Тема: «Распределение бактерий, утилизирующих минеральные

Институт экологических проблем Севера УрО РАН
Лаборатория пресноводных и морских экосистем
Северный Арктический федеральный университет
Кафедра Бурения нефтяных и газовых скважин
Особо охраняемые природные территории (ООПТ) — участки
земли, водной поверхности и воздушного пространства над
ними, где располагаются природные комплексы и объекты,
которые
имеют
особое
природоохранное,
научное,
культурное, оздоровительное значение, которые изъяты
решениями органов государственной власти полностью или
частично из хозяйственного использования и для которых
установлен режим особой охраны.
Особо охраняемые природные территории относятся к
объектам общенационального достояния. Министерство
природных ресурсов и экологии Российской Федерации
осуществляет государственное управление в области
организации
и
функционирования
особо
охраняемых
природных территорий федерального значения.
* Виды ООПТ
С учетом особенностей режима ООПТ и статуса находящихся на них
природоохранных учреждений различаются следующие категории указанных
территорий:
1) Государственные природные заповедники — охраняемые
природные территории, на которых под охраной находится весь природный
комплекс. Важнейшие заповедники мира входят в список Всемирного
наследия ЮНЕСКО. Заповедники, признанные Биосферными резерватами
ЮНЕСКО, находятся под охраной международного права и называются
биосферными заповедниками.
2) Национальные парки — территория, где в целях охраны
окружающей среды ограничена деятельность человека.
В отличие от заповедников, где деятельность человека практически
полностью запрещена (запрещены охота, туризм и т. п.), на территорию
национальных парков допускаются туристы, в ограниченных масштабах
допускается хозяйственная деятельность.
3) Природные парки — охраняемый обширный участок природного или
культурного ландшафта; используется для: рекреационных (например,
организованного туризма), природоохранных, просветительских и других
целей. В отличие от заповедников, резерватов и некоторых других
охраняемых территорий режим охраны в природных парках наименее строгий.
* Виды ООПТ
4) Государственные природные заказники — охраняемая
природная территория, на которой (в отличие от заповедников) под
охраной находится не весь природный комплекс, а некоторые его части:
только растения, только животные, либо их отдельные виды, либо
отдельные историко-мемориальные или геологические объекты.
5) Памятники природы — охраняемая природная территория, на
которой расположен редкий или достопримечательный объект живой или
неживой природы, уникальный в научном, культурном, историкомемориальном или эстетическом отношении.
6) Дендрологические парки и ботанические сады являются
природоохранными учреждениями, в задачи которых входит создание
специальных коллекций растений в целях сохранения разнообразия и
обогащения растительного мира, а также осуществление научной,
учебной и просветительской деятельности.
7)
Лечебно-оздоровительные
местности
и
курорты
—
территории (акватории), пригодные для организации лечения и
профилактики заболеваний, а также отдыха населения и обладающие
природными лечебными ресурсами (минеральные воды, лечебные грязи,
рапа лиманов и озер, лечебный климат, пляжи, части акваторий и
внутренних морей, другие природные объекты и условия), могут быть
отнесены к лечебно-оздоровительным местностям.
* Бореальная зона
БОРЕАЛЬНАЯ ЗОНА (лат. Borealis — северный греч. zone — пояс) —
природная зона умеренного географического пояса северного полушария
с холодной зимой и теплым летом. Средняя температура воздуха в июле
от 14 до 18 С. Количество атмосферных осадков больше испаряемой
влаги, поэтому господствуют хвойные леса (тайга). Бореальная зона
занимает широкую полосу в Евразии от Прибалтики до Охотского моря и в
Северной Америке между Атлантическим и Тихим океаном. В связи с
большим пространством и удаленностью от океанов больше половины
площади бореальной зоны имеет резко континентальный климат, с
сильными длительными морозами при тонком снежном покрове, что
обусловило многолетнюю мерзлоту грунтов.
* Кенозерский национальный парк
В числе обостряющихся глобальных экологических проблем
дефицит пресной воды занимает особое место. Сохранение
высококачественных пресных вод в озерах северных территорий
является одной из важнейших экологических задач. Проблема
экологического состояния водных экосистем Европейского Севера
России в условиях возрастающего антропогенного воздействия
обостряется из-за их повышенной уязвимости и ограниченных
способностей к самоочищению. В регионе насчитывается более
224 000 озер, составляющих примерно 2% площади Архангельской
области. Часть из этих озер взяты под охрану государства и
являются достоинством Кенозерского национального парка (КНП),
входящего в список биосферных резерватов ЮНЕСКО.
В настоящее время все меньше остается территорий,
сохранившихся в естественном состоянии, поэтому особое
значение при решении проблем изменения окружающей среды под
влиянием антропогенных факторов отводится исследованиям,
проводимым на территории национальных парков, заповедников.
Кенозерский национальный парк образован в 1991 году.
Территория парка представляет собой природный и историкоархитектурный комплекс площадью 1396 км2, расположенный на
юго-западе Архангельской области в Каргопольском и
Плесецком районах, на границе с Карелией. В состав парка
входит 251 озеро.
По территории парка проходит граница Балтийского
кристаллического щита и Русской платформы, водораздел
между бассейнами Белого и Балтийского морей.
Озера Кенозерского национального парка (КНП) –
представители относительно ненарушенных водных экосистем
Архангельской области, которые могут служить индикаторами
долговременных изменений водных объектов под влиянием
изменения климата и антропогенной нагрузки.
Коллектив лаборатории пресноводных и морских экосистем Института
экологических проблем Севера УрО РАН с 2006 года занимается
исследованиями озер южной части КНП.
Целью исследований является оценка современного экологического
состояния озер Южной части Кенозерского национального парка на основе
комплексного гидролого-гидрохимического и гидробиологического анализов.
Исследования включают в себя:
Гидролого-гидрохимические показатели: Т0С, рН,
минерализация,
растворенный
кислород,
биогенные элементы, концентраций и форм
нахождения
растворенного
органического
углерода,
определение
растворенных
и
взвешенных форм железа и др.
Микробиологические показатели: численности
гетеротрофных бактерий, сульфатредуцирующих
бактерий, содержание фитопигментов и др.
Гидробиологические показатели: таксономическая
структура, численность, биомасса фито- и
зоопланктона.
Объекты
исследования:
 оз. Лекшмозеро,
 оз. Масельгское,
 оз. Вильно.
Исследуемые озера находятся в
верховьях
водосбора,
слабо
проточные, в них ярко выражены
внутриводоемные процессы. Между
озерами Масельгское и Вильно
проходит
граница
водораздела
между
бассейнами
Белого
и
Балтийского
морей.
Оз.
Масельгское относится к водосбору
Балтийского моря, оз. Вильно и оз.
Лекшмозеро к водосбору Белого
моря.
Озеро
Лекшмозеро
–
второй по
величине
водоем
на
территории
Кенозерского национального парка, на
водосборе же реки Онеги – пятый после
озер Воже, Лача, Кожозеро и Кенозеро.
Площадь
водной
поверхности
его
составляет 5950 га. Островов нет. Форма
котловины близка к овальной. Береговая
линия, протяженностью 31 км изрезана
очень
слабо.
Коэффициент
ее
извилистости - 1,6. Длина озера – 12,6 км,
максимальная ширина – 6 км.
Рельеф дна озера очень простой.
Дно ровное без резких перепадов
глубин. В северо-западной части
имеются две мелководные луды –
Речная и Озерная. Район больших
глубин вытянут в виде борозды,
смещенной к восточному берегу.
Площадь их очень мала (4%).
Озеро
Масельгское
находится на расстоянии 3 км
к
северу
от
деревни
Лекшмозеро (Морщихинская),
расположенной на северном
берегу Лекшмозера. Это узкий
по форме водоем, вытянутый в
северо-западном направлении.
Длина его около 6 км,
наибольшая ширина 1 км.
Площадь водной поверхности
озера составляет 344 га. Дно
преимущественно ровное, в
северной и северо-западной
его
частях
отмечены
понижения до 10-18 м.
Средняя глубина озера 2,9 м, максимальная 18 м.
Общий объем воды в озере 10,13 млн.м3. На водоеме
имеется 5 островов. Береговая линия изрезана слабо.
Берега водоема сухие и высокие на востоке и севере,
но низкие на западе. Зарастаемость озера менее 10%
от общей площади озера.
Озеро Вильно примыкает к восточному
берегу озера Масельгское на расстоянии 300
м. Площадь водосбора этого водоема
составляет 9,72 км2. Площадь его водной
акватории
257
га.
Озеро
вытянуто
меридианально. Длина большой и малой его
осей равны 2,9 и 1,4 км соответственно. Дно
плоское без значительных понижений. Свал
глубин постепенный. Преобладают глубины
до 3-х м, максимальная составляет 5 м,
средняя 2,3 м. Донные отложения в
большинстве своем представлены илами, по
берегам песок. Общий объем воды в озере
5,77 млн.м3.
Береговая линия озера Вильно развита слабо. На
восточном берегу имеется небольшой мыс. Западный
берег в средней своей части глубоко вдается в озеро,
деля его примерно на два примерно равных плеса. В
южной и средней частях озера имеется по одному
небольшому острову. Зарастаемость водоема менее 1%.
* Основные морфометрические и
гидрографические характеристики озер
Характеристики
Озера
Лекшмозеро
Масельгское
Вильно
Длина, км
12.5
6.5
3.0
Наибольшая ширина, км
5.8
1.0
1.1
Средняя глубина, м
8.0
5.1
3.4
Наибольшая глубина, м
29.0
21.0
5.9
Площадь водосбора, км2
158.5
15.0
9.7
Площадь зеркала озера, км2
53.5
3.22
2.78
Объем озера, км3
0.426
0.0163
0.00947
Среднегодовой сток с водосбора,
км3
0.0480
0.00454
0.00294
Удельный водосбор
3.0
4.7
3.5
Коэфф. условного водообмена,
год-1
0.11
0.28
0.31
Период условного водообмена,
год
8.9
3.6
3.2
* Пробоотбор
Пробы
воды
на
определение
гидрохимических,
микробиологических, гидробиологических показателей отбираются в
стерильную посуду батометром Нискина летом с борта лодки, зимой со
льда с соблюдением всех асептических правил отбора. Определение
таких показателей как температура, содержание растворенного
кислорода, минерализация осуществляется непосредственно на месте
отбора проб.
* ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
1) температура
На основании вертикального распределения температур в озерах
можно выделить следующие области: верхнюю, с более или менее
одинаковой температурой, постоянно перемешиваемую, так называемый
эпилимнион, и глубинную, с более низкой температурой и
относительно спокойной водой – гиполимнион. Эти области разделяет
слой, где наблюдается резкое падение температуры, который Рихтер
называет температурным скачком, Веддерберн – слоем скачка и Бердж
– термоклином, определяя этот слой как слой, в пределах которого
градиент падения температуры превышает 1° на метр глубины.
* ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
1) температура
Динамика поведения водных экосистем во многом определяется таким важным свойством
водоемов, как температурная стратификация. Температурная стратификация может быть прямой –
температура воды от дна водоема к поверхности увеличивается, или обратной – температура воды от
дна водоема к поверхности уменьшается. Эти особенности стратификации основаны на одном из
аномальных свойств воды – наличии максимума плотности при 4оС. Именно поэтому и вода, имеющая
температуру выше этой, и имеющая температуру ниже, занимает вышележащие слои водного тела,
тогда как вода с температурой максимальной плотности – нижние. Когда температура верхних и
нижних слоев уравнивается, наступает гомотермия, во время которой возможно перемешивание всей
массы воды.
В годовой динамике типичного
водоема
умеренных
широт
можно
выделить 4 основных фазы. Летом
верхние слои воды прогреты, нижние
сохраняют температуру около 4оС. Это и
есть период прямой стратификации,
когда верхние слои воды теплее нижних.
Осенью верхний слой воды охлаждается
и становится возможным перемешивание
всей водной толщи. С наступлением
лед
зимы поверхность водоема замерзает,
подо
льдом
находится
вода
с
температурой 0–1оС, но с плотностью
ниже, чем при 4оС. Наступает явление
обратной стратификации. С таянием льда
по весне температура водной толщи
уравнивается,
и
вновь
наступает
перемешивание.
* ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
1) температура
По термическому режиму летней стратификации вод оз.
Масельгское и оз.Лекшмозеро относятся к метатермическому, оз.
Вильно – к эпитермическому типам.
Эпитермические водоемы – малые мелкие водоемы, гомотермия весь
открытый период — вся водная толща составляет эпилимнион.
Метатермические водоемы – температура поверхностного слоя летом
выше, зимой ниже 4 С, годовой ход температуры выражен хорошо, весной и
осенью отмечается циркуляция
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
2) рН среды
Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов
водорода в воде.
Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный
рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с
обратным знаком, т.е. pH = –log[H+]. Величина концентрации ионов водорода
имеет большое значение для химических и биологических процессов,
происходящих в природных водах. От величины pH зависит развитие и
жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции
элементов. pH воды также влияет на процессы превращения различных форм
биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ
По уровню рН воды можно условно
разделить на несколько групп:
сильнокислые воды < 3
кислые воды 3 – 5
слабокислые воды 5 – 6.5
нейтральные воды 6.5 – 7.5
слабощелочные воды 7.5 – 8.5
щелочные воды 8.5 – 9.5
сильнощелочные воды > 9.5
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
2) рН среды
В природе закисление негативно воздействует на многие живые
организмы, особенно на водную биоту. Влияние закисления на водные
организмы не всегда определяется прямым воздействием кислой водной
среды, а тем что в кислой среде увеличиваются концентрации и
подвижность ионов токсичных металлов. Это приводит к нарушению
процессов воспроизводства, снижению биологического разнообразия,
исчезновению кислоточувствительных видов, доминированию устойчивых
и т.д. В целом устойчивость экосистем снижается.
рН
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
Глубина, м
0
5
10
15
20
L, март 2009
MG, март 2009
MG, июль 2009
L, июль 2009
Станции отбора проб воды: L- глубоководная часть
Лекшмозера; MG – глубоководная часть оз.Масельгское
Активная реакция среды (рН) исследуемых водных экосистем характеризуется в
основном, как нейтральная.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
3) растворенный кислород
Кислород (O2) находится в природной воде в виде растворенных молекул.
Кислород, являясь мощным окислителем, играет особую роль в формировании
химического состава природных вод. Кислород поступает в воду в результате
происходящих в природе процессов фотосинтеза и из атмосферы. Расходуется
кислород на окисление органических веществ, а также в процессе дыхания
организмов. Концентрация растворенного кислорода в природных водах колеблется
в ограниченных пределах (от 0 до 14 мг/л, при интенсивном фотосинтезе, в
полдень, возможна и более высокая концентрация). Вследствие зависимости
концентрации кислорода в поверхностных водах от целого ряда факторов его
концентрация значительно меняется в течение суток, сезона и года. Так как
потребление кислорода сравнительно мало зависит от суточных изменений
солнечной
радиации,
а
фотосинтез всецело определяется ею, то в
течение дня происходит накопление кислорода, а
в темное время суток расходование его. Кислород
необходим для существования большинства
организмов, населяющих водоемы. Как сильный
окислитель кислород играет важную санитарногигиеническую
роль,
способствуя
быстрой
минерализации органических остатков.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
3) растворенный кислород
О2 , мг/л
0
2
4
6
8
10
12
14
0
Глубина, м
5
Вильно,
10
O2, мг\л
15
2
6
8
10
MG, март 2009
L, июль 2009
MG, июль 2009
Станции отбора проб воды: L- глубоководная часть
Лекшмозера; MG – глубоководная часть оз.Масельгское
глубина, м
0
20
L, март 2009
4
1
12
14
март
июль
2
3
В
глубоководных
зонах
озера
4
Масельгского и Лекшмозера наблюдаются
5
выраженные послойные неоднородности в
содержании
растворенного
кислорода.
На глубоководных станциях Лекшмозера и оз. Масельгского
содержание растворенного кислорода обуславливается вертикальным
профилем температуры воды и формированием скачка ее плотности.
На оз. Вильно и на литорали оз. Масельгского и Лекшмозера
наблюдается гомотермия, содержание растворенного кислорода
изменяется незначительно от поверхностного к придонному горизонту.
май
ноябрь
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4) минерализация
Общая минерализация - суммарный количественный показатель содержания
растворенных в воде веществ. К числу наиболее распространенных относятся
неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция,
магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ,
растворимых в воде.
По составу солей (по преобладающему аниону) воды озер подразделяют на три
класса: гидрокарбонатные и карбонатные, сульфатные, хлоридные. В каждом классе
по преобладающему катиону выделяют три группы: кальциевая, магниевая и
натриевая. В распределении озер по химическому составу прослеживается
географическая зональность, обусловленная условиями увлажнения.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4) минерализация
Исследуемые озера южной части КНП расположены в зоне избыточного
увлажнения и преобладающая роль в их питании принадлежит атмосферным
осадкам,
что,
при
малой
площади
водосбора,
делает
их
маломинерализованными. Вода относится к гидрокарбонатному классу
кальциевой группы.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4) биогенные элементы
Биогенные элементы – химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие
определенные биологические функции. Эти элементы. имеют важное значение для жизнедеятельности
растительных и животных организмов.
Интенсивность жизненных процессов в водоеме зависит от содержания основных биогенных элементов –
азота и фосфора. При малом содержании этих элементов обычно наблюдается слабое развитие
фитопланктона, а малая первичная продукция органического вещества в свою очередь накладывает отпечаток
и на весь цикл жизненных процессов в озере. Поглощение кислорода идет мало. Прозрачность воды большая,
гуминовые вещества отсутствуют или находятся в минимальных количествах. Такие озера относятся к
олиготрофному типу.
К противоположному типу относятся озера с большим количеством питательных, биогенных веществ и
называют их эвтрофными. Вода в эвтрофном озере малопрозрачная, от зеленовато-коричневой до
коричневой и характеризуется плохим качеством, с низкой концентрацией растворенного кислорода
Озера, где вышеперечисленные показатели выражены некоторыми промежуточными величинами,
принято называть мезотрофными.
К дистрофному типу относятся озера бедные питательными веществами.
Эвтрофирование представляет собой естественный процесс эволюции водоема. С момента «рождения»
водоем в естественных условиях проходит несколько стадий в своем развитии: на ранних стадиях – от
ультраолиготрофного до олиготрофного, далее становится мезотрофным и, в конце концов, превращается в
эвтрофный и гиперэвтрофный – происходит «старение» и гибель водоема с образованием болота. Срок
«жизни» водоемов в естественных условиях 10–100 тыс. лет .
Однако антропогенная деятельность приводит к аналогичным последствиям всего за несколько
десятилетий. Поэтому эвтрофикация бывает естественной и антропогенной. В первом случае, происходящие в
озерной экосистеме процессы, никак не связаны с хозяйственной и иной деятельностью человека на озере и
его водосборе, а во втором – являются прямым следствием такой деятельности.
Антропогенное эвтрофирование связано со стремительным ростом населения на территории водосбора,
развитием городов и мегаполисов, повышением роли минеральных удобрений в сельском хозяйстве,
развитием отраслей промышленности, в сбросах которых присутствуют азот и фосфор.
В
процессе
эвтрофирования
водоема
в
застойной среде ухудшается
санитарно-эпидемическая
ситуация:
размножаются
паразитирующие
виды
организмов,
патогенная
микрофлора,
вирусы,
наблюдаются
вспышки
заболеваний
гидробионтов,
водоплавающих птиц, животных
и населения через воду .
ПОСТУПЛЕНИЕ
ИЗБЫТОЧНОГО КОЛИЧЕСТВА
БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
(азот, фосфор и т.д.)
ЭВТРОФИКАЦИЯ
Рост
концентрации
биогенных элементов в воде
озера приводит к увеличению
первичной
продукции
фитопланктона,
при
этом
меняется его видовой состав.
Вместо диатомовых водорослей,
характерных для олиготрофных
водоемов, доминирующую роль
начинают играть сине-зеленые
водоросли.
Наступает
так
называемое «цветение» воды.
Создание
анаэробных
условий среды
«Цветение»
воды
Нарушение
устойчивости
экосистемы
Изменение
состава
гидробионтов
Ухудшение
качества воды
Здоровье человека
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4) биогенные элементы
*
Сезонное распределение форм азота
оз.Масельгское, глубоководная
часть
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
NН4, мкгN\л
NO3, мкгN\л
Nmin,
мкгN\л
Nвал,
мкгN\л
март
600
500
NН4, мкгN\л
NO3, мкгN\л
Nmin, мкгN\л
Nвал, мкгN\л
300
200
100
0
март
май
июль
ноябрь
июль
ноябрь
Лекшмозеро, глубоководная
оз.Вильно
400
май
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
NН4,
мкгN\л
NO3,
мкгN\л
Nmin,
мкгN\л
Nвал,
мкгN\л
март
май
июль
ноябрь
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
4) биогенные элементы
Сезонная динамика распределения фосфора
50
оз.Масельгское,
глубоководная часть
Фосфаты,
мкгР\л
40
30
Фосфор
вал.,
мкгР\л
20
10
0
март
30
Фосфаты,
мкгР\л
20
15
Фосфор
вал.,
мкгР\л
10
5
июль ноябрь
Лекшмозеро, глубоководная часть
оз.Вильно
25
май
25
20
Фосфаты
, мкгР\л
15
10
Фосфор
вал.,
мкгР\л
5
0
0
март
май
июль ноябрь
март
май
июль
ноябрь
Средние концентрации общего азота и фосфора в исследуемых озерах
колеблются в пределах, характерных для мезотрофных водоемов.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
5) содержание железа
Поверхностные воды бореальной
зоны богаты железом. Повышенное
содержание железа может оказывать
влияние на циклы других элементов
(С, N, P, S и др.), например,
сдерживать
процесс
«евтрофирования» водоемов за счет
седиментации с фосфором. Железо
также является природным сорбентом
и участвует в процессах накопления и
транспорта многих микроэлементов
(Zn, Se, Mo и др.) в моря и океаны.
Кроме того, железо является важным
биофильным элементом, токсичность
и
биодоступность
которого
определяется формой существования
железа в воде.
Оз. Масельгское (реперная) зимняя межень и весенняя гомотермия
Анаэробные условия придонного
слоя глубоководных станций оз.
Масельгское и Пежехерья (зимняя и
летняя межень) и зимняя межень оз.
Лекшмозера
способствуют
выходу
соединений
железа
из
донных
отложений, что проявляется в резком
возрастании содержания железа с
преобладанием общей растворенной
формы (в основном за счет Fe(II)). В
условиях дефицита кислорода –
основная форма нахождения железа –
растворенная.
Наибольшие
концентрации железа отмечены в
зимний
период,
наименьшие
в
осеннее-весеннюю гомотермию.
ОСНОВНЫЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
1) гетеротрофные бактерии
Микроорганизмы являются самыми чувствительными индикаторами
изменения экологического состояния водных экосистем и вследствие этого
широко
используются
при
проведении
экологических
исследований. Гетеротрофному бактериопланктону принадлежит ведущая
роль в биотрансформации растворенного и взвешенного органического
вещества, которое служит этой группе микроорганизмов источником
питания. Увеличение количества гетеротрофных бактерий при загрязнении
водоемов наблюдается прежде, чем становится заметным изменение
химических показателей воды. Активность гетеротрофных бактерий во
многом определяет интенсивность и характер процессов очищения
гидросферы от широкого спектра загрязняющих веществ. По этой причине
численность гетеротрофных бактерий – очень важный показатель
экологического состояния водоема, а также процессов его самоочищения.
ОСНОВНЫЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
1) гетеротрофные бактерии
Вертикальное распределение эколого-трофических
групп микроорганизмов в озерах КНП в июле 2009
года.
Станции отбора проб воды: А – литораль, заросли макрофитов
и Б - глубоководная часть Лекшмозера; оз.Масельгское –
глубоководная часть. (АБ-аммонифицирующие бактерии, ПАэвтрофные бактерии, ФОБ- факультативно-олиготрофные
бактерии, ОБ-олиготрофные бактерии)
В соответствии с эколого-санитарной классификацией качества
поверхностных вод суши по показателю гетеротрофных бактерий качество
воды
исследуемых
озер
изменяется
от
разряда
чистых
до
удовлетворительной чистоты в зависимости от сезона.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
Биота природных водоемов разнообразна и представляет собой совокупность организмов
(гидробионтов) населяющих водную среду. В пресных водоемах обитают организмы, относящиеся к
нескольким царствам – это бактерии, растения, животные. В зависимости от места обитания и типа
водоема гидробионты можно разделить на пелагос - население толщи воды и бентос - обитатели дна.
Организмы, живущие в водной толще, делятся на две группы: планктон и нектон.
К планктону (греч. планктос - парящий) относятся бактерии, одноклеточные растения и
животные, мелкие рачки, которые парят в толще воды и пассивно переносятся вместе с ней, следуя
движению волн и течений, а также яйца и личинки большого числа видов организмов, которые во
взрослом состоянии обитают на дне, икринки рыб и др. В составе планктона выделяют
фитопланктон – это водоросли, зоопланктон – мелкие животные (инфузории, амебы и другие
одноклеточные, циклопы, дафнии и т.д.), бактериопланктон - бактерии, живущие в толще воды.
К нектону (греч. нектос – плавающий, плывущий) относятся
активные пловцы (рыбы, земноводные, крупные плавающие
насекомые, личинки крупных насекомых), способные противостоять
силе течения и перемещающиеся на значительные расстояния.
Планктонные организмы играют важную роль в жизни
водоемов. Особенно велико их участие в круговороте веществ. В
процессе своей жизнедеятельности планктонные животные постоянно
осуществляют минерализацию органического вещества, выделяя во
внешнюю среду биогенные элементы.
Водные организмы
чувствительны к загрязнению водной среды и могут использоваться
для характеристики состояния водоемов, а также при биологическом
анализе качества питьевых и сточных вод. Огромная роль
зоопланктона в водных сообществах делает необходимым его
всестороннее исследование.
ОСНОВНЫЕ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
* Количественные и качественные показатели
фитопланктона в период летней стагнации
Озера
Соотношение
N/P
Численность, тыс.кл/л
Биомасса, мкг/л
Лекшмозеро
13,2-16,1
1228-3913
566-1675
Масельгское
22,3-26,4
8162-17314
562-1303
22,7-36,1
8565-15535
1039-2774
Вильно
Доминирующие виды
Gloeotrichia
echinulata,
Aphanocapsa
delicatissima
Aphanocapsa
delicatissima
Aphanocapsa delicatissima
ОСНОВНЫЕ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
* Количественные и качественные показатели
зоопланктона в период летней стагнации
Озеро
Численность, экз/м3
Биомасса, г/м3
Доминирующие группы
По численности и биомассе – Cladocera
(ветвистоусые ракообразные)
Лекшмозеро
31000-34000
0,41-0,90
Масельгское
14482-28700
0,21-0,30
Вильно
15400-24000
0,17-0,48
По численности и биомассе – Copepoda (веслоногие
ракообразные)
По численности и биомассе – Copepoda (веслоногие
ракообразные)
botryococcus
aphanocapsa
bosmina
дафния
microcystis
ceratium
cryptomonas
mesocyclops
colonoida
peridinium
диатомовые
коловратки
зоопланктон
фитопланктон
asterionella
Вывод:
Комплексная оценка состояния экосистем озер по
содержанию биогенных элементов, качественным и количественным
характеристикам фито- и зоопланктона, численности гетеротрофного
бактериопланктона показала, что в целом, экологическое состояние
озер Масельгское, Вильно, Лекшмозеро можно оценить как стабильное.
Гидробионты находятся в активном состоянии, реагируя на изменения
биотических и абиотических условий, тем самым поддерживая
экосистемы в состоянии экологического равновесия.
КОЛЛЕКТИВ ЛАБОРАТОРИИ ПРЕСНОВОДНЫХ И
МОРСКИХ ЭКОСИСТЕМ ИНСТИТУТА
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ СЕВЕРА УРО РАН
Публикации
Воробьева Т.Я., Морева О.Ю., Собко Е.И., Широкова Л.С., Забелина С.А., Климов С.И.,
Шорина Н.В., Покровский О.С., Ершова А.А., Чупаков А.В. Оценка экологического состояния озер
Кенозерского Национального парка (Архангельская область) // Известия Самарского научного
центра Российской академии наук. 2013, Т.15, №3(2), С. 825-831.
Воробьева Т.Я., Ершова А.А., Морева О.Ю. Чупаков А.В., Забелина С.А., Климов С.И.
Микробиологические и гидрохимические аспекты круговорота азота в озерах Кенозерского
национального парка // Вестник Северного Арктического Федерального университета.
Естественные науки. 2012, №4 , С. 13-22.
Кокрятская Н.М., Забелина С.А., Саввичев А.С., Морева О.Ю., Воробьева Т.Я. Сезонные
биогеохимические и микробиологические исследования малых озер таежной зоны Северо-Запада
России (Архангельская область) // Водные ресурсы, 2012. Т.39. №1. С. 1-14.
Воробьева Т.Я., Климов С.И., Шорина Н.В., Морева О.Ю., Забелина С.А., Широкова Л.С.
Гидролого-гидрохимические исследования озер Масельгское и Вильно (Кенозерский
национальный парк) // Проблемы региональной экологии. – 2009, №6. С.57-61.
Широкова Л.С., Воробьева Т.Я., Забелина С.А., Морева О.Ю., Климов С.И. Характеристика
продукционно-деструкционных процессов малых озер Архангельской области //Современные
проблемы науки и образования. – 2008, № 5. С. 11-17.
Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Zabelina S.A., Vorobieva T.Y, Moreva O.Y., Klimov S.I., Chupakov A.V.,
Shorina N.V., Kokryatskaya N.M., Audry S., Viers J., Zoutien C., Freydier R. (2012) Size fractionation of trace
elements in a seasonally stratified boreal lake: control of organic matter and iron colloids. Aquatic Geochemistry,
18, 115–139, doi: 10.1007/s10498-011-9154-z.
Shirokova L.S., Pokrovsky O.S., Viers J., Klimov S.I., Moreva O.Yu. Zabelina S.A., Vorobieva T.Ya., Dupré
B. Diurnal variations of trace elements and heterotrophic bacterioplankton concentration in a small boreal lake of
the White Sea basin. Ann. Limnol. - Int. J. Lim. 46, 67–75. DOI: 10.1051/limn/2010011.
Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Zabelina S.A., Vorobieva T., Moreva O., Klimov S., Chupakov A., Audry S.,
Viers J. (2011) Geochemistry of trace elements in boreal seasonally stratified lake: control of colloidal iron and
organic matter. Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly 2010, Vol. 13, EGU2011-3701.
В подготовке материалов презентации
приняли участие сотрудники лаборатории
пресноводных и морских экосистем
и доцент кафедры Бурения нефтяных и
газовых скважин ИНиГ
к.х.н. Шорина Наталья Валерьевна