WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Фитопланктон как индикатор состояния водных экосистем городских ландшафтов (на примере г. омска)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КОНОВАЛОВА Оксана Александровна

ФИТОПЛАНКТОН КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ

ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ

(НА ПРИМЕРЕ г. ОМСКА)

03.02.08 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Омск – 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и биологии ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент Баженова Ольга Прокопьевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Григорьев Аркадий Иванович кандидат биологических наук Кубарева Марина Вячеславовна
Ведущая организация: Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Защита состоится «22» сентября 2011 г. в 12 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет» по адресу: 644099, г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Телефон/факс: (3812) 23-12-20, е-mail: kolpakova@omgpu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, наб. Тухачевского, 14.

Автореферат разослан «20» августа 2011 г.

и размещён на сайте ОмГПУ http://www.omgpu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Т.Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с нарастающей антропогенной нагрузкой на окружающую среду в последнее время повышенный научный интерес стали вызывать городские водоёмы. Ухудшение качества их вод является актуальной экологической проблемой (Маслов, 2002; Тетиор, 2008). Наряду с природными процессами, изменяющими химический состав вод, немаловажную роль играет и антропогенное воздействие, приводящее к изменению геохимических процессов в системе «водосбор – водоём», появлению токсинов в водной среде, эвтрофированию, закислению и, как следствие, ухудшению качества воды (Итигилова, 1998; Сёмин, 2001). В пределах городской черты водные объекты служат градообразующим фактором, обладают эстетической значимостью, используются для рекреации, поэтому их качество должно соответствовать экологическим нормам.

Для оценки экологического состояния водоёмов широко используют показатели развития фитопланктона, что обусловлено его положением автотрофного продуцента в основании экологической пирамиды. Фитопланктон быстро реагирует на изменения водной среды и может служить индикатором состояния всей водной экосистемы (Абакумов, 1977). Несмотря на известные преимущества и доступность методов биоиндикации, оценка экологического состояния водоёмов г. Омска этим способом до настоящего времени не проводилась. Между тем, подобные работы имеют высокую практическую значимость, поскольку позволяют не только установить экологическое состояние водоёмов, но и разработать методические рекомендации по его улучшению и стабилизации.

Цель работы – изучить современное состояние фитопланктона водоёмов г. Омска и дать оценку качества воды по показателям его развития.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- определить таксономический состав и структуру фитопланктона;

- оценить уровень флористического сходства фитопланктона различных водоёмов;

- выявить закономерности сезонной и межгодовой динамики обилия фитопланктона;

- определить трофический статус водных экосистем по показателям развития фитопланктона;

- оценить уровень сапробности воды.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Водоёмы г. Омска подвержены эвтрофированию и загрязнению органическими веществами.

2. Вода исследованных озёр в основном относится к классу удовлетворительной чистоты и -мезосапробной зоне.

Научная новизна работы. Впервые проведены систематические исследования фитопланктона водоёмов г. Омска. Установлен таксономический состав и структура фитопланктона, выявлены доминирующие виды, составлен аннотированный список водорослей и цианобактерий, включающий 363 вида и разновидности. Найдено 76 новых для Омского Прииртышья видов и разновидностей водорослей и цианобактерий. Установлены закономерности сезонной и межгодовой динамики обилия фитопланктона. Впервые определён трофический статус и дана оценка качества воды городских водоёмов по показателям развития фитопланктона.

Практическая значимость. Исследования автора проводились в рамках госбюджетной темы «Фитопланктон водоёмов и водотоков Омского Прииртышья» (№ госрегистрации 01200603662). Полученные данные были использованы при реализации проекта «Социально-экологическая реабилитация территорий, прилегающих к водоёмам города Омска» (2009 г.) и вошли в Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2009 году».



Результаты исследований могут являться основой при проведении биомониторинга водоёмов г. Омска. Данные по видовому составу фитопланктона будут использованы при написании сводки о региональной альгофлоре и могут применяться для уточнения содержания определителей альгофлоры Сибири в части распространения и местонахождения отдельных видов.

Результаты исследований используются в преподавании учебных дисциплин «Общая экология», «Экология региона», а также при подготовке выпускных квалификационных работ студентов факультета агрохимии, почвоведения и экологии ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет».

Апробация. Основные положения и результаты исследований были доложены на научно-практической конференции, посвященной 60-летию со дня рождения А. А. Кожухаря (Омск, 2009); Всероссийской молодежной конференции «Россия молодая: передовые технологии – в промышленность» (Омск, 2009); Международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); «Актуальные вопросы современного водохозяйственного комплекса» (Омск, 2009); «Проблемы агрохимии, почвоведения и экологии», посвященной 45-летию факультета агрохимии, почвоведения и экологии ОмГАУ (Омск, 2009); III Международной научно-практической конференции «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона (Омск, 2010); III научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Здоровье человека и среда обитания: фундаментальные и прикладные аспекты» (Омск, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора. Автором лично исследованы водоёмы г. Омска, отобраны и обработаны все пробы фитопланктона, интерпретированы полученные данные, подготовлены публикации. На базе аккредитованных лабораторий автором проведён гидрохимический анализ воды.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 164 страницах, состоит из введения, шести глав, выводов, библиографического списка и приложения, содержит 28 рисунков и 41 таблицу. Библиографический список включает 169 наименований, в том числе зарубежных – 20.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д. б. н. О. П. Баженовой за постоянную помощь в работе, д. б. н. С. И. Генкалу (ИБВВ РАН) за консультации в определении центрических диатомей и к. б. н. Е. Ю. Митрофановой (ИВЭП СО РАН) за помощь при работе на электронном микроскопе.

Глава 1 Фитопланктон как индикатор состояния водных экосистем

(Обзор литературы)

Проведён анализ данных по применению метода биоиндикации для оценки качества воды. Доступным и информативным является метод биоиндикации по показателям развития фитопланктона, способный отразить малейшие изменения, происходящие в водной среде. Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с дорогостоящими химическими анализами воды и широко используется в экологических исследованиях водных объектов.

Глава 2 Природно-климатические условия территории г. Омска

и характеристика абиотических условий исследованных водоёмов

2.1 Географическое положение и климат г. Омска

Омск – административный центр Омской области, расположенной в южной части Западно-Сибирской равнины между 58°30' и 55°30' северной широты и 69°30' и 76°30' восточной долготы. Город находится в лесостепной природно-климатической зоне умеренного пояса (Алисов, 2006). От характера климата зависят многие гидрологические и гидрохимические параметры водоёмов. Озёра Западной Сибири, в том числе и г. Омска, характеризуются циклическим ходом уровня воды, чередованием многоводных и маловодных периодов. Многие исследователи отмечают, что особенно сильное влияние погодные условия оказывают на солёные (Beadle, 1958; Williams, 1998a, 1998b; Balushkina et al., 2005; Golubkov et al., 2006; Балушкина, Голубков, Голубкова, 2009), а также мелководные водоёмы (Зубишина, Бабаназарова, 2008), к которым относятся исследуемые водные объекты.

2.2 Водоёмы города Омска как среда обитания гидробионтов

В главе приводится описание исследуемых озёр, находящихся в различных административных округах и испытывающих на себе нагрузку разной степени. Водоёмы г. Омска имеют особенности, снижающие их способность к самоочищению – непроточность, малые глубины, длительный ледостав. Так создаётся неблагоприятный природный фон, на котором в результате хозяйственной деятельности развиваются процессы качественного ухудшения озёрных вод. По ландшафтно-архитектурным признакам исследуемые водоёмы относятся к рекреационно-значимым водным объектам (Власов, 2008). По классификации И. И. Сорокина (1993), в основе которой лежат морфометрические показатели, озёра Солёное, Моховое и озеро в парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ (ПКиО) относятся к очень мелким озеркам (площадь 0,001–0,1 км2, средняя глубина 0,4–1,8 м), а Чередовое – очень малым мелким озёрам (площадь 1–10 км2, средняя глубина 0,7–12,0 м).





Озеро Солёное расположено в городской черте на территории Ленинского административного округа (ЛАО). Лежит в небольшой котловине. Длина озера – 220 м, ширина – 162 м, площадь около 3 гектаров, наибольшая глубина – 2 м. По степени минерализации воды (Оксиюк и др., 1993) озеро относится к солоноватым водоёмам. Содержание нитратов в воде изменялось в пределах 2,10–15,50 мг/дм3, общего фосфора – 0,89–1,79 мг/дм3.

Озеро Чередовое расположено на юго-западной окраине г. Омска (ЛАО), имеет каплевидную форму, его длина – 930 м, наибольшая ширина – 648 м. Озеро пресноводное, вода слабощелочная, средней жёсткости. Содержание нитратов в период открытой воды изменялось в пределах 2,10–11,0 мг/дм3, общего фосфора – 0,09–0,45 мг/дм3.

Озеро Моховое расположено в Советском административном округе. Площадь 6,22 гектара с котловинным водосбором низинного типа. Во влажные периоды в центральной части образуется единое озёрное пространство, в сухие сезоны озеро распадается на 5 водоёмов различного размера. Минерализация воды колеблется в широких пределах, осенью 2008 г. водоём относился к категории солоноватых, а осенью 2010 г. – пресных вод. Выше нормы во все сезоны, кроме октября 2008 г., были показатели общей жёсткости и перманганатной окисляемости. Концентрация общего фосфора изменялась в пределах 0,042–0,074 мг/дм3, нитратов – 0,18–12,0 мг/дм3.

Озеро в парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ (ПКиО) расположено в Октябрьском административном округе. Весной 2010 г. в период половодья водоём состоял из двух соединённых между собой озерков: большого (173 х 55 м) и малого (81 х 52 м). В 2008 и 2009 гг. по степени минерализации воды озеро относилось к категории пресных -олигогалинных, в 2010 г. – солоновато-водных, -мезогалинных. Концентрация общего фосфора изменялась в пределах 0,042–0,077 мг/дм3, нитратов – 2,40–6,0 мг/дм3.

Глава 3 Материал и методы исследования

Материалом для исследования послужили 660 количественных и 144 качественных пробы фитопланктона, отобранные в период с ноября 2007 по октябрь 2010 гг. из озёр, расположенных на территории города Омска: Солёное, Чередовое, Моховое и ПКиО. Отбор проб фитопланктона на всех озёрах проводили по единой методике на 3–4 станциях, равномерно расположенных по акватории. Количественные пробы объёмом 0,5 л отбирали зачерпыванием из поверхностного слоя воды, в безлёдный период – два раза в месяц. На озере Солёное отбор проводили также зимой – 1 раз в месяц. Пробы фиксировали 40% раствором формалина, концентрировали осадочным способом, обрабатывали общепринятыми методами (Фёдоров, 1979; Садчиков, 2003). Подсчёт числа клеток и колоний проводили на микроскопах МБИ–15 и Микмед–1 в двух–четырёх повторностях в камере Горяева. Численность Snowella и Woronichinia подсчитывали по числу колоний, некоторых нитчатых цианобактерий с трудноразличимым количеством клеток (Arthrospira fusiformis и др.) – по числу трихомов. Биомассу популяций рассчитывали, исходя из среднего объёма клеток каждого вида, после массовых измерений их размеров. Объёмы клеток определяли приравниванием их форм к близким геометрическим фигурам (Кольцова, 1970). В доминирующий комплекс включали виды, составляющие не менее 10% от суммарной численности и биомассы фитопланктона (Корнева, 2009). Для определения видов использовали отечественные и зарубежные определители и монографии. Систематический список составлен с учётом современных таксономических преобразований цианобактерий (Komrek, Anagnostidis, 1999, 2005) и диатомовых водорослей (Krammer, Lange-Bertalot, 1986, 1988, 1991a, b).

Определение диатомовых водорослей проводили на световом микроскопе с использованием постоянных препаратов и масляной иммерсии, а также по фотографиям, полученным на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) Hitachi S3400N в Институте водных и экологических проблем СО РАН. Определение центрических диатомей проводили с консультациями д. б. н. С. И. Генкала (Институт биологии внутренних вод РАН). Коэффициент флористического сходства рассчитывали по Чекановскому-Сёренсену (КS) и Жаккару (КJ) (Шмидт, 1980; Мэгарран, 1992). Индекс сапробности рассчитывали методом Пантле и Бука в модификации М. Зелинки и П. Марвана (Шитиков и др., 2003) с использованием списков видов-индикаторов (Макрушин, 1974; Унифицированные методы…, 1977; Баринова, Медведева, Анисимова, 2006).

При отборе проб фитопланктона определяли физические и органолептические показатели водной среды. Химический анализ воды проводили на базе аккредитованных лабораторий. Гидрохимическая характеристика озёр проведена по классификации О. А. Алекина (1970). Для экологической характеристики видового состава фитопланктона по отношению к солёности воды использовали систему галобности Р. Кольбе (Шитиков и др., 2003) с уточнениями и дополнениями А. И. Прошкиной-Лавренко (1953). При анализе отношения водорослей к активной реакции среды применяли шкалу Ф. Хустедта, дополненную и уточнённую М. И. Порк (1967). Для эколого-географического анализа использовали современные сводки по экологии и распространению водорослей (Баринова, Медведева, Анисимова, 2006).

Глава 4 Состав и структура фитопланктона водоёмов г. Омска

4.1 Таксономический состав и структура фитопланктона

Озеро Солёное. В фитопланктоне озера найдено 102 видовых и внутривидовых таксона, относящихся к 7 отделам, 8 классам, 13 порядкам, 31 семейству, 59 родам, в том числе: Cyanoprokaryota – 30, Euglenophyta – 6, Cryptophyta – 5, Chrysophyta – 5, Bacillariophyta – 31, Xanthophyta – 1 и Chlorophyta – 24 (рис. 1).



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.