Трофический статус Васильевских озер в окрестностях г. Тольятти
Автор: Номоконова В.И., Выхристюк Л.А., Тарасова Н.Г.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Биология и экология
Статья в выпуске: 2 т.3, 2001 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены гидрохимические особенности озер, состав фи топланктона и содержание хлорофилла "а". Оценено трофическое состояние водоемов.
Короткий адрес: https://sciup.org/148197661
IDR: 148197661
Текст научной статьи Трофический статус Васильевских озер в окрестностях г. Тольятти
Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти
Рассмотрены гидрохимические особенности озер, состав фитопланктона и содержание хлорофилла "а". Оценено трофическое состояние водоемов.
Васильевские озера находятся на окраине г. Тольятти, в нижней части долины бывшей реки Пискалы, впадавшей в Волгу (рис.1). Они расположены на третьей надпойменной террасе, сложенной мощной толщей среднечетвертичных песков, переработанных эоловыми процессами. Песчаный субстрат, бедный по трофности, способствует произрастанию по берегам озер сосновых лесов. В прибрежье формируются дерново-глеевые почвы и обильный травянистый покров [1]. До заполнения Куйбышевского водохранилища существовало одно озеро - Большое Васильевское. Происхождение других озер, кроме Отстойника, связано с затоплением естественных понижений рельефа в этом районе грунтовыми водами, уровень которых поднялся при наполнении водохранилища. В результате образовалась цепочка небольших водоемов с глубиной от 2-3,5 до 4-7 м. Их возраст 40-44 года. Озера связаны единым подземным водоносным горизонтом, имеющим уклон с севера на юг. Они различаются по площади водного зеркала, глубинам (рис.1, табл.1) и по развитию в них высшей водной растительности. Ближе к макрофитному типу можно отнести озера Трешка и Пляжное.
Экологическая обстановка в районе Васильевских озер формируется под влиянием северного промышленного узла г.Тольятти, куда входят крупные химические предприятия по производству синтетического каучука, азотных и фосфорных удобрений, машиностроительный завод, Тольяттинская ТЭЦ, а также деятельностью садово-огородных кооперативов, поставляющих в водоемы биогенные элементы. До 1987 г. на водосборном бассейне озер находилась городская свалка.
Непосредственно под жидкие и твердые отходы в период исследований было занято 256 га, что составляет 1% от водосборной площади Васильевских озер; с учетом ареалов их распространения, площадь техногенного воздействия значительно возрастает [1]. По загрязнению почв химическими веществами территория, на которой расположены озера, имеет II степень опасности, а отдельные участки - III и IY [2]. Таким образом, практически все озера Васильевской системы находятся под сильным антропогенным воздействием.
Значительная часть озер используется в качестве отстойников сточных вод и шламов, что привело их к разной степени деградации. Из исследованных нами водоемов оз. Шламонакопительное служит приемником золы и шлаков Тольяттинской ТЭЦ, Отстойник (в настоящее время не функционирует) - искусственно созданный водоем с бетонированным ложем и склонами, принимал жидкие отходы Куйбышевского азотно-тукового завода.
В 1987-1989 гг. воды озер по минерализации значимо различались [1]. Ее величина изменялась от 100-743 мг/л в пресных водоемах (Пляжное -101 мг/л, Б. Васильевское -209, Прудовиков - 244, Г. Рыбоводное - 262, Восьмерка - 310 и М. Рыбоводное - 743) до 6000 и 8000 мг/л - в высокоминерализованных (соответственно, Отстойник и оз. Шламонакопительное). Преобладали воды гидро-карбонатно-кальциевого класса, в накопителях - сульфатного. По физико-химическому состоянию большинство озер характеризуется слабо и средне щелочной средой (pH = 7,35-9,42); в техногенно-насыщенных (От-
Рис. 1. Схема расположения. Васильевских озёр в окрестностях г. Тольятти 1 - станции комплексного отбора проб
стойник и оз. Шламонакопительное) pH достигала 10-11.
Комплексные исследования системы Васильевских озер в 1991-1992 гг. ИЭВБ РАН проводились в рамках разработки территориальной комплексной схемы охраны окружающей среды (ТЕРКСОС) г. Тольятти совместно с МГУ. Сотрудниками института изучались: антропогенная нагрузка с водосбора (Н.Г.Червякова и Л.А. Выхристюк), содержание биогенных элементов и органических загрязнителей в воде (Л. А. Выхристюк), содержание кислорода (Л.А. Выхристюк и Н.Г. Тарасова), фитопланктон (Н.Г. Тарасова), содержание хлорофилла "а" в воде и донных отложениях (В.И. Номоконова), зоопланктон (Т.Е. Комлева), бактериопланктон (А.В. Иватин), водные грибы (В.А. Терехова и Т.А. Семенова), инфузории (В.В. Жариков), зообентос (Т.Д. Зинченко) и ихтиофауна (В.А. Захаревс-кий). Частично материалы исследований опубликованы [3, 4, 5, 6]. В данной работе рассматриваются газовый режим и содержание биогенных элементов, развитие фитопланктона, динамика содержания хлорофилла "а" в воде и донных отложениях и по разным показателям оценивается трофическое состояние озер.
Материал и методы исследования
Пробы для определения состава фитопланктона и содержания хлорофилла "а" (ХлФ) отбирали в прибрежной части водоемов в поверхностном слое воды с июня по октябрь 1991 г. (14-17 июня; 11, 19 и 29-30 июля; 8 и 23 августа; 4 и 12 сентября; 1 и 3031 октября), а также 6-8 мая 1992 г. Комплексные исследования с отбором проб в центральной части озер проводились только 2930 июля, 30-31 октября 1991 г. и 6-8 мая 1992 г.. При этом определяли и содержание ХлФ в поверхностном (0-1,5 см) слое донных отло- жений. При отборе проб и их анализе использованы стандартные методы [7, 8, 9].
Результаты и обсуждение
Газовый режим и содержание биогенных элементов. Важнейшим фактором, определяющим интенсивность химических и биохимических процессов, происходящих в озерах, является растворенный в воде кислород. Вода практически всех исследуемых озер весной (6-8 мая 1992 г.) достаточно насыщена кислородом во всей толще (табл.1). Концентрации его не падают ниже 7 мг/л (67% насыщения); пределы колебаний - 7,20-12,67 мг/л в поверхностном слое, в придонном -7,78-12,24 мг/л. Максимальным насыщением воды кислородом характеризуются озера Восьмерка (107-114%), Б. Васильевское (92106%) и М. Васильевское (100-101%), что свидетельствует о высокой в них фотосинтетической активности водорослей.
В летний период (28-29 июля) поверхностные слои воды большинства водоемов перенасыщены кислородом - 120-154%, менее 50% - в придонных горизонтах озер Восьмерка (47%) и Трешка (48%), в ряде озер (Прудовиков, М. Рыбоводное и Пляжное) кислород у дна отсутствует. Одной из причин расслоения водной толщи по насыщению кислородом в относительно глубоководных озерах является слабый водообмен между поверхностными и придонными слоями в виду разной их плотности (более высокая минерализация воды у дна) [6]. В придонных горизонтах с уменьшением содержания кислорода увеличивается количество двуокиси углерода - до 44 мг/л. В поверхностных слоях ее содержание снижается до нуля, отмечается появление СО3 в количестве 6,0-15,0 мг/л. Таким образом, летом при отсутствии интенсивного перемешивания водных масс устанавливается вертикальная стратификация в содержании кислорода и углекислоты: поверхностный слой воды постоянно обогащается кислородом при продуцировании микроводорослей, в придонных в результате расхода его на окислительные процессы в ряде озер наблюдается дефицит кислорода.
Исследуемые озера характеризуются значительным накоплением общего фосфора во всей водной толще (табл.1). В придонном слое его содержание колеблется от 120 до 656 мкг/л, в поверхностном - от 100 до 600 мкг/л. Исключение составляют замыкающие озерную цепочку и в меньшей степени подверженные антропогенному воздействию озера Пляжное и Трешка. Содержание Робщ в них менее 80 мкг/л (52-78 мкг/л). Сезонные изменения концентрации общего фосфора существенны. Весной содержание его в придонном слое значительно меньше (в 1,5-2 и более раз), чем летом, а в поверхностном горизонте различия в концентрациях фосфора, зарегистрированных в июле 1991 г. и мае 1992 г., более сглажены (кроме озер Восьмерка и Дачное).
Аналогичный ход сезонного и вертикального распределения имеет и минеральный фосфор. Наибольшее его содержание характерно для летнего периода: 16-212 мкг/л -в поверхностном слое, 24-264 мкг/л - в придонном. Весной концентрации фосфатов значительно ниже: 3-106 мкг/л - в поверхностном горизонте, 4-118 мкг/л - у дна. Накопление фосфатов в нижних горизонтах воды идет за счет разложения образовавшегося в водоемах органического вещества до минеральных его форм и диффузии фосфатов в воду из донных отложений. Максимальные количества минерального фосфора обнаружены в озерах Б. и М. Васильевское. Одной из причин является поставка Рмин с освоенных сельскохозяйственной деятельностью их водосборных площадей. Обеднены Рмин воды лишь двух озер - Трешка и Пляжное. Возможно, значительная часть фосфатов используется на продуцирование макрофитов, широко развитых в этих водоемах.
Насыщение воды азотными соединениями невелико. Содержание общего азота в озерах не превышает 3,7 мг/л, в основном, находится в пределах 1-2 мг/л. Основной формой является азот нитратов, концентрации которого не превышают 1мг/л, исключая озера Прудовиков (1,04 мг/л) и Б. Васильевское (1,22 мг/л). Содержание азота нитритов ничтожно мало - тысячные доли миллиграммов на литр в летний период. Весной в большинстве озер нитриты отсутствуют, и лишь в поверхностных горизонтах оз. Г. Рыбоводное и
Таблица 1. Содержание растворенного кислорода и биогенных элементов в воде озер
Глубина, м |
S, м |
Горизонт |
Т,°С |
Кислород |
Азот, мг/л |
Фосфор, кг/л |
Р^общ, мг/л |
Si, мг/л |
||||||
мг/л |
% |
n-nh4 |
N-NO3 |
N-NO2 |
N -^общ |
Р-РО4 |
Р общ |
29-30 июля 1991 г.
Б. Васильевское |
2-3,3 |
0,6 |
ИОВ. |
23,4 |
11,3 |
134 |
0,16 |
0,56 |
отс. |
3,65 |
212 |
600 |
0,11 |
2,3 |
прид. |
22,8 |
10,9 |
116 |
0,18 |
0,50 |
0,002 |
3,65 |
253 |
628 |
0,32 |
1,4 |
|||
М. Васильевское |
2,3 |
0,5 |
нов. |
21,2 |
13,6 |
154 |
0,17 |
0,56 |
0,001 |
3,6 |
191 |
446 |
0,13 |
2,7 |
прид. |
21,9 |
7,9 |
91 |
0,18 |
0,50 |
0,001 |
2,8 |
112 |
454 |
0,86 |
3,0 |
|||
Прудовиков |
5,8 |
1,1 |
ИОВ. |
22,3 |
9,8 |
114 |
0,15 |
0,71 |
0,004 |
1,0 |
16 |
100 |
0,03 |
0,8 |
прид. |
- |
0 |
0 |
0,29 |
1,04 |
0,002 |
2,1 |
134 |
248 |
0,14 |
0,6 |
|||
М. Рыбоводное |
7,0 |
1,0 |
ИОВ. |
23,4 |
10,9 |
130 |
0,06 |
0,58 |
0,001 |
1,2 |
21 |
370 |
0,03 |
1,4 |
прид. |
22,1 |
0 |
0 |
0,29 |
1,31 |
0,001 |
1,85 |
264 |
656 |
0,05 |
3,8 |
|||
Г. Рыбоводное |
5,1 |
1,3 |
ИОВ. |
22,8 |
13,6 |
159 |
0,04 |
0,52 |
0,003 |
1,3 |
30 |
100 |
0,09 |
0,6 |
прид. |
21,7 |
9,0 |
104 |
0,10 |
0,64 |
0,002 |
1,6 |
213 |
534 |
0,32 |
2,6 |
|||
Дачное |
3,5 |
2,4 |
ИОВ. |
20,6 |
12,2 |
137 |
0,11 |
0,38 |
0,002 |
1,0 |
117 |
224 |
0,03 |
1,9 |
прид. |
17,4 |
8,5 |
89 |
0,09 |
0,44 |
0,001 |
1,25 |
138 |
218 |
0,07 |
2,5 |
|||
Восьмерка |
6,8 |
1,1 |
ИОВ. |
22,4 |
ИД |
129 |
0,14 |
0,39 |
0,001 |
1,5 |
20 |
120 |
0,03 |
0,3 |
прид. |
20,9 |
4Д |
47 |
0,60 |
0,42 |
0,001 |
1,4 |
238 |
368 |
0,04 |
1,5 |
|||
Трешка |
4,0 |
1,6 |
ИОВ. |
21,3 |
8,0 |
91 |
0,04 |
0,35 |
0,001 |
0,59 |
19 |
52 |
0,06 |
2,1 |
прид. |
19,5 |
4,3 |
48 |
0,14 |
0,61 |
0 |
1,25 |
46 |
172 |
0,53 |
2,4 |
|||
Пляжное |
4,3 |
1,3 |
ИОВ. |
23,1 |
10,2 |
120 |
0,21 |
0,46 |
0 |
1,15 |
18 |
78 |
отс. |
0,9 |
прид. |
22,0 |
0 |
0 |
0,23 |
0,52 |
0 |
1,2 |
24 |
ПО |
0,40 |
1,0 |
Биология и экология
6-8 мая 1992 г.
Б. Васильевское |
- |
0,7 |
пов. |
12,0 |
10,4 |
96 |
0,81 |
1,22 |
0 |
2,03 |
- |
- |
0,27 |
0,19 |
прид. |
12,0 |
8,9 |
83 |
0,75 |
0,77 |
0 |
1,58 |
- |
- |
0,33 |
0,28 |
|||
М. Васильевское |
- |
0,7 |
пов. |
12,2 |
10,8 |
101 |
0,73 |
0,63 |
0 |
1,65 |
- |
- |
0,12 |
0,42 |
прид. |
12,0 |
10,8 |
100 |
0,81 |
0,63 |
0 |
1,68 |
- |
- |
0,23 |
0,55 |
|||
Прудовиков |
- |
1,3 |
пов. |
И,6 |
8,6 |
80 |
0,67 |
0,84 |
0 |
1,63 |
33 |
110 |
0,07 |
0,37 |
прид. |
10,2 |
8,6 |
69 |
0,82 |
0,73 |
0,013 |
1,76 |
118 |
190 |
0,08 |
0,46 |
|||
М. рыбоводное |
- |
1,5 |
пов. |
И,7 |
10,7 |
99 |
0,23 |
0,90 |
0 |
1,2 |
28 |
346 |
0,41 |
0,79 |
прид. |
9,6 |
8,1 |
71 |
0,26 |
0,85 |
0 |
1,35 |
40 |
353 |
0,08 |
0,83 |
|||
Г. Рыбоводное |
- |
1,7 |
пов. |
и,о |
10,4 |
94 |
0,18 |
0,86 |
0,021 |
1,25 |
26 |
126 |
0,10 |
0,39 |
прид. |
10,0 |
9,4 |
83 |
0,22 |
0,75 |
0 |
1,03 |
30 |
128 |
0,06 |
0,43 |
|||
Дачное |
- |
2,1 |
пов. |
И,7 |
8,9 |
83 |
- |
0,70 |
0,039 |
- |
60 |
116 |
0,20 |
4,50 |
прид. |
10,2 |
8,6 |
77 |
0,70 |
0,73 |
0 |
1,48 |
61 |
120 |
0,45 |
4,60 |
|||
Восьмерка |
- |
1,3 |
пов. |
10,0 |
12,7 |
114 |
0,99 |
1,61 |
0 |
2,75 |
106 |
202 |
0,06 |
0,82 |
прид. |
10,6 |
12,2 |
107 |
0,61 |
0,92 |
0 |
1,75 |
100 |
190 |
0,05 |
0,45 |
|||
Трешка |
- |
2,0 |
пов. |
12,0 |
7,2 |
67 |
0,18 |
0,69 |
0 |
1,13 |
3 |
54 |
0,01 |
1,50 |
прид. |
10,0 |
9,2 |
82 |
0,17 |
0,59 |
0 |
- |
7 |
56 |
о,и |
1,38 |
|||
Пляжное |
- |
2,2 |
пов. |
И,6 |
7,5 |
69 |
0,29 |
0,59 |
0 |
- |
5 |
54 |
0,06 |
1,81 |
прид. |
И,6 |
9,4 |
86 |
0,33 |
0,84 |
0 |
1,22 |
4 |
52 |
0,10 |
2,01 |
|||
Шламонакопите льное |
- |
- |
пов. |
- |
8,3 |
84 |
0,51 |
2,86 |
0,116 |
3,49 |
- |
- |
0,22 |
3,04 |
Отстойник |
- |
0,6 |
пов. |
- |
Ю,1 |
89 |
3,52 |
4,13 |
0,359 |
8,5 |
6 |
30 |
0,20 |
1,55 |
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т.3, №2, 2001
Примечание: S - прозрачность воды, измеренная по диску Секки; пов. - поверхностный слой воды (0-50 см), прид. - придонный (в 50 см от дна), прочерк -отсутствие данных.
оз. Дачное его концентрации достигают 0,021 и 0,039 мг/л соответственно. Высокое содержание нитратов (0,116-0,359 мг/л) отмечено в шламонакопительных водоемах (оз. Шламонакопительное и Отстойник). В заметных количествах присутствует аммонийный азот, особенно в мае, когда его содержание превышает летнее в 4-5 и более раз. Повышенные концентрации аммонийного азота весной, вероятно, связаны с внесением его талыми водами с территорий поселков и садово-дачных участков, расположенных на водосборном бассейне.
Доминирующая роль в поставке биогенных веществ в озера принадлежит антропогенным потокам, о чем свидетельствует количественное соотношение содержания азота и фосфора в их водных массах. Отношение N:P в воде исследуемых озер находится в пределах 1:3 -1:15 и только в озерах Пляжное и Трешка -1:21-1:23. Отношение N:P, находящееся в диапазоне от 1:3 до 1:15, характеризует поверхностный сток с урбанизированных территорий; для стока с естественных территорий оно имеет более широкие значения - 1:15-1:2000 [10].
Васильевские озера по содержанию фосфорных соединений, согласно R.A. Vollenweider [11] и W.D Taylor et. al.. [12], характеризуются как евтрофные, а Б. и М. Ва-сильвское, М. Рыбоводное и Г. Рыбоводное как высокоевтрофные.
Видовой состав фитопланктона и доминирующие виды водорослей. Полностью обработаны пробы лишь из трех озер: Трешка, Дачное и из Отстойника, из других - частично. В табл. 2 показан видовой состав фитопланктона в трех названных озерах, а в стро ке "Всего" - число таксонов водорослей, встреченных во всех обработанных пробах. Как видно из табл. 2, в планктонной альгоф-лоре Васильевских озер с большим отрывом лидируют зеленые, в основном протококковые водоросли. Фитопланктон отдельных озер различается как по общему числу зарегистрированных видов, разновидностей и форм водорослей, так и по количеству их в отдельных систематических группах.
Общая численность фитопланктона в период исследований колебалась в оз. Дачное от 0,68 до 41, 8 млн кл./л, в оз. Трешка -от 2,0 до 14,4 и в Отстойнике - от 0,24 до 52,7 млн кл./л. При этом абсолютный максимум численности синезеленых водорослей равнялся 52,7 млн кл./л (Отстойник, 9 июля ), зеленых - 12,2 (оз. М. Рыбоводное, 9 июля), диатомовых - 0,5 млн кл./л (оз. Трешка, 26 июня). Численность представителей других групп была низкой и только в одной пробе оказалось высокое обилие золотистых - 2,3 млн кл./л (оз. Трешка, июнь).
Комплекс доминирующих по численности видов с 9 июля по 8 августа в озерах Трешка, Дачное и в Отстойнике достаточно сходен. Он сформирован преимущественно синезелеными водорослями из родов Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis и Oscillatoria. Эти группы считаются характерными для фитопланктона евтрофных водоемов [12]. В озерах Трешка, Дачное и в Отстойнике в доминирующий комплекс входят преимущественно Microcystis aeruginosa и Aphanizomenon flos-aquae, а в озерах Трешка, Дачное - и Microcystis pulverea. Кроме этих видов, среди доминирующих в оз. Трешка отмечались также Gloecapsa montana, Merismopedia tenuissima и
Таблица 2. Число видовых и внутривидовых таксонов водорослей в фитопланктоне озер. 1991 г.
Озеро |
Общее число таксонов |
Chlorop hyta |
Bacil-lario-phyta |
Cyano-phyta |
Eugle-no-phyta |
Crypto-phyta |
Dino phyta |
Xa-tho phyta |
Chry-so-phyta |
Трешка |
151 |
61 |
28 |
18 |
17 |
12 |
7 |
4 |
4 |
Дачное |
94 |
39 |
22 |
11 |
4 |
10 |
4 |
4 |
- |
Отстойник |
63 |
35 |
4 |
13 |
3 |
5 |
1 |
1 |
1 |
Итого |
175 |
70 |
37 |
22 |
17 |
12 |
9 |
4 |
4 |
Всего |
263 |
120 |
48 |
34 |
25 |
13 |
12 |
5 |
6 |
Oscillatoria limnetica, в оз. Дачное - Anabaena flos-aquae f. aptekariana, A. variabilis, Gomphosphaeria lacustris, а в Отстойнике -виды рода Oscillatoria: Oscillatoria limnetica, O. planktonica и O. rupicola. Изредка комплекс лидирующих видов дополняли зеленые водоросли - Oocystis submarina (оз. Дачное), Chlorhormidium flaccidum v. nitens, Monoraphidium arcuatum (оз. Трешка), криптофитовые -Chroomonas acuta (оз. Дачное) и золотистые -Dinobryen divergens (озера Дачное и Трешка).
Содержание хлорофилла "а" в сестоне. Как известно, продуктивность фитопланктона, а следовательно, и содержание ХлФ, при прочих равных условиях, зависит от количества биогенных элементов в водоеме. Такая связь прослеживается и в системе Васильевских озер. Наибольшим содержанием ХлФ в поверхностном слое воды в 1991 г. выделялись озера Б. и М. Васильевское. Средние за период наблюдений его концентрации здесь равнялись 85,9 и 90,6 мг/м3 соответственно (табл.3). По данным определения общего фосфора в июле (см. табл.1) в этих озерах его содержание в поверхностном слое воды также максимально - 446-600 мкг/л. Наименьшей средняя концентрация ХлФ была в озерах Трешка и Пляжное - 13,1-18,5 мг/м3. В них же в июле - и минимальное количество общего фосфора -52-78 мкг/л. Озера М. Рыбоводное, Восьмерка, Прудовиков, Г. Рыбоводное и Дачное в ранжированном по содержанию ХлФ ряду водоемов занимают среднее положение - 25,9-62,3 мг/м3, как и по концентрации общего фосфора - 110-346 мкг/ л. Прямая связь между содержанием общего фосфора и ХлФ в Васильевских озерах наблюдается и по данным их синхронных определений 29-30 июля (рис.2). Такая зависимость позволяет рекомендовать для управления продуктивностью фитопланктона этих озер обычные при решении этой проблемы мероприятия - уменьшение фосфорной нагрузки [11, 12, 13, 14 и др. ].
Практически те же группы озер выделяются и по величине рН, регулируемой фотосинтезом водорослей. В озерах Б. и М. Васильевское рН изменялась в 1991 г., соответственно, в пределах 9-9,5 и 9,3-9,7 (была ниже только 14-17 июня - 8-8,7), в озерах Трешка и Пляжное - от 7 до 7,9 и от 7,4 до 7,9. По диапазону варьирования рН другие озера (исключение - Отстойник), как и по содержанию ХлФ и общего фосфора, занимают промежуточное положение.
По принятой в гидробиологии классификации вод, основанной на данных измерения содержания ХлФ [15], все Васильевские озера относятся к евтрофному типу водоемов. При этом в оз. Б. Васильевское и М. Васильевское содержание ХлФ близко к верхнему пределу его количества в евтрофных водоемах, а в озерах: Трешка, Дачное и Пляжное - к нижнему. Исключение - техногеннонасыщенные водоемы - среднее содержание ХлФ в оз Шламонакопительное составило 9,3 мг/м3, что соответствует верхнему пределу его в мезотрофных водоемах, а в Отстойнике -
Таблица 3. Содержание хлорофилла "а" в поверхностном слое воды и в донных отложениях. 1991 г.
Озеро |
В воде, мг/м3 |
В донных отложениях, мкг/г с.о. |
|
среднее (VI-X) |
29-30 июля |
30 октября |
|
Б. Васильевское |
85,9 |
77,5-131 |
3,5 |
М. Васильевское |
90,6 |
116 |
35 |
М. Рыбоводное |
66,0 |
1166 |
1246 |
Восьмерка |
62,3 |
- |
10,3 |
Г. Рыбоводное |
33,1 |
521 |
51 |
Прудовиков |
44,9 |
768 |
449 |
Дачное |
25,9 |
491 |
64 |
Трешка |
18,5 |
132 |
278 |
Пляжное |
13,1 |
- |
- |
Отстойник |
3,6 |
- |
0 |
ХлФ, мг/м
100:
10:
-
♦ оз. Б. Васильевское
-
• оз. М. Васильевское
. оз. М. Рыбоводное
-
• оз. Г. Рыбоводное
-
• оз. Прудовиков
. оз. Дачное
-
• оз. Трешка
50 100
500 1000 Р , мкг/л общ
Рис. 2. Соотношение между содержанием общего фосфора и ХлФ в озёрах. 29-30 июля 1991 г.
-
3,3 мг/м3 - это ближе к нижней границе его в этих водоемах.
Если судить по изменениям температуры воды [16], то наблюдения в 1991 г. проводились в летний биологический сезон (14-17 июня - 8 августа, температура воды выше 200С), позднелетне-раннеосенний (23 августа - 12 сентября, температура воды от 19,90С снижается до 14,6-15,80С) и позднеосенний (1 и 31 октября, температура воды ниже 140С), в 1992 г. - в поздневесенний биологический сезон (температура воды 6-8 мая равнялась 11,6-13,80С). В сезонной динамике содержания ХлФ в большинстве озер повышенными его концентрации были и 14-17 июня 1991 г., и 6-8 мая 1992 г. (рис.3). Но максимальные величины в разных озерах отмечались в различные сроки: в озерах Б. и М. Васильевское и М. Рыбоводное - в конце июля - августе (в оз. Б. Васильевское - и в начале сентября), в озерах Г. Рыбоводное, Прудовиков и Восьмерка - в сентябре - начале октября, в озерах Дачное и Трешка - в октябре. В оз. Пляжное сезонные изменения содержания ХлФ были слабо выражены, а в Отстойнике его количество снижалось от июня-июля к концу октября. Пока трудно объяснить различия сезонной динамики содержания ХлФ в разных озерах Васильевской системы. Возможно, они будут понятнее после завершения альгологи-ческого анализа всех отобранных проб.
Содержание хлорофилла "а" в донных отложениях. Показателем трофического состояния водоема может служить и содержа ние ХлФ в донных отложениях. Его концентрация в грунте зависит от количества фитопланктона в водной массе водоема, определяемого первичной продукцией планктонных альгоценозов, от скорости седиментации водорослей, от интенсивности деструкцион-ных процессов в воде и донных отложениях, от развития фитобентоса и высших водных растений, а также ряда других факторов. Поэтому оценка трофического состояния водоемов по содержанию ХлФ в донных отложениях менее четкая, чем по его концентрации в сестоне. Так, например, содержание ХлФ на 1 г сухого осадка (с.о.) в евтрофном оз. Миколайское достигает 300 мкг [17], в евтрофном оз, Ловоярви - 200 мкг, в высокоевт-рофном оз. Вишневское - 500 мкг, а в мезот-рофном оз. Красное - 300 мкг [18]. Концентрация ХлФ в донных отложениях евтрофно-го Куйбышевского водохранилища в период открытой воды достигает 200 мкг/г с.о. [19]. Среди Васильевских озер (табл. 3) повышенным его содержанием в июле (491-1166 мкг/ г с.о.) выделялись 4 озера: М. Рыбоводное, Г. Рыбоводное, Прудовиков и Дачное. Если ориентироваться на вышеприведенные литературные данные, то эти озера следует отнести к евтрофным водоемам по содержанию ХлФ не только в сестоне, но и в донных отложениях.
Сезонную динамику содержания ХлФ в донных отложениях можно рассматривать как интегральный показатель соотношения продукционно-деструкционных процессов в водной экосистеме в целом. В Васильевских озерах сезонные изменения количества ХлФ в поверхностном слое грунта, как и в сестоне, неодинаковы. Так, в донных отложениях оз. М. Рыбоводное и Прудовиков в июле оно равнялось, соответственно, 1166 и 768 мкг/г с.о. (см. табл.3), к концу октября оно повысилось в оз. М. Рыбоводное до 1246 мкг / г с.о., в оз. Прудовиков - снизилось, но оставалось достаточно высоким - 449. Такая динамика возможна только в случае, когда первичная продукция органического вещества выше его деструкции в водоеме. Аэробная деструкция органического вещества в донных отложениях ограничивается, по-видимому, дефицитом кислорода: в придонных слоях воды этих от-

Рис. 3. Сезонная динамика содержания хлорофилла "а" (мг/м3) в поверхностном слое воды носительно глубоких озер растворенный кислород в июле не был зарегистрирован (см. табл.1), а в грунтах ощущался запах сероводорода. В группу озер без существенного снижения ХлФ к октябрю входит и макрофитное оз. Трешка. Его количество в этом озере даже повысилось. Здесь фотическая зона, глубину которой обычно приравнивают к утроенной прозрачности воды по диску Секки (см. табл.1), простирается практически до дна, поэтому наряду с высшей водной растительностью возможно развитие и фитобентоса. Фитобентос, и поступающие на дно остатки высших водных растений могут быть причиной повышенных концентраций ХлФ в донных отложениях этого озера и в октябре. В других озерах содержание ХлФ в грунте от июля к октябрю снижалось (в оз. Г. Рыбоводное - почти в 10 раз). Можно считать, что продукционно-деструкционные процессы в их водных экосистемах более сбалансированны. В озерах Б. и М. Васильевское это, например, может быть связано с их мелковод-ностью, что способствует активному ветровому перемешиванию водных масс, а следо вательно обогащению придонных слоев воды кислородом и взмучиванию осадка. Оба процесса ускоряют окисление органического вещества, поступающего с седиментом на дно.
Трофический статус озер по [12] . Согласно Taylor et. al. [12, табл.1] (табл.1 в сокращенном варианте приведена в книге [16]) при оценке трофического состояния водоемов используют разнообразные параметры: из физических - глубина водоема, прозрачность воды по диску Секки; из химических - фосфорная нагрузка, содержание общего фосфора, кислород в гиполимнионе, pH воды; из биологических - концентрация ХлФ, первичная продукция, концентрация фитопланктона, характерные группы водорослей, виды -индикаторы, а также другие биологические компоненты водных экосистем. Опираясь на приводимые Тейлором с соавторами критерии, Васильевские озера можно отнести к водоемам евтрофного типа по глубине - она меньше 10 м, прозрачности воды - меньше 2-3 м (см. табл.1), содержанию общего фосфора - выше 20 мкг/л и величине рН - больше 7. По содержанию кислорода в гиполимнионе 29-30 июля к евтрофным можно отнести только озера Прудовик, М. Рыбное и Пляжное. По содержанию ХлФ в сестоне все озера - водоемы евтрофного типа, техногенно-нагруженные оз. Шламонакопительное и Отстойник - мезотрофного. По составу доминирующих видов водорослей озера Дачное, Трешка и Отстойник - также водоемы евтрофного типа.
Заключение
Общепринятой является оценка трофического статуса водоема по величине биогенной нагрузки, содержанию биогенных элементов (чаще всего - общего фосфора) и ХлФ в сестоне. При этом биогенная нагрузка и содержание биогенных элементов отражают потенциальный уровень трофии водоема, а содержание ХлФ - реализованный в продуктивности фитопланктона. Все Васильевские озера (исключение - техногенно-нагруженные оз. Шламонакопительное и Отстойник) и по ресурсной базе, и по уровню ее реализации в продуктивности фитопланктона - водоемы евтрофного типа.