УДК 574.5

*Герасимова Т.Н., *Погожев П.И., **Садчиков А.П.

*Институт водных проблем РАН.  119333, Москва, ул. Губкина, д. 3.

E-mail: gerasiming@gmail.com

**Международный биотехнологический центр Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. 119992, Москва, Ленинские горы, д. 1, корп. 12. E-mail: aquaecotox@yandex.ru

 

// Материалы по флоре и фауне Республики Башкортостан. 2019. № 22. С. 13-19.

Резюме

В небольшом водоеме в черте  Москвы – Патриаршие пруды – исследовано сообщество фитопланктона, а также некоторые гидрохимические показатели воды. В составе фитопланктона зарегистрировано 106 видов водорослей и цианобактерий (доминировали Fragilaria capucina, Nitzschia acicularis, Anabaena variabilis, Anabaena spiroides, Chlamydomonas sp., Trachelomonas volvocina, Phacus agilis и др.).

Ключевые слова: Патриаршие пруды, городской водоем, фитопланктон, цианобактерии, цветение водоема, прозрачность воды.

Введение

 

Патриаршие пруды  – это небольшой водоем в черте Москвы. В настоящее время пруд только один, остальные засыпаны, однако в названии множественное число сохранилось. Расположен он на западе центральной части города. Парковый комплекс составляет 2.2 га, площадь пруда около 1 га, максимальная глубина 2.5 м. Территория является местом гуляний жителей города, в связи с чем водоем имеет тенденцию к эвтрофированию. В 2003 году пруд реконструировали, укрепили берега, высадили деревья, очистили от мусора и ила, запустили рыб. Ранее в пруду никогда не проводились гидробиологические исследования.

Патриаршие пруды – водоем наливной, в течение года уровень воды сильно колеблется (особенно в летнее время). При сильном снижении уровня воду доливают. В нем отмечено регулярное цветение цианобактерий. В составе ихтиофауны доминируют ротан Perccottus glenii и карась Carassius carassius.

Цель работы – проведение гидробиологических работ в комплексе с другими исследованиями, связанными с изучением влиянием зоопланктона на развитие фитопланктона (Герасимова, Погожев, Садчиков, 2018). В настоящей статье приведены некоторые гидрохимические показатели пруда, а также  данные о состоянии фитопланктона.

Материал и методика исследований

 

Исследования проводили на Патриарших прудах, в период с 19 июня по 28 августа 2001 г. Площадь поверхности пруда составляла 1.0 га, средняя и максимальная глубины – 1.5 и 2.5 м, соответственно. Отбор проб фитопланктона, измерения гидрохимических показателей воды проводили еженедельно в течение исследованного периода. Прозрачность воды измеряли с помощью диска Секки. Температуру воды в водоеме измеряли послойно через каждые 20 см от поверхности до дна (анализатор Water quality checker U-10, «Horiba», Япония). В водоеме для определения биогенных элементов и учета фитопланктона пробы воды отбирали батометром с глубины 20 см. Растворенные формы азота и фосфора определяли по стандартным методикам (Фомин, 2000). Биомассу фитопланктона определяли методом приравнивания формы клеток водорослей к наиболее близкому геометрическому телу (метод геометрического подобия фигур) (Садчиков, 2003). Фитопланктон по размерному составу был разделен на «съедобный» (<50 мкм) для растительноядного зоопланктона и «несъедобный» (>50 мкм) (Гутельмахер, Садчиков, Филиппова, 1988; Gerasimova, Pogozhev, Sadchikov, 2018).

Результаты исследований

 

         В течение лета уровень воды в пруду сильно менялся. Из-за этого в месте отбора проб глубина была в пределах 1.7-1.4 м (июнь – 1.5-1.6; июль и август – 1.4-1.7 м). Прозрачность воды в водоеме достигала дна, и изменялась с 4 июня по 7 августа от 1.2 до 1.7 м. (в июне прозрачность была 1.5-1.6 м; в июле – 1.4-1.7 м; в августе – 1.2-1.4 м). Во время развития фитопланктона во второй половине августа она была минимальной. Средняя температура толщи воды изменялась в пределах 14-28 градусов (июнь – 14.1-20.7^оС; июль – 21.4-27.7^оС; август – 17.2-22.0^оС).

Концентрация нитритов (NО₂^–, мкг N/л) изменялась от аналитического нуля до 13.0. В июне максимальные значения были 1.0, в июле – 13.0, а в августе – 8.0.  Концентрация нитратов (NО₃^–, мкг N/л) в июне была в пределах 80.0-260.0; в июле – 0.0-8.0, а в августе 0.0-180.0. Общее количество азота (мкг N/л) было в пределах 120-470 (а июне – 280-420; в июле – 120-470; в августе – 120-320). Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде и являются показателем загрязнения водоема. В природных чистых водах нитратов, как правило, немного. Однако  в прудах, особенно в пределах населенных пунктов, содержание нитратов может быть высоким. В поверхностных водах нитраты обычно присутствуют в заметных количествах после отмирания водорослей, тогда как во время интенсивного развития фитопланктона (и прибрежной растительности) содержание нитратов может падать до крайне низких значений. Нитриты появляются в воде главным образом в результате биохимического окисления аммиака или восстановления нитратов. Восстановление нитратов с образованием нитритов протекает в условиях дефицита кислорода в придонных слоях воды и в донных отложениях. Согласно санитарным нормам, в воде централизованного водоснабжения содержание нитратов не должно превышать 45 мг/л, нитритов – 3 мг/л.

Содержание минерального фосфора (мкг Р/л) в июне составляло 8-40; в июле 0.0-46; в августе 3-12). Содержание общего фосфора (мкг Р/л) в пруду было в пределах 20-280: в июне – 90-280; в июле – 85-220; в августе – 30-20. Обычно содержание фосфора в открытых природных водоемах незначительно. В литре ее величина обычно ограничивается несколькими сотыми миллиграмма, редко десятые доли миллиграммов, однако в загрязненных водных объектах содержатся несколько миллиграммов.  Смена в развитии водорослей сказывается на уровне фосфорсодержащих соединений в водоеме, причем колебания бывают довольно значительными. Весенне-летний период характеризуется минимальными показателями содержания фосфора, тогда как в осенне-зимние месяцы могут наблюдаться высокие показатели фосфора. Фосфор – важнейший биогенный элемент, лимитирующий развитие водорослей.

По санитарным нормам  содержание в воде фосфатов считается приемлемым в пределах 50 мкг/л. Показатели насыщенности общим растворенным фосфором для незагрязненных природных водоемов ограничиваются пределами 5-200 мкг/л. В исследованном пруду максимальные значения концентрации минерального и общего фосфора находятся в пределах 220-280 мкг/л, что указывает на загрязненность вод этим соединением, как результат этого, интенсивное развитие цианобактерий.

В пруду в количественных пробах было отмечено 67 таксономических единиц зеленых водорослей, среди которых доминировали (Actinastrum hantzschii, Chlamydomonas sp., Coenococcus polycoccus, Coenochloris pyrenoidosa, Cosmarium undulatum, Micractinium pusillum, Monoraphidium griffithii, Monoraphidium minutum, Monoraphidium contortum, Oocystis lacustris, Pandorina morum, Pteromonas sp., Raphidocelis contorta, Scenedesmus incrassatulus, Scenedesmus quadricauda, Selenastrun gracilis, Sphaerocystis planctonica, Tetraedron caudatum v.longispina, Tetraedron minimum, Tetraedron triangulare). Диатомовые водоросли были представлены 15 видами, из них доминировали (Achnanthes microcephala, Cocconeis disculus, Fragilaria capucina, Nitzschia acicularis, Pinnularia interrupta, Stephanodiscus sabsalsus). Эвгленовые водоросли представляли 8 видов, из которых ведущими были (Trachelomonas volvocina, Phacus agilis). Динофитовые водоросли состояли из 3 видов, из которых доминировал Gymnodinium paradoxum. Цианобактерии представляли 13 видов, ведущими из них были (Anabaena variabilis, Anabaena spiroides, Aphanothece clathrata, Microcystis aeruginosa, Phormidium molle). Всего было зарегистрировано 106 видов фитопланктона. Полный список фитопланктона Патриаршего пруда представлен в приложении.

Биомасса водорослей в течение сезона изменялась от 0.2 до 4.6 мг/л. Максимальные значения (4.6 мг/л) наблюдали в конце августа, когда происходило цветение цианобактерий. Если в первой половине лета биомасса в основном была представлена «съедобными» для фильтрующего зоопланктона по размеру водорослями (т.е., до 50 мкм), то во второй половине августа (когда происходило цветение цианобактерий 1/3 биомассы приходилась на более крупных колониальных водорослей (длиной >50 мкм, за счет нитей Anabaena spiroides). Биомасса фитопланктона  с 19 июня по 17 июля изменялась от 0.15 до 0.86 мг/л. С 24 июля по 14 августа съедобная биомасса фитопланктона (размером до 50 мкм)  составляла 100% биомассы водорослей.

Зеленые водоросли с 17 июля по 14 августа составляли от 58 до 98%, с 21 по 28 августа – 42–51% биомассы фитопланктона. Диатомовые водоросли с 17 июля по 28 августа составляли от 1 до 40% биомассы. Эвгленовые водоросли, зарегистрированные с 24 июля по 28 августа, составляли от 2 до 7% биомассы. Динофитовые водоросли, отмеченные с 21 по 28 августа, составляли, соответственно, 36 и 37% биомассы. Цианобактерии с 24 июля по 14 августа составляли 1– %, с 21 по 28 августа – 11–4% биомассы.

Выводы

 

В Патриаршем пруду отмечено 106 видов фитопланктона: зеленые – 67 видов, диатомовые – 15, эвгленовые – 8, динофитовые – 3, цианобактерии – 13. Биомасса фитопланктона изменялась от 5 до 41 мг/л. По биомассе доминировали цианобактерии, зеленые и эвгленовые водоросли.

                                                Литература

Герасимова Т.Н., Погожев П.И. Садчиков А.П. Подавление цветения водорослей фильтраторами зоопланктона в небольших водоемах. // Вод. ресурсы. 2018. Т. 45. № 2. С. 164–170.

Гутельмахер Б.Л., Садчиков А.П., Филиппова Т.Г. Питание зоопланктона // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Общая экология. Биоценология. Гидробиология, 1988. Т. 6. 155 с.

Садчиков А.П. Методы изучения пресноводного фитопланктона: методическое руководство. М.: Изд-во «Университет и Школа», 2003. 157 с.

Фомин Г.С. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. Серия «Международные Стандарты России». Изд-во «Протектор». Москва. 2000. 840 с.

Gerasimova T.N., Pogozhev P.I., Sadchikov A.P. Suppression of Alga Bloming by zooplankton Filter Feeders in Small Water Boodies. // Water Resources, Maik Nauka/Interperiodica Publishing (Russian Federation), 2018, V. 45, N 2, P. 199-204/

Приложение.

Видовой состав фитопланктона Патриаршего пруда (г.Москва):

  CHLOROPHYTA

 

Actinastrum hantzschii Artrodesmus octocornis Chlamydomonas sp. Coelastrum microporum Coenococcus polycoccus Coenochloris pyrenoidosa Coenochloris piscinalis Coenocystis reniformis Cosmarium undulatum Cosmarium minimum Cosmarium subprotumidium Cosmarium pygmauem Cosmarium sexangulare Cosmarium sp. Closteropsis longissima Closterium sp. Closterium sp.2 Crucigeniella rectangularis Dictyospherium pulchellum Dictyosphaerium tetrahotomum Elakatothrix lacustris Eurastrum sp.1 Heleochloris pallida

Golenkiniopsis solitaria Gonium pectorale Kirchneriella obese Lagerheimia longiseta Lagerheimia subsala Micractinium pusillum Monoraphidium griffithii Monoraphidium minutum Monoraphidium contortum Monoraphidium tortile Oocystis lacustris Oocystis rhomboideae Oocystis solitaria Pandorina morum Pandorina charkoviensis Pediastrum boryanum Pediastrum biradiatum Pteromonas sp. Raphidocelis contorta Raphidocelis danubiana Scenedesmus acutus Scenedesmus arcuatus Scenedesmus apiculatus

Scenedesmus bicaudatus Scenedesmus falcatus Scenedesmus incrassatulus Scenedesmus grahnensii Scenedesmus guitwinskii Scenedesmus quadricauda Scenedesmus obliquus Scenedesmus parvus Scenedesmus semipulcher Selenastrun gracilis Sidorocelis ornata Sphaerocystis planctonica Straurastrum oxyacanthum Straurastrum tetracerum Spirogira sp. Tetraedron caudatum v.longispina Tetraedron minimum Tetraedron triangulare Tetraedron incus Treubaria schidlei Volvox polychlamus

 

 

DIATOMEA

 

Amphora ovalis Achnanthes microcephala Cocconeis disculus Cyclotella sp. Cymbella sp.

Fragilaria capucina Gomphonema constricta Navicula cryptocephala Navicula rhynchocephala Navicula pupula

Navicula sp. Nitzschia acicularis Nitzschia holsatica Pinnularia interrupta Stephanodiscus sabsalsus

 

EUGLENOPHYTA

 

Trachelomonas volvocina Trachelomonas horrida Euglena acus

Euglena ehrenbergii Euglena texta Euglena sp.

Lepocinclis ovum Phacus agilis

 

DINOPHYTA

 

Ceratium hirundinella

Gymnodinium sp.

Gymnodinium paradoxum

 

CYANOPHYTA

 

Anabaena variabilis Anabaena hassalii Anabaena spiroides Aphanothece clathrata Lyngbia sp.

Microcystis aeruginosa Nodularia sp. Gomphosphaeria lacustris Oscillatoria lacustris Phormidium molle

Phormidium sp. Pleurocapsa minor Rabdoderma lineare