Использование водных макрофитов в биоиндикации состояния

Сочнева Ирина Павловна
аспирант, Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН, г. Петрозаводск
Использование водных макрофитов в биоиндикации состояния водных экосистем.
Для гидробиологического анализа качества вод могут быть использованы
практически все группы организмов, населяющие водоем: планктонные и бентосные
беспозвоночные, простейшие, водоросли, бактерии, рыбы, и наконец макрофиты.
Макрофиты - это сосудистые растения, а также крупные водоросли и мхи, хорошо
развивающиеся в условиях водной среды и избыточного увлаженения и обитающие как в
воде, так и в прибрежной зоне. Им принадлежит немаловажная роль в функционировании
водных экосистем. Они участвуют во внутриводоемных процессах, извлекают из воды и
донных отложений ряд веществ, поступающих с водосборной площади. Они способны
накапливать
биогенные
элементы,
микроэлементы,
ионы
тяжелых
металлов,
радионуклиды. Поглощая в процессе своей жизнедеятельности углекислоту и выделяя
кислород, погруженные гидрофиты в значительной степени обеспечивают экосистему
водоема кислородом, поддерживающим жизнедеятельность гетеротрофных организмов и
идущим на окисление растворенных и взвешенных органических веществ. Макрофиты
принимают участие в деструкции поступающих в водоем ядохимикатов, детергентов, что
приводит в конечном итоге к обезвреживанию токсических веществ.
Они, как и другие группы организмов находятся в прямом или опосредованном
взаимодействии с факторами среды, постоянно реагируя на ее изменения. Таким образом,
водную растительность можно использовать в качестве биоиндикатора состояния водных
экосистем, который позволит при первом приближении визуально оценить экологическое
состояние водоема, даст возможность определить трофические свойства воды, а иногда и
специфику ее химического состава. При этом надо учитывать специфику макрофитов как
индикаторов. Высшая водная растительность наиболее консервативный показатель
состава и качества вод по сравнению с другими звеньями экосистемы, что связано с ее
большей устойчивостью к антропогенному воздействию, особенно к кратковременным
загрязнениям. Поэтому мониторинг водоемов и водотоков по показателям макрофитов и
их сообществ должен осуществляться в течение ряда лет. Вместе с тем изменения в
характере высшей водной растительности необходимо подтверждать параллельными
гидрологическими и гидрохимическими исследованиями.
В настоящее время выявлены ряд характерных особенностей развития макрофитов
и их сообществ в водоеме, которые индицируют изменения параметров среды под
воздействием антропогенного фактора. Так, например, массовое развитие видов семейства
рясковых (Lemnaceae) указывает на неблагополучие в водной экосистеме. Обилие ряски
трехдольной (Lemna trisulca) говорит о большом количестве биогенных веществ, развитие
ряски малой (Lemna minor) и многокоренника обыкновенного (Spirodela polyrrhiza)
помимо эвтрофирования может свидетельствовать о сельскохозяйственном загрязнении
водоема.
Массовое
развитие
телореза
алоэвидного
(Stratiotes
aloides)
ведет
к
заболачиванию водоема.
Большими (по сравнению с отдельными видами растений) индикаторными
возможностями обладают сообщества макрофитов.
При геоботанической индикации водоемов и водотоков необходимо учитывать
степень покрытия водоемов макрофитами, флористическое разнообразие растений, их
жизненность, отклонения в развитии и росте, определять ряд количественных
характеристик - величину фитомассы и продукция, высоту и массу стеблей, химический
состав растений.
Карелия характеризуется значительным количеством озер и рек, которые имеют
разнообразный
химический
антропогенному воздействию.
состав
Для
вод,
и
данного
в
различной
региона
степени
целесообразно
подвержены
изучение
и
использование водной растительности как индикатора для первичного определения
состава и качества вод водоемов и водотоков.
В Карелии индикационные возможности макрофитов рассматривались в некоторых
работах Фрейндлинга А.В. В этих работах основное внимание уделено оценке
трофического статуса озер. Так им был выделен ряд видов растений в качестве
биоиндикаторов озер различной степени трофии применительно к условиям Карелии.
К таким видам растений-индикаторов относятся:
1.
Для дистрофных озер: сфагновые мхи, белокрыльник болотный, вахта
трехлистная, сабельник болотный, ежеголовник родственный, кубышка желтая.
2.
Для олиготрофных озер: лобелия Дортмана, лютик стелющийся,
уруть очередноцветковая, шелковник щитовидный, полушники колючеплодный и
озерный.
3.
Для мезотрофных и эвтрофных озер: осока пузырчатая, частуха
подорожниковая, стрелолист плавающий, рогоз узколистный, водокрас лягушачий,
кувшинки четырехгранная и чисто-белая, ряски малая и трехдольная, повойничек
водяной перец, рдесты маленький и сплюснутый, уруть мутовчатая, шелковники
неукореняющийся и грязный, элодея канадская.
Применимость же характеристик макрофитов и их сообществ для оценки состояния
водотоков Фрейндлингом А.В. не рассматривалась.
По данным нашего исследования прибрежно-водной флоры реки Суна (ГПЗ
«Кивач» - устье реки в районе села Янишполе) можно сделать выводы, что в районе устья
происходит активный процесс эвтрофирования. Об этом можно судить по сильной
степени зарастания водотока высшей водной растительностью и по наличию видовиндикаторов, таких как, многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrhiza), водокрас
лягушачий (Hydrocharis morsus-ranae),
уруть мутовчатая (Myriophyllum verticillatum),
элодея канадская (Elodea canadensis) (индикаторы эвтрофирования), ряска трехдольная
(Lemna trisulca) (показатель большого количества биогенных элементов). Обильное
поступление биогенных элементов, скорее всего, связано с антропогенной деятельностью,
в частности с сельским хозяйством – стоками с прилегающих территорий, также
возможно
влияние
расположенного
здесь
животноводческого
комплекса
(ЗАО
«Янишполе»).
Таким образом, высшая водная растительность как более консервативный
показатель состава и качества вод по сравнению с другими элементами водной
экосистемы, что связано с большей ее устойчивостью к антропогенному воздействию,
может служить биоиндикатором. Степень и характер зарастания водоема, флористический
состав, развитие, величина фитомассы и продукции макрофатов, их химический состав
могут свидетельствовать о степени трофии, а изменения этих показателей - о протекании
процесса трансформации его экосистемы, на что должно быть обращено серьезное
внимание.
Литература:
Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности. М.:
Изд-во НИА-Природа, РЭФИА, 2004. 220 с.
Сочнева И.П. Оценка состояния различных участков реки Суны на основе изучения
прибрежно-водной флоры // Водная среда: обучение для устойчивого развития.
Петрозаводск, 2010. С. 137-140.
Фрейндлинг А.В. Макрофиты как индикатор природной среды // Водная среда
Карелии: исследование, использование и охрана. Петрозаводск, 2003. С.75-87.