Многолетняя динамика фитопланктона и состояние экосистемы Среднего Иртыша

Баженова О.П. (olga52@bk.ru)

ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет»

Иртыш - одна из немногих трансграничных рек Сибири - испытывает тяжелый антропогенный пресс из-за загрязнения сточными водами промышленных комплексов Республики Казахстан и Сибири и зарегулирования верхнего течения каскадом водохранилищ - Бухтарминским, Усть-Каменогорским и Шульбинским. Поскольку долина Иртыша издавна является территорией интенсивного земледелия, огромное влияние на экосистему реки оказывают стоки с сельскохозяйственных угодий, животноводческих комплексов, продукты эрозии почв и неочищенные сточные воды множества населенных пунктов.

Сообщение основано на материалах обработки проб фитопланктона, собранных во время стационарных наблюдений на реке в районе г. Омска (1998-2001 гг.) и в маршрутных съемках на протяжении Иртыша в пределах Омской области (2000, 2003 гг.), что составляет по руслу реки около тысячи километров. Пробы отбирали из поверхностного слоя воды в трёх точках по поперечному сечению реки на постоянных гидробиологических створах, фиксацию проводили формалином, концентрирование -осадочным способом. Обрабатывали пробы общепринятыми гидробиологическими методами [1]. Для оценки состояния экосистемы реки были использованы основные положения концепции экологических модификаций В.А. Абакумова [2].

По характеру долины и русла, а также ряду физико-географических признаков Иртыш условно делят на три части: Верхний Иртыш - от истока реки до ее выхода из предгорий Южного Алтая; Средний Иртыш - от г. Семипалатинска до устья Тобола; Нижний Иртыш - от устья Тобола до впадения в Обь. Течение реки в пределах Омской области целиком входит в границы Среднего Иртыша, поэтому в сообщении будет использован этот термин.

За годы исследований (1998-2003) в фитопланктоне Среднего Иртыша найдено 266 видов (302 разновидности и формы, включая номенклатурный тип вида) из 114 родов, 54 семейств, 21 порядка, 13 классов и 8 отделов: Chlorophyta - 148 видов, Bacillariophyta -42, Cyanobacteria - 30, Euglenophyta - 21, Chrysophyta - 15, Xanthophyta - 7, Cryptophyta -2, Dinophyta - 1. Ведущее место в иртышском фитопланктоне принадлежит зеленым (Chlorophyta), диатомовым (Bacillariophyta), эвгленовым (Euglenophyta) водорослям и

цианобактериям (Cyanobacteria). Водоросли других отделов не создают высокой численности и представлены небольшим количеством видов

Высоким видовым богатством отличаются в фитопланктоне Среднего Иртыша зеленые водоросли, число их видов, разновидностей и форм составляет чуть более половины таксономического списка (160 таксонов рангом ниже рода или 52,98 % от их общего числа). Максимального развития зеленые водоросли достигают в реке летом и осенью, когда множество их видов и разновидностей встречаются в пробах иртышского фитопланктона, придавая им характерный облик. Большинство указанных водорослей относится к порядку Chlorococcales (135 видов, разновидностей и форм).

Диатомовые водоросли, создающие значительную часть численности и биомассы фитопланктона Среднего Иртыша, особенно ранней весной и осенью, заметно уступают по видовому богатству зеленым. Большинство обнаруженных диатомей относится к классу Penna-tophyceae (35 видовых и внутривидовых таксонов), и лишь 13 - к классу Centrophyceae. Несмотря на небогатый видовой состав, центрические диатомеи играют в настоящее время большую роль в фитопланктоне Среднего Иртыша. Особенное место занимает Stephanodiscus hantzschii Grun., часто, особенно осенью, вызывающий «цветение» воды в реке. Из других центрических диатомей заметное участие в формировании фитопланктона принимают виды рода Aulacosira- A. granulata(Ehr.) Simon. и A. ambigua(Grun.) Simon..

Цианобактерии в фитопланктоне Иртыша занимают третье место по видовому богатству. Летом и осенью они достигают в реке огромной численности в десятки миллионов клеток в литре. Такое обилие характерно для видов с исключительно мелкими клетками -Microcystis pulverea (Lemm.) Elenk., Merismopedia tenuissima Lemm., Gloeocapsa minima (Keissl.) Hollerb. ampl., Romeria gracilis Koszw., Aphanothece clathrata W. et G. S. West, Coelosphaerium minutissimum Lemm. - поэтому, хотя численность цианобактерий летом очень высокая, их удельное значение в общей биомассе фитопланктона невелико.

Характерной чертой фитопланктона Среднего Иртыша является видовое богатство эвгленовых водорослей, занимающих четвертое место по числу видов и разновидностей. Особенно возрастает видовое разнообразие эвгленовых в Иртыше ниже г. Омска, когда его альгофлора обогащается многочисленными притоками. Наиболее богато эвгленовые водоросли представлены в правобережных притоках Среднего Иртыша, протекающих по заболоченной местности и в силу этого имеющих специфический состав фитопланктона [3, 4]. Все найденные в иртышском фитопланктоне эвгленовые водоросли относятся к порядку Euglenales и семейству Euglenaceae, наибольшим числом видов и разновидностей представлен род Trachelomonas - 23 таксона рангом ниже рода.

При сравнении наших данных по видовому составу фитопланктона Среднего Иртыша с данными А. П. Скабичевского [5, 6], полученными в период относительно низкой антропогенной нагрузки на реку (50-60-е годы ХХ века), отмечен ряд характерных изменений.

Прежде всего, произошло значительное увеличение видового богатства иртышского фитопланктона, и наш список содержит почти вдвое больше видов и разновидностей, чем у А. П. Скабичевского: 302 и 158 таксонов соответственно. Такую значительную разницу нельзя объяснить методическими причинами, поскольку в обоих случаях отбор, концентрирование и обработку проб проводили одинаковыми методами.

Наиболее значительно увеличилось видовое богатство эвгленовых, зеленых и золотистых водорослей. По данным А. П. Скабичевского в фитопланктоне Среднего Иртыша обитало всего 85 видов и разновидностей зеленых и 4 - эвгленовых водорослей, в 1998-2003 гг. нами было найдено 160 таксонов рангом ниже рода зеленых и 30 -эвгленовых. Увеличение видового богатства эвгленовых водорослей произошло в основном за счет рода Trachelomonas, причем самый массовый в настоящее время вид -Trachelomonas volvocina Ehr., в 50-е годы ХХ века в Среднем Иртыше не встречался. Число видов и разновидностей золотистых водорослей возросло с 6 до 16, если ранее они были представлены только видами рода Dinobryon, то в настоящее время найдены мелкоклеточные представители родов Chrysococcus, Stenokalyx, Kephyrion и Pseudokephy-rion, среди которых наиболее многочислен Kephyrion rubri-claustri Conr. Впервые в фитопланктоне Среднего Иртыша обнаружены желтозеленые и криптофитовые водоросли.

Отмеченное увеличение видового богатства является одним из признаков антропогенного экологического напряжения, возникшего в экосистеме Среднего Иртыша. Согласно концепции экологических модификаций В.А. Абакумова [2] антропогенное экологическое напряжение - состояние биоценоза, выражающееся в увеличение разнообразия биоценоза, в частности в увеличении общего числа видов, в усложнении межвидовых отношений, в увеличении пространственно-временной гетерогенности, в усложнении временной структуры и ряде других явлений, вызванных антропогенными воздействиями.

Другой отличительной чертой настоящего времени является исчезновение из иртышского фитопланктона некоторых видов водорослей: диатомовых (Tabellaria fenestrata (Lyngb.) Kutz., Rhizosolenia eriensis var. morsa W. et G. S. West, Attheya zachariasii Brun.), зеленых (Gonium pectorale Mull., Volvox aureus Ehr., Eudorina elegants Ehr., Pediastrum kawraiskyi Schmidle, Dimorpho-coccus lunatus A. Br. и др.), динофитовых (Ceratium hirundinella (O. F. M.) Schrank.), золотистых (Dinobryon cylindricum Imli), цианобактерий (Gompho-