развития фитопланктона от 1991 к 2014 г. также увеличились. Средневегетационная численность водорослей возросла практически в 2 раза (с 143 млн кл./л в 1991-1992 гг. до 168 млн кл./л - 2013-2014 гг.), биомасса - в 1,5 раза (с 13,13 мг/л в 1991-1992 гг. до 19,99 мг/л в 2013-2014 гг.). Рост этих показателей происходил в основном за счет усиления вегетации синезеленых водорослей.

Комплекс доминирующих видов водорослей, как по численности, так и по биомассе состоял преимущественно также из синезеленых водорослей, причем их уровень доминирования только возрастал от 1991 к 2014 г. Степень сродства видового состава доминирующего комплекса водорослей 1991-1992 гг. и 2013-2014 гг. составляла 58% относительно численности фитопланктона и 50% относительно его биомассы. Структурные изменения в комплексе доминирующих по численности видов водорослей были связаны с усилением значимости синезеленых водорослей «планктотрихетового» или Б-1типа. Несмотря на интродукцию в 2013-2014 гг. зеленая водоросль Chlorella vulgaris IPPAS C-111 ни в один из периодов не входила даже в категорию массовых видов (вклад в формирование общих показателей численности и биомассы не превышал 0,01%). Уровень трофности, рассчитанный по биомассе фитопланктона, в каждый период исследования оценивался как гиперэвтрофный. Все это, позволяет сказать, что «альголизация», как метод биологической реабилитации, на оз. Бол. Васильевское оказалась неэффективной (Кривина, 2018).

Видовой состав инфузорий за более чем 20-летний период увеличился практически вдвое (с 37 в 1991 г. до 74 в 2013 г.). Все изменения, произошедшие с сообществом, напрямую или опосредованно отражают увеличение трофического статуса водоема. Это и смена видового состава доминирующего комплекса (перитрихи,

хореотрихи и олиготрихи в 1991 г. сменились в 2013 г. на скутикоцилиты, являющиеся индикаторами большего органического загрязнения), и увеличение численности на порядок (246,8 тыс. экз./м3 в 1991-1992 гг. и 2973 тыс. экз./м3 в 2013-2014 гг.), и уменьшение среднего размера особи в сообществе и уменьшение вследствие этого биомассы вдвое (72,2 мг/м3 37,3 мг/м3 в 1991-1992 гг. и в 2013-2014 гг. соответственно). Также отмечалось явное увеличение вклада инфузорий индикаторов а-мезосапробной зоны до 52% общей численности. В целом, в 1991 г. 56% всех проб принадлежали в - мезосапробной зоне, а в 2013 г. 77% проб - а - мезосапроб-ной зоне). Уменьшение роли миксотрофов - еще одно подтверждение тенденции продолжающегося повышения трофического уровня. Однако выявить носит ли оно естественный или антропогенный характер довольно трудно. Апробирование индекса антропогенного эвтрофирования (ИНЭК) как экспресс-метода оценки состояния водоема не дало четкого ответа. Связано, это, вероятно, с высоким трофическим статусом водоема и, как следствие, с большим количеством, по сравнению с олиготрофными водоемами, недоучтенных факторов, в т.ч., токсического влияния природных факторов естественного происхождения (Быкова, 2015).

Таким образом, современное экологическое состояние оз. Бол. Васильевское можно оценить как неудовлетворительное. Биологические манипуляции по реабилитации водоема посредством «альголизации» не дали положительных результатов и оказались неэффективными. В настоящее время водоем нуждается в пристальном внимании экологов и разработке эффективного комплекса мероприятий экологической реабилитации и рекультивации.

Список литературы

Быкова С.В. Тенденции изменения состояния сообщества свободноживущих инфузорий озера Большое Васильевское (г. Тольятти, Самарская обл.) за двадцать лет // Изв. Самар. НЦ РАН. 2015. Т. 17, № 4 (4). С. 749-758.

Горбунов М.Ю., Уманская М.В. Массовое развитие пурпурной серной бактерии СИгота^ит окгпи (БЬгЪ. 1838) Рейу 1852 в небольшом городском озере Дачное (г. Тольятти, Самарская область) // Изв. Самар. НЦ РАН. 2014. Т. 16, № 55. С. 1722-1726.

Горбунов М.Ю., Уманская М.В., Краснова Е.С. Современное экологическое состояние озера Большое Васильевское // Изв. Самар. НЦ РАН. 2014. Т. 16, №1. С.183-187.

Горбунов М.Ю., Уманская М.В., Краснова Е.С. Современное экологическое состояние некоторых пригородных озер системы Васильевских озер, г. Тольятти: Гидрохимический режим озер в 20132015 гг. // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2017. Т. 26, №1. С. 28-40.

Кривина Е.С. Таксономический состав фитопланктона оз. Восьмерка (г. Тольятти, Самарская область) // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2017. Т. 26, № 1. С. 41-54.

Кривина Е.С. Таксономический состав фитопланктона оз. Прудовиков // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2016. Т. 25, № 4. С. 177-190.

Кривина Е.С. Трансформация фитопланктона малых водоемов урбанизированных территорий в

условиях изменения антропогенной нагрузки: Автореф... дис. канд. биол. наук. Тольятти: 2018. 20 с.

Кривина Е.С., Тарасова Н.Г. Особенности распределения планктонных водорослей в стратифицированном водоеме (на примере оз. Прудовиков, г.о. Тольятти) // Вода: химия и экология. 2017а. № 9. С. 55-63.

Кривина Е.С., Тарасова Н.Г. Трансформация альгофлоры техногенных озер (на примере г. Тольятти) // Вода и экология: проблемы и решения. СПб, 2017б. №3 (71). С. 13-34.

Мухортова О.В., Болотов С.Э., Тарасова Н.Г., Быкова С.В., Уманская М.В., Горбунов М.Ю., Краснова Е.С., Кривина Е.С., Буркова Т.Н. Зоопланктон урбанизированного водоёма и факторы, определяющие его развитие (на примере озера Большое Васильевское, г. Тольятти, Самарская область) // Поволжск. экологич. журн. 2015. № 4. С. 409-421.

Номоконова В.И., Выхристюк Л.А., Тарасова Н.Г. Трофический статус Васильевских озер в окрестностях г. Тольятти // Изв. Самар. НЦ РАН. 2001. Т. 3, № 2. С. 274-283.

Протисты и бактерии озер Самарской области / Под ред. д.б.н. В. В. Жарикова. Тольятти: Кассандра, 2009. 240 с.

Уманская М.В., Горбунов М.Ю., Краснова Е.С., Жариков В.В. Трофический статус некоторых пригородных озер г. Тольятти (Васильевские озера) в 2013-2015 гг // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2018. Т. 27, № 2. С. 183-188.