Биоиндикационная оценка некоторых озер Центральной Якутии

26. Ivanova E.I. Study of bryoflora of Yakutia (by Cajander's collection)// Проблемы ботанических и лесо-водственных исследований в Республике Саха (Якутия) и Финляндии. - Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2003. - С. 53-61.

27. Полозова Т. Г. О самых северных местонахождениях лиственницы (Larix dahurica Turcz.) и кустарной ольхи (Alnaster fruticosus Ldb.) в низовьях реки Лены // Мате-

УДК 574.57:556.55

риалы по растительности Якутии. - Л., 1961. - С. 291294.

28. Щербаков И.П. Лесной покров Северо-Востока СССР. - Новосибирск: Наука, 1975. - 344 с.

29. Растительный и животный мир дельты реки Лены / Лабутин Ю.В., Перфильева В.И., Ревин Ю.В. и др. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1985. - 140 с.

Биоиндикационная оценка некоторых озер Центральной Якутии

Л.А. Пестрякова, П.И. Харлампьева, У Херцшух

Приведены лимнологические и гидрохимические характеристики некоторых озер Центральной Якутии. Даются таксономический состав и эколого-географическая характеристика диатомовых комплексов поверхностных осадков этих озер. Биоиндикационная оценка состояния изученных озер дается по диатомовым водорослям и высшим водным растениям. Выполнен спектральный анализ на наличие тяжелых металлов в гигрофитах изученных озер.

Ключевые слова: озеро, водная экосистема, биоиндикация, диатомовые водоросли, водная и прибреж-но-водная растительность, спектральный анализ, тяжелые металлы.

Limnologycal and hydrochemical characteristics of some lakes from Central Yakutia are given in the paper. Furthermore, we provide ecological and geographical aspects of diatom species composition of the lake surface sediments. The bioindication estimation of the ecological state of the investigated lakes is made using diatom and macrophytes. Additionally we performed spectral analysis of the heavy metals in the macrophytesis of the studied lakes.

Key words: lake, water ecosystem, bioindication, diatoms, water and littoral macrophytes, the spectral analysis, heavy metals.

Многочисленные озерные экосистемы Якутии относятся к числу важнейших природных и хозяйственных богатств данного региона России. Они являются источниками питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения. Все большую значимость озера приобретают в качестве показателей экологического состояния среды. Несмотря на большое хозяйственное значение, эти озера до сих пор мало изучены и очень слабо освоены.

Цель работы - оценка экологического состояния ряда озер Центральной Якутии по индикационным показателям диатомовых водорослей и высших водных растений.

Материалом послужили предварительные результаты полевых экспедиционных работ, выполненных в июле 2005 г. в рамках российско-германского сотрудничества. Для исследований выбирались

ПЕСТРЯКОВА Людмила Агафьевна - к.б.н., д.г.н., доцент каф. экологии ЯГУ, e-mail: lapest@mail.ru; ХАРЛАМПЬЕВА Прасковья Ивановна - ст. преп. каф. экологии ЯГУ e-mail: hpi_2u009@mail.ru; ХЕРЦШУХ Ульри-ке - профессор Университета Потсдама, Институт полярных и морских исследований им. А. Вегенера Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Telegrafenberg A43 14473 Potsdam, Germany, e-mail: Ulrike.Herzschuh@awi.de.

преимущественно бессточные озера, не подверженные антропогенному влиянию. В общей сложности были исследованы экосистемы 30 озер, расположенных в зоне тайги, между 61°24'18,7'' и 62°03'22 ''с. ш., 129°02'56,2'' и 132°09'51,8'' в.д.

В данной статье приведены материалы исследований 8 озер Лено-Амгинского междуречья и 4 озер г. Якутска. Выбор объектов продиктован наличием в водоеме индикаторов-гигрофитов. Сбор и обработка геоботанического материала, проб на диатомовый анализ были выполнены по общепринятым методикам. Оценка степени загрязнения водных экосистем тяжелыми и другими металлами проводилась на основе определения их содержания в воздушно-сухой массе водных растений методом спектрального анализа. Образцы растений-гидрофитов на анализ отобраны из видов, доминирующих в перечисленных озерах. Химический анализ выполнен в аккредитованной физико-химической лаборатории ГУП Республики Саха (Якутия) «Центргеоаналитика».

Большинство термокарстовых озер Лено-Ам-гинского междуречья сравнительно невелики и неглубоки [1]. Обследованные озера района исследований также имеют малые размеры и незначительные глубины (табл.1).

БИОИНДИКАЦИОННАЯ ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХ ОЗЕР ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

Т а б л и ц а 1

Лимнологические характеристики изученных озер

Озеро Лено-Амгинское междуречье г. Якутск

05Yak-20 05Yak-12 05Yak-25 05Yak-28 05Yak-26 05Yak-27 05Yak-21 05Yak-23 99Y-1 99Y-2 99Y-3 99Y-4

Высота (над у.м.), м 250 199 198 171 187 200 208 169 119 92 92 111

Площадь озера, км2 0,32 0,027 0,15 0,03 0,023 0,07 0,02 0,053 0,056 0,36 0,36 0,51

Глубина (макс.), м 2 3 2 4,7 3,8 2 1,9 2,3 3 6,7 6,7 4,2

Глубина отбора, м 1,4 2 1,7 4 1,7 1,3 1,6 1,8 1,4 1,4 6 2

Прозрачность, м 0,8 0,35 0,5 0,5 0,45 2 0,35 0,2 0,15 0,2 0,2 0,5

рн 9 8,42 8,75 8,6 8,16 8,2 8,19 9,2 7 7 7 7,2

Электропроводность, mS/см 1,35 1,91 1,50 1,38 1,13 1,91 0,53 0,49 2,21 1,91 1,91 1,19

Жесткость, ммоль/л 4,72 6,36 6,04 9,9 2,5 3,2 2,1 1,9 9,02 5,5 5,5 4,9

Минерализация, г/л 0,88 1,24 0,97 0,90 0,73 1,24 0,34 0,32 1,44 1,24 1,24 0,77

Fe2+,мг/л 0,05 0 0 0,18 0,05 0 0,008 0,2 1,5 0,3 0,3 0,8

Ca2+,мг/л 35,3 20,0 25,7 24,0 35,2 20,0 38,5 32,1 136,0 134,0 134,0 80,0

Mg2+,мг/л 89,9 162,8 144,6 10,9 97,2 162,8 49,8 49,8 24,0 42,4 42,4 10,0

№2+ " К", мг/л 133,7 211,3 124,6 19,7 88,7 211,3 9,1 9,6 263,7 251,8 251,8 177,0

Si4+,мг/л 8,4 8,0 8,0 8,8 20,0 8,0 11,6 12,0 0,0 0,0 0,0 0,0

ЫН4+,мг/л 0,7 0,8 0,8 0,5 2,7 0,8 0,9 0,8 0,1 0,1 0,1 0,2

РОДмг/л 0,5 0,1 0,1 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0

НТО3\мг/л 567,3 695,4 628,3 793,0 420,9 695,4 219,6 201,3 675,0 567,0 567,0 317,2

SO42",мг/л 5,0 17,7 6,3 6,3 1,3 17,7 7,6 7,6 70,0 70,0 70,0 4,0

СГ,мг/л 38,3 127,6 34,0 32,6 66,6 127,6 4,3 4,3 330,0 345,0 345,0 184,6

Предварительные результаты изучения диатомовых водорослей озерного фитопланктона показали относительную бедность флоры, представленной всего 94 видами, относящимися к 32 родам, 14 семействам, 4 порядкам и 2 классам. Ведущими семействами являются Naviculaceae, Nitzschiaceae и Stephanodiscaceae. Из родов Fragilaria (10 видов и разновидностей), Nitzschia (8), Navicula, Gomphonema и Achnanthes (по 7 видов), РтпиШпа (6 видов), ЕипоНа (5 видов), Neidium и Cymbella (по 4 вида). Из 34 «массовых» видов наиболее активными и постоянными оказались только два вида: Cyclotella meneghiniana КШ^. (67 % озер) и Fragilaria сот^шт et f.venter Hust. (33 % озер).

В экологическом спектре диатомовых комплексов, встреченных в воде изученных озер, преимущественно преобладали планктонные (в 5 озерах) и эпифитные (в 4 озерах) формы, указывающие на достаточную глубину и наличие в водоемах многочисленных мелководных участков. Состав диа-томей имеет пресноводный генезис. Во всех озерах Лено-Амгинского междуречья преобладают индифференты, предпочитающие минерализацию воды в пределах 0,2-0,3 %о. Исключение составляет озеро 05Yak-12 (61°37'05"с.ш., 130°42'30,0" в.д.), где абсолютно доминировали галофилы за счет вида Cyclotella meneghiniana КШх(81 %).

Сведения о оптимальных для развития значений рН имеются только для 84 % таксонов диато-мей. Как и в целом для диатомовой флоры Якутии, во всех изученных озерах отмечено доминирование алкалифилов, развивающихся при рН=7,0, с оптимумом распространения при рН более 7,0.

Биогеографические элементы флор достаточно условно выделяются по отношению диатомей к температурным условиям вод. Анализ состава диатомовых водорослей озер выявил абсолютное преобладание космополитов (61-83 %) широко распространенных видов. Лишь в озере 05Yak-26 (61°56'01"с.ш., 132°03'23,1"в.д.) отмечено преобладание бореальных форм (до 67 %). Доли участия арктоальпийских видов - обитателей холодных и чистых вод почти нет.

Из общего списка видов (94) индикаторные свойства к органическому загрязнению присущи для 69 % таксон. Во флоре встречались показатели всех степеней сапробности при явном преобладании бета-мезосапробных организмов (34 вида), на втором месте олигосапробы (12). Доля участия ксеносапробов, предпочитающих «очень чистые» воды (4 вида), значительно меньше. Из представителей альфа-мезосапробов - индикаторов высокоэвтрофных вод (9 видов) следует выделить два планктонных вида (Cyclotella meneghiniana и Stephanodiscus hantzschii).

В диатомовых комплексах озер Лено-Амгин-ского междуречья, хотя и по численности створок, преобладали бета-мезосапробы (до 78 %), однако доля участия альфа-мезосапробов высокая. Абсолютное преобладание альфа-мезосап-робов отмечено в озеро 05Yak-12. Из городских объектов наиболее загрязненными оказались озера, расположенные в центре г. Якутска.

Показатель индекса сапробности, высчитанный по методу Пантле-Букка в модификации Сладе-чека, озер колеблется от 1,58 (05Yak-20) до 2,54 (05Yak-12), что соответствует бета-, альфа- ме-

Т а б л и ц а 2

Содержание тяжелых металлов в гидрофитах водоемов изученных озер Центральной Якутии и Беларуси

Элемент Озера Центральной Якутии Водоемы и водотоки Беларуси Среднее содержание в растениях по литературным данным

минимальное максимальное среднее фоновое среднее фоновое максим. в чистых водоемах максим. в загрязнен ных водоемах

Cr 5 50 17,5 0,34 11,25 43 2,0-5,0

Ni 5 15 7,5 0,3 11,25 40,8 0,05-5,0

Ti 500 2000 1250 8,39 130,4 130,4 0,15-80,0

Zn 20 200 60 1,41 42,1 177,5 15,0-100,0

V 5 70 15 3,55 13,2 18,7 0,1-1,0

Cu 15 50 25 3,48 32,6 135,5 2,0-15,0

Pb 5 30 22,5 2,38 12,63 832,9 0,1-5,0

Mn 200 7000 3750 301,15 3180,5 3180,5 >500

зосапробным зонам. Следовательно, озера относятся к III классу качества или умеренно (слабо) загрязненным водам. Исключение составляет озеро 05Yak-12, где вода наиболее загрязнена органикой.

Водная и прибрежно-водная растительность озер Центральной Якутии изучена слабо. Геоботанические исследования прибрежно-водной растительности со сбором гербария проводились по общепринятым методикам [2-6]. Выявлено 124 вида высших водных и околоводных растений, из них хвощеоб-разных 4, цветковых 120. Сюда входят представители 34 семейств, из которых преобладают следующие виды: осоковые (22 вида), злаки (11), рдестовые (10), лютиковые (19), астровые (8), гречишные (6), ситниковые и маревые (по 5), хвощевые (4).

По морфологическим и эколого-биологическим особенностям водных растений выделено 25 видов гидрофитов, 10 видов гелофитов. Наибольшее число видов (более 70) включают береговые и наземные гигрофиты, мезофиты и некоторые гид-ро-гигрофиты. Часть из них местами заходит в воду, образуя полосы разной ширины (в среднем 1-1,5 м, местами до 5 м), и являются эдификато-рами прибрежных сообществ.

В исследованных озерах доминируют следующие гидрофиты: Potamogeton perfoliatus, P. pectinatus, P. compressus, P. friesii, Ceratophyllum demersum, Myriophyllum spicatum, Persicaria amphibia. Все эти виды широко распространены не только на территории России, но и далеко за ее пределами. Гидрофиты, в том числе и представленные виды, используются для мониторинговых исследований водных экосистем Республики Беларусь [7].

По результатам химического анализа высоким содержанием марганца, хрома, цинка, свинца в растительных пробах отличаются озера, расположенные в черте г. Якутска (99Y-1, 99Y-3, 99Y-4).

В сухом остатке растений озер Лено-Амгинского междуречья содержание этих элементов значительно меньше, чем в пробах городских водоемов. Исключением является озеро 05 Yak-21(62°02'13"с.ш., 131°42'51,5" в.д.), в образцах которого обнаружено высокое содержание свинца. Возможно, это объясняется тем, что, во-первых, озеро находится недалеко от автотрассы, и во-вторых, уруть (Myriophyllum spicatum) отличается наибольшей способностью к накоплению химических элементов [7].

Содержание никеля в гидрофитах исследуемых озер колеблется от 5 до 15 мг/кг, причем максимальное значение отмечено в озере 05Yak-23 из заречной группы озер, что в 2 раза превышает среднее фоновое значение по Центральной Якутии. По максимальному количеству содержания титана отличаются образцы растений озер 05Yak-23 и 05Yak-28, что в 1,6 раза превышает среднее фоновое содержание по региону. Самое высокое содержание меди и ванадия зафиксировано в гидрофитах озера 05Yak-23. Следует отметить, что в образцах водных растений озера 05Yak-23 высокое содержание многих микроэлементов (Т^ Си, Сг, V).

Установлено, что уруть, рдест сплюснутый и рдест Фриза аккумулируют в своих тканях больше химических элементов, чем остальные гидрофиты (99Y-1, 05Yak-21, 05Yak-23).

Сравнительный анализ определения содержания тяжелых металлов в различных видах растений изученных водоемов и данных фонового содержания тяжелых металлов в гидрофитах водоемов и водотоков Беларуси, а также литературных данных показал, что высшим водным растениям свойственна избирательность в накоплении не только макро-, но и микроэлементов, и солей тяжелых металлов. По сравнению с гидрофитами водоемов Беларуси [7] накопительная способность растений водных экосистем района исследований значительно выше по всем приведенным элементам (табл.2).

Как видно из таблицы, среднее фоновое содержание некоторых микроэлементов и тяжелых металлов в водных растениях Центральной Якутии в десятки и даже сотни раз превышает показатели по Беларуси. По максимальному содержанию свинца, меди и никеля отличаются гидрофиты загрязненных озер Беларуси, по остальным элементам содержание в водных растениях представленного региона Якутии оказалось выше. Соответственно, в количественном отношении накопление химических элементов в гидрофитах Центральной Якутии

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ ВОДОЕМОВ В РАЙОНЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАНГАЗЕЙСКОЕ

происходит интенсивнее, что и подтвердилось результатами химического анализа.

В целом исследования показали, что рассматриваемые озера Лено-Амгинского междуречья, расположенные вдали от населенных пунктов, испытывают значительную биогенную нагрузку.

Литература

1. Пестрякова Л.А. Диатомовые комплексы озер Якутии. - Якутск: Изд-во ЯГУ 2008. - 197 с.

2. Караваев М.Н. Конспект флоры Якутии. - М.;Л.: Изд-во АН СССР,1958а. -189 с.

3. ТруфановаЕ.Р., Галактионова Т.Ф. Растительность водоемов в низовьях р. Колымы // Бюл. НТИ: Биологи-

ческие проблемы Севера / ЯФ СО АН СССР. -Якутск,1975. - С. 16-17.

4. Кононов К.Е. Луга поймы реки Лены (Эколого-фи-тоценотический анализ). - Якутск: Кн. изд-во,1982а. -216 с.

5. КононовК.Е., ГоголеваП.А., НаумоваЛ.Г., Павлов П.Д. Травянистая растительность «40 островов» поймы реки Лены. - М.,1989. - 34 с. (Биол.науки).

6. Гоголева П.А., Кононов К.Е., Миркин Б.М., Миронова С.И. Синтаксономия и симфитосоциология растительности аласов Центральной Якутии. - Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та,1987а. -176 с.

7. ВласовБ.П., ГигевичГ.С. Использование высших водных растений для оценки и контроля за состоянием водной среды: метод. рекомендации. - Минск: Изд-во БГУ, 2002. - 84 с.

УДК 582.26

Современное состояние водорослей водоемов в районе месторождения Мангазейское Верхоянского хребта

Л.И. Копырина

Впервые для альгофлоры Якутии представлены предварительные результаты исследований аль-гофлоры водоемов, где выявлено 230 видов или 260 видов и разновидностей водорослей из 8 отделов с преобладанием диатомовых - 48,4%. Основное ядро видов водорослей представлено криофильными северо-альпийскими и горными формами, что вообще характерно для чистых фоновых горных водоемов.

Ключевые слова: Верхоянский хребет, водоем, альгофлора, водоросли, фитопланктон, фитоперифитон, видовой состав, отдел.

For the first time initial results of water bodies study have been brought for the Yakutia algae-vegetation with 230 species or 260 algae species and varieties from 8 divisions found with prevalence of diatoms -48.4%. The main cohort of algae species is represented with cryophilic north-alpine and mountain forms that is typical for clean background water basins.

Key words: Verkhoyansky Mountain Ridge, water body, algae-vegetation, algae, phytoplankton, phytoperiphyton, species composition, division.

Горнодобывающая промышленность - ведущая отрасль промышленности российского Севера. Интенсификация добычи и переработки полезных ископаемых привела к серьезным изменениям окружающей среды на Севере [1].

Водоросли - наиболее чувствительный и надежный индикатор водных экосистем, с помощью которых можно на ранних стадиях диагностировать загрязнение до выявления его методами химического анализа [2]. Структура водорослевых сообществ определяет формирование и функционирование всех элементов гидробиоценозов. Аль-гофлора малых рек и ручьев ярче, чем крупных

КОПЫРИНА Любовь Иннокентьевна - к.б.н., н.с. лаб. флористики и геоботаники ИБПК СО РАН, e-mail: l.i.kopyrina@mail.ru.

интразональных рек, отражает местные экологические условия. Преимущество альгологических исследований при мониторинге водных экосистем объясняется коротким жизненным циклом водорослей, что позволяет даже при проведении ограниченных по времени наблюдений не только определить современное состояние водоемов, но и оценить возможные изменения [3].

Водоемы Верхоянского хребта в альгологичес-ком отношении исследованы слабо [4], и многие территории изучены неравномерно. Характерной особенностью данной территории для формирования флористического состава водорослей в водоемах являются высокогорные ландшафты с четкими структурами в рельефе, расчлененными гидросетью, с развитыми крутосклонными речными долинами и высокогорными озерами. Эксплуатация