Современное состояние фитопланктона жижицкого озера (Псковская область)

УДК 582.26

Д. Н. Судницына

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИТОПЛАНКТОНА ЖИЖИЦКОГО ОЗЕРА

В результате многолетних исследований (1948; 1977-1978; 2009; 2011-2012 гг.) в составе фитопланктона озера Жижицкого — второго по величине водоёма Псковской области, выявлено 202 таксона водорослей рангом ниже рода. Основу фитопланктона составляют диатомовые, зелёные и синезелёные (цианопрокариотические) водоросли (90,6 %). В последние годы наблюдается повышение видового разнообразия синезелёных и эвгленовых водорослей, увеличение численности таких массовых видов как Planctolyngbia limnetica (Lemm.) Kom.-Legner. et Cronb. и Aphanocapsa holsatica (Lemm.) Cronb. et Kom. из синезелёных водорослей, общее повышение уровня биомассы летнего фитопланктона (от 17,7-23,6 г/м3 в 70-е годы до 20,0-34,1 г/м3 в 2011-2012 гг.). Всё это свидетельствует о переходе озера Жижицкого на более высокий уровень трофности.

Ключевые слова: озеро, фитопланктон, видовой состав, доминирующие виды, биомасса, уровень трофии.

Озеро Жижицкое расположено в южной части области и представляет собой остаток древнего послеледникового водоёма. Оно является вторым по величине (площадь 5860 кв. км) водоёмом Псковской области, после Псковско-Чудского озера. Озеро мелководное (средняя глубина 4 м), состоит из двух частей, соединённых протокой. Берега низкие, местами заболоченные или заняты хвойными лесами, ранее распаханные участки в настоящее время застраиваются. Береговая линия сильно изрезана, особенно в северной части, где располагаются многочисленные острова и полуострова. Почвы слабоподзолистые, реже болотные, что обусловливает низкую минерализацию озёрных вод (Е = 116,4-129,6 мг/л). По ионному составу вода озера относится к гидрокарбонатно-кальциевому типу [4].

Величина минерализации, солевой состав, его сезонные изменения не выходят за рамки амплитуды колебаний, характерной для водоёмов Северо-Запада и не являются лимитирующими факторами для нормальной жизнедеятельности гидро-бионтов [3].

До 1972 г. этот водоём находился на втором месте по рыбохозяйственному значению. Основными промысловыми рыбами Жижицкого озера являлись лещ и судак, до недавнего времени — снеток [10]. В настоящее время промысел на озере практически прекращён, но при этом активно развивается любительский и лицензионный (промысловыми орудиями лова) лов рыбы. А сам водоём и его берега стали местом массового отдыха населения. Разработка новых земельных участков в прибрежных зонах, строительство лодочных причалов, бань, подсобных помещений вызывает практически неконтролируемый сброс в водоём органических и минеральных веществ, нефтепродуктов [3].

Впервые фитопланктон этого озера изучался в мае-сентябре 1948 г. [8]. Определение водорослей проводилось только до рода. Отмечено массовое развитие видов Melosira (большинство видов этого рода по современной номенклатуре отно-

сятся к роду Aulacoseira) в весеннем планктоне и летом — «цветение» синезелёных водорослей (Microcystis, Anabaena, Woronichinia).

Более подробно состав и сезонная динамика фитопланктона Жижицкого озера изучались в 1977-1978 гг. на 9 постоянных станциях. Опубликован систематический список планктонных водорослей (157 таксонов) с указанием экологической характеристики видов [9]. Основу фитопланктона составляли 3 отдела: диатомовые, зелёные и синезелёные, остальные отделы были представлены 1-3 видами. По составу и величине биомассы фитопланктона озеро относили к эвтрофным водоёмам. Особенностью сезонного развития фитопланктона оз. Жижицкого в этот период было «цветение» диатомовых водорослей (весной и осенью), вызванное видами Aulacoseira.

В 2009 г. нами изучался по сезонам фитопланктон одного участка озера, используемого в рекреационных целях (на 3 станциях), в 2011 и 2012 гг. на всей акватории озера изучался летний фитопланктон (на 8 и 4 станциях соответственно).

В настоящей работе проведено обобщение материалов по таксономическому составу планктонных водорослей, даны сравнительный анализ уровня и структуры биомассы фитопланктона, оценка современного трофического состояния и уровня сапробности Жижицкого озера.

Методика отбора и обработки проб фитопланктона во все годы была стандартной [1]. Отбор проб фитопланктона осуществляли с поверхности воды (объём 0,5 л), фиксировали 40 % формалином до слабого запаха. После концентрации осадочным методом пробы просчитывали в камере Нажотта объёмом 0,01мл. Биомассу определяли общепринятым объёмно-весовым методом.

Для определения видов использовали как отечественные [5], так и некоторые зарубежные источники ([11-13, 15-18] и др.) Названия видов даны с учётом современных номенклатурных ревизий.

Анализ систематических списков планктонных водорослей позволил выявить в составе фитопланктона Жижицкого озера 202 таксона водорослей рангом ниже рода, относящихся к 7 отделам, 74 родам (табл. 1).

Таблица 1

Таксономическая структура фитопланктона оз. Жижицкого

Отделы Число Всего

родов видов внутри- опреде- таксонов

видовых лённых рангом

таксонов до рода ниже рода

Cyanoprokaryota 15 38 2 - 40

Euglenophyta 4 11 1 - 12

Chrysophyta 1 2 1 - 3

Bacillariophyta 29 60 17 3 80

Dinophyta 3 2 - 1 3

Xanthophyta 1 1 - - 1

Chlorophyta 21 54 7 2 63

Итого: 74 168 28 6 202

В течение всего периода изучения оз. Жижицкого основу фитопланктона составляли 3 отдела водорослей: диатомовые (Bacillariophyta), зелёные (Chlorophyta) и синезелёные (цианопрокариотические) (Cyanophyta / Cyanoprokaryota). В современном списке на долю этих трёх отделов приходится 90,6 % всего состава фитопланктона. На родовом уровне в этих отделах видовым разнообразием выделялись Aulacoseira, Fragilaria, Navicula, Cymbella — из диатомовых, Scenedesmus, Pediastrum — из зелёных и Aphanocapsa, Microcystis, Anabaena — из цианопрока-риотических водорослей.

На четвёртом месте по числу видов оказались эвгленовые водоросли (Euglenophyta) (5,9 %). Здесь наибольшим видовым разнообразием выделялся род Trachelomonas (6 видов). Все остальные отделы всегда были малочисленными. Жёлтозелёные (Xanthophyta) представлены одним видом — Tribonema affine West, золотистые (Chrysophyta) — тремя видами рода Dinobryon, динофитовые (Dinophyta) тремя одновидовыми родами (Ceratium, Peridinium, Gymnodinium).

За период наблюдений в составе фитопланктона озера произошли определённые изменения: появились новые виды, особенно в составе эвгленовых (Trachelomonas globularis (Awer.) Lemm., Euglena tripteris (Duj.) Klebs, Phacus caudatus Hubn. и др.) и синезелёных водорослей (Aphanothece stagnina (Spreng.) A. Braun, Planctolyngbia brevicellularis Cronb. et Kom. Chroococcus dispersus (Keissl.) Lemmerm. и др.). Заметно изменилось соотношение таксонов высокого ранга: увеличилось содержание синезелёных, эвгленовых и зелёных водорослей, уменьшилось — диатомовых и золотистых (табл. 2).

Таблица 2

Соотношение отделов водорослей (%) в фитопланктоне оз. Жижицкого

в разные годы

Отделы водорослей 1977-1978 2009-2012

Cyanoprokaryota 18,5 20,1

Euglenophyta 2,5 7,6

Chrysophyta 1,9 0,7

Bacillariophyta 44,6 34,1

Dinophyta 1,9 2,1

Xanthophyta 0,6 0,7

Chlorophyta 30,0 34,7

Итого: 100 100

Большинство массовых видов, выделенных в 70-е годы, сохранили свою роль в планктоне, но их максимальные значения несколько изменились (табл. 3).

Таблица 3

Состав массовых видов и их максимальная численность (тыс. клеток/л) летом _в разные годы_

Виды 1977-1978 2009-2012

Aulacoseira granulata 2800 2900

Asterionella formosa 2920 120

Fragilaria crotonensis 860 500

Pediastrum boryanum 1840 1920

Pediastrum duplex 800 1200

Microcystis aeruginosa 1800 1400

Microcystis pulverea 1500 2350

Anabaena spiroides 1280 240

Aphanizomenon flos-aquae 3030 2000

Planctolyngbia limnetica* 880 22800

*трихомов/л

Обращают на себя внимание очень высокие в последние годы показатели численности Planctolyngbia limnetica ^етт.) Kom.-Legner. et СгопЬ. По литературным данным [2, 7] эта нитчатая цианопрокариотическая водоросль предпочитает высокоэвтрофные водоёмы.

Максимальные количественные показатели в развитии фитопланктона оз. Жижицкого во все годы наблюдений отмечались летом (в июле). По числу видов на станциях в 70-е годы выделялись диатомовые водоросли (до 63 %), а в последние годы — синезелёные (до 40 %) и зелёные (до 32 %). По численности и биомассе преобладали в летнем фитопланктоне на всех станциях синезелёные водоросли (от 50 % биомассы в 70-е годы до 90 % в 2009-2012 гг.). Второе место занимали диатомовые, третье — зелёные водоросли (табл. 4).

Таблица 4

Структура биомассы летнего фитопланктона оз. Жижицкого в разные годы

Отделы водорослей Биомасса, г/м3

1977 г. 1978 г. 2009 г. 2011 г. 2012 г.

Cyanoprokaryota 9,28 10,11 9,12 30,10 11,07

Dinophyta 2,46 2,30 0,30 0,54 0,35

Chrysophyta 0,09 0,01 0,01 0,01 -

Xanthophyta 0,06 0,08 0,02 0,01 0,05

Euglenophyta 0,01 0,01 0,04 0,16 0,08

Bacillariophyta 3,17 6,69 1,88 2,40 6,00

Chlorophyta 2,50 4,45 0,95 0,90 1,17

Итого 17,66 23,65 12,32 34,11 18,72

Как видно из данных таблицы, самые высокие значения биомассы фитопланктона отмечены в июле 2011 г. — 34,11 г/м3 (на отдельных станциях — до 54 г/м3).

В 2011-2012 гг. летом на озере наблюдалось «цветение» воды, вызванное си-незелёными водорослями. Среди возбудителей «цветения» (виды Microcystis, Woronichinia, Anabaena, Aphanizomenon) есть потенциально токсичные виды [2]. Летом 2011 г. на двух станциях численность синезелёных водорослей достигала 45 млн кл/л. Это значение соответствует величине, принятой Всемирной организацией здравоохранения для объявления умеренной опасности в водах, используемых в рекреационных целях [6].

В уровне сапробности и качестве воды в озере больших изменений не отмечено. Количественную оценку сапробности (загрязнения органическими веществами) осуществляли путём определения индекса сапробности [19]. В 1977-1978 гг. значения индекса сапробности варьировали от 1,8 до 2,5. В 2009 г. в одной из рекреационных зон озера значения индекса сапробности изменялись от 1,8 до 2,2, летом 20112012 гг. по всему озеру от 2,0 до 2,4. Согласно комплексной экологической классификации качества поверхностных вод суши [14] это соответствует бетамезосапроб-ным условиям, III классу качества воды (удовлетворительной чистоты).

Таким образом, сравнительный анализ таксономического состава, величины и структуры биомассы показал, что происходящие изменения в фитопланктоне (уменьшение видового разнообразия на станциях, усиление роли синезелёных водорослей и др.) указывают на повышение уровня трофии Жижицкого озера.

Литература

1. Водоросли. Справочник / Вассер С. П., Кондратьева Н. В., Масюк Н. П. и др. Киев: Наук. думка, 1989. 608 с.

2. Водоросли, вызывающие «цветение» водоёмов Северо-Запада России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. 367 с.

3. Изучение современного состояния нерестилищ и зимовальных ям в прибрежной полосе Жижиц-кого озера. Рукопись. Фонды Псковского отделения ГосНИОРХ. 2003. 26 с.

4. Лесненко В. К., Абросов В. Н. Озера Псковской области. Псков. 1973. 176 с.

5. Определитель пресноводных водорослей СССР. Л.: Наука, 1953-1986. Вып. 2-8, 10, 11, 13.

6. Патова Е. Н. Цианопрокариотическое «цветение» водоёмов восточноевропейских тундр (флористические и функциональные аспекты) // Теоретические проблемы экологии. 2007. № 3. С. 4-10.

7. Самойленко В. А., Карташевич З. К. Многолетние изменения фитопланктона как показатель эвтрофирования озер Браславской группы // Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. СПб.: 2007. С. 107-112.

8. Соколова М. Ф. Планктон // Промысловая характеристика Жижицкой группы озер Великолукской области и направление их хозяйственного использования. Рукопись. Фонды Псковского отделения ГосНИОРХ. 1949. С.13-16.

9. Судницына Д. Н. Фитопланктон озера Жижицкого // Сборник науч. трудов ГосНИОРХ. 1983. Вып. 209. С. 120-130.

10. Торговцев А. Ф. Разработать биологическое обоснование рациональной эксплуатации сырьевых ресурсов малых озёр Псковской области. Рукопись. Фонды Псковского отд. ГосНИОРХ. Псков. 1984. 56 с.

11. Флора водоростей континентальних водойм Украши: Десмидиeвi водоросл / Г. М. Паламар-Мордвинцева. Вип. 1. Ч. 2. Ки1в. 2005. 578 с.

12. Флора водоростей Украши. Том I. Синьозелеш водоросл. Вип. 1. Порядок хроококальш / О. И. Коваленко. Кшв. 2009. 397 с.

13. Царенко П. М. Краткий определитель хлорококковых водорослей Украинской ССР. Киев. Нау-кова думка, 1990. 208 с.

14. Шитиков В. К., Розенберг Г. С., Зинченко Т. Д. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения. М.: 2005. Кн. 2. 237 с.

15. Komärek J., Anagnostidis K. Cyanoprokaryota 1. Teil: Chroococcales // Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd. 19/1. Jena; Stuttgart; Lübeck; Ulm. 1998. 548 s.

16. Komärek J., Anagnostidis K. Cyanoprokaryota. 2 Teil: Oscillatoriales // Süsswasserflora von Mitteleuropa. Bd. 19/2. München. 2005. 759 s.

17. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. Teil 1. Naviculaceae // Die Süsswasserflora von Mitteleuropa. Stuttgart. 1986. Bd. 2/1. S. 1-876.

18. Krammer K., Lange-Bertalot H. Bacillariophyceae. Teil 3. Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaceae // Ibid. Stuttgart. 1991. Bd. 2/3. S. 1-576.

19. Pantle R., Buck H. Die biologische Überwachung der Gewässer und die Darstellung der Ergebnisse // Gas — und Wasserfach. 1955. Bd. 96. Nr. 18. S. 604-618.

D. Sudnitsyna

CURRENT STATE OF LAKE ZHIZHITSKOYE PHYTOPLANKTON

A total of202 algae taxa have been found during a long-term research (1948; 1977-1978; 2009; 2011-2012 years) of the phytoplankton in Lake Zhizhitskoye, the second largest water body in the Pskov region. Diatoms, green algae and blue-green algae (cyanobacteria) prevail in phytoplankton community (90.6 %). In recent years there has been an increase in Cyanophyta and Euglenophyta diversity, an increase of such dominant species as Planctolyngbia limnetica (Lemm.) Kom.-Legner. et Cronb. and Aphanocapsa holsatica (Lemm.) Cronb. et Kom. from Cyanophyta, an overall growth of summer phytoplankton biomass (from 17,7-23,6 g/m3 in the 1970s to 20,0-34,1 g/m3 in 2011-2012). All these facts indicate the changing of Lake Zhizhitskoye to a higher trophic level.

Key words: lake, phytoplankton, species composition, dominant species, biomass, trophic

level.